數字電能計量及其電能表檢測技術探究

劉寧　王慧

摘要：在電力系統發展的大力推動之下，人們的日常生產生活之間已經逐步實現對智能變電站的廣泛使用。在原有的基礎上進行進一步創新與改革，是實現與智能變電站發展之間相適應的重要前提。具有數字化變電站特點的計量系統就是在此種趨勢與背景下出現，通過對現階段的發展情況進行分析后可以發現，計量系統處于不斷更新狀態當中，與傳統計量系統相比智能計量系統占據相當強的優勢。

關鍵詞：數字電能計量；電能表；檢測技術

近些年來，信息化以及網絡化的發展速度可以說是相當迅猛，科學技術也取得教育明顯的成就，數字化變電站是變電工作未來發展的主要趨勢與方向，電能表是數字變電站不可缺少的組成部分，同時也在其中占據重要位置，對檢測技術進行提升是其提出的客觀要求。傳統的信息采集、傳輸等內容智能化是數字電能表計量與檢測工作的實質。在此過程中，電表采集存在的誤差可得到較為合理的消除，并對電能計量的整體穩定性進行真正意義上的提升。

一、數字電能計量

當數字互感器在得到全面推廣以及應用之后，光纖通信技術也得到了很大程度的發展，光纖通信技術具有很多我們意想不到的優勢，最典型的就是它具有極強的抗電磁干擾的效果。在數字化變電站中，我們應用的最多的就是數字信號電子式互感器，這種互感器能夠從很大程度上降低誤差的出現，還能很好地控制飽和問題，提高保護、測量以及計量系統的精確性。

二、數字式電能表使用方法

在使用數字式電能表的過程中，特別是當接收光電互感器的信號時，我們要在實時運算的基礎上，對數據展開進一步的處理過程，從而能夠將動態的信息結果展示到液晶顯示接口上。從目前設計電能表的情況來看，最常見的就是將中央微處理器與數字信號處理器適當地結合在一起，這樣能夠從很大程度上提升吞吐能力以及管理能力，與此同時，還能在數據協議包的基礎上，進一步測量電參量，也可以很好地完成電能累積或者計算電能的任務，將數據和中央未處理器做進一步的交換，這樣一來，在這個過程中，一些比較復雜的數據交換過程也能夠很好地進行，大大提升了工作質量以及工作效率。

三、數字式電能表原理

從功能角度來說，傳統電能表與新型數字電能表之間存在一定的相似性。分相元件的正向與反向做功測量都是其起到的主要作用。分時、分區計算工作也是電能表的主要工作范圍。二者可實現對斷相，失壓以及裝置失電等現象的檢測與計量。在使用曲線方式的基礎上，傳統電能表與新興數字電能表均可進行分析與記錄，實現對一個月內復核情況的有效掌握，進而促是復合調節工作得以順利開展。但是二者也有不同點存在。無源四路脈沖及三路測試脈沖輸出是數字化電能表所具備的獨特優勢。同時內部還具備時鐘電路以及USB接口，這是實現與服務端或者電腦主機連接的有效途徑。對軟件編程效率的提升有重要作用，將更為便捷的性能提供給工作人員。

四、數字電能表檢測技術

數字電能表與傳統的電能表不同，其是由DSP（數字信號處理器）以及CPU（中央為處理器）結合而成的構架。其能夠將CPU復雜管理能力與DSP高速數據吞吐能力進行有機的融合。而從工作的原理方面來看，數字電能表也與傳統的電能表不同，其接收的是數字化電壓、電流信號，并不是傳統的固定電壓及電流信號，其內并沒有數字與模擬轉換的單元。

1、基于電能表特點進行分析

我們可從特點角度進行分析。受到內部設置的影響，數字電能表只需要進行較為簡單的基本運算，這是其誤差較小的主要原因。但是因為通訊過程當中會有不可避免的誤碼情況存在，因此還是不能實現對誤差的完全杜絕。很多學者通過對電能表檢測技術的研究已經逐步衍生出標準數字，功率源檢測技術以及標準模擬功率源檢測技術兩種，在實際作業過程中，需要結合作業情況對其進行科學選擇。

2、基于數字功率源校驗技術的分析

一般來說電能表檢測技術都是以裝置或者系統的方式來進行檢測，數字功率源校驗技術也不例外。采用這種方法進行檢測，能夠有效的檢驗數字電能表的通信誤碼率以及程序算法錯誤引發的誤差。依據國家溯源的相關規定，量值的測量是一條具有規定不確定度的不間斷的比較鏈，其可以將檢測的結果與標準進行有效連接。但在數字電能表檢測技術中，由于電壓與電流都是通過程序算法計算而來，所以并不能夠進行溯源。另外，數字功率源與模擬信號不同，其輸出的功率都是相對穩定的情況。但現場的功率則由于種種原因處于變化過程。這就容易造成數字電能表檢測不合格。

3、基于模擬功率源檢測技術的分析

模擬功率源數字電能表檢測技術相較于數字功率源檢測有著諸多不同。但從功能性上來看，模擬功率源，無論是在復雜程度上，還是檢測的結果的準確性上都有著明顯的改善。采用該種檢測技術能夠準確的模擬現場的實際情況，從而滿足數字電能表的各種情況。另外，該檢測技術是由服務端（上位機）直接進行控制，能夠對誤差、斷相及丟幀等進行全面檢測，從而了解數字電能表的精度及功能穩定性。

五、電能計量檢測系統

數字電能表本身可以做到無誤差，因此數字電能表校驗儀對數字式電能表進行的誤差測試本質上是對電能表通信誤碼率以及電能表的算法誤差進行定級，這和常規電子式電能表校驗儀有本質的不同。數字電能表的工作方式導致傳統電能表校驗臺（儀）無法對數字電能表進行檢定工作，有必要重新設計一個校驗裝置。該裝置必須具備以下幾個功能：

一是具備光纖以太網接口；二是鏈路層可采用IEC61850-9-1或FT3標準格式，在電子式互感器標準中，數字輸出的格式為IEC61850-9-1或FT3格式，但按照IEC61850建設的數字化變電站，可能存在電流、電壓信號按照IEC61850-9-2標準提供給二次設備的情況，因此電能表校驗儀也應具備IEC61850-9-2擴展能力以適應這種應用需求。

結語：

在針對變電站進行改善的過程當中，必須實現對數字電能表的使用。因此，我們也需要提高對計量以及檢測技術的重視程度，在不斷深化研究的基礎上，促使其精度以及穩定性得到真正意義上的提升，這對智能變電站進一步發展有重要作用。從宏觀角度來說，對社會以及經濟發展也有較為積極的意義。

參考文獻：

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