數字化電能計量檢測技術方案探究

段江洪

摘要：隨著智能電網建設的快速發展，當前電網電能的計量正向自動化與信息化轉變。數字化電能計量系統包括信息的采集、運輸及處理，其運行離不開電子式電壓互感器和電流互感器，為電能計量提供了便捷的信息獲取途徑，避免了資金的過度投入。文章探究了數字化電能計量的檢測方案，旨在促進數字化電能計量系統穩定運行和可持續發展。

關鍵詞：數字化電能計量;檢修技術;誤差分析

一、數字化電能計量系統分析

（一）電子式互感器

電子式互感器大多采用多模光纖傳輸，光電互感器與二次設備的接口是其主要光纖通道，這兩種光纖通道可以保證數據傳輸的可靠性，以及測量、控制設備的接口規范性。電子式互感器由電壓傳感器、電流傳感器、一次轉換器、光纖輸出單元和二次轉換器構成，一次轉換器可以把電壓和電流傳感單元輸出的信號進行轉化，使之變成適合光纖傳輸的信號，再將這種信號傳送到二次轉換器，二次轉換器將其轉換為適合合并單元接收的信號，通過光纖通道傳輸至合并單元[1]。

（二）合并單元

一臺合并單元有很多二次轉換器數據通道，每一個通道都能傳送一臺電子式互感器的信號。但是在某些情況下，多個數據通道可以共用一個物理接口，從二次轉換器傳輸至合并單元。合并單元依照自身的運行機制，把傳輸過來的信息進行錄入，根據協議內容對各種信號進行整理與傳輸，然后以IEC61850格式傳輸至二次設備[2]。二次轉換器獲取信號的方式有很多種，還可以從電壓互感器中獲得信號并傳送至合并單元。

（三）數字化電能表

電能表有數字接口和低壓信號接口兩種。數字接口是光學接口，它根據數字編碼信息和時間信息進行信息采集，完成電能的計量。低壓信號接口是電氣接口，必須與電子式電流互感器一起使用。

二、數字化電能計量系統的誤差分析

理論上，數字化電能計量系統是通過光纖傳輸數據，在形式上為數字量，未對系統中的電壓和電流進行二次線路模擬，因此數據在線路傳輸過程中不會出現誤差。另外，具體操作過程也不會受溫度等外界因素的影響。因此，與傳統電能計量系統相比，數字化電能計量系統誤差較小。

但在實際操作過程中，電壓信號和電流信號不可能是理想化的周期信號，采樣點數在不同周期會有所差異，直接影響數字化電能計量的準確度。電壓互感器和電流互感器規格的不同，會導致計量量化系數的不同，量化系數主要通過對電壓和電流的實際值計算得出，因此額定電壓也會影響數字化電能計量系統的準確性。另外，數字化電能計量系統如果收到不合理的數據信息，則會進行容錯處理，因此容錯能力也會影響數字化電能計量的準確性。

三、數字化電能計量系統的檢測方案

（一）電子式互感器的檢測

電子式電壓互感器、電流互感器的檢測方案是相似的。在檢測電流互感器時，升流器提供一次電流;在檢測電壓互感器時，調壓器提供一次電壓。在采集器采集數據時，采樣同步信號觸發器可以根據指令進行采樣。將采集到的數據進行傅里葉變換，得到輸出的幅值與相對位移，從而計算出被檢測電子式互感器的相位誤差，完成對電子式互感器的檢測。

（二）模擬接口數字化電能表的檢測

通過低壓標準測試系統和變換單元的組合，可以檢測模擬接口數字化電能表的準確度。電能表的檢測裝置主要由標準源和電壓、電流變換單元分組成。該檢測系統在其他軟件的控制下不僅能對基本誤差進行分析，還能夠檢測出走字、啟動、潛動、失壓、斷相等問題。

（三）數字接口電能表的檢測

數字接口電能表具有數字化特征，所以應將其檢測重心放在安全性、準確性與穩定性等方面。進行檢測時，應參照協議，通過電壓和電流的波形信號與網絡端口進行配對。該檢測系統由上位機軟件控制，能累計電能輸出脈沖，并送入誤差處理器進行比對。

四、結語

隨著科學技術的發展，電網電能的計量逐漸向自動化與信息化方向轉變。研究電子式互感器、模擬接口數字化電能表、數字接口電能表的檢測方案具有十分重要的現實意義。

參考文獻

[1]李前，章述漢，陸以彪等.數字電能計量系統現場檢定技術研究[J].電測與儀表，2010（10）：25-28. .

[2]艾兵，肖勇，李福超等.基于IEC61850通信協議的新型數字化標準電能表[J].電測與儀表，2014（17）：1-5.