智能電表計量誤差來源及抑制方法

劉曉華 李祥

摘要：隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，智能電能表已經(jīng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)電能表進(jìn)入我們的生活，多功能全電子式電能表已經(jīng)成為過去。智能電表使用電管理工作更加方便快捷，也有助于提高防竊電水平。智能電表計量是否準(zhǔn)確，會對用戶、供電企業(yè)產(chǎn)生影響。所以，要進(jìn)一步加強(qiáng)計量誤差研究，采取措施，盡量減少誤差。

關(guān)鍵詞：智能電表;計量誤差;抑制

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，電力系統(tǒng)飛速發(fā)展，智能電能表應(yīng)運(yùn)而生，并且得到了廣泛使用，在智能電網(wǎng)中有著重要位置。然而，智能電能表也會存在一些誤差，需要探究計量誤差來源，探討誤差抑制措施。

1.智能電表誤差來源

1.1電表自身的誤差

電表計量誤差，首先要排查是否電表本身存在誤差。電表可能由于設(shè)計問題出現(xiàn)誤差，設(shè)計不合理，會直接影響到計量準(zhǔn)確性。可能會在運(yùn)輸、安裝的過程中受震動、磕碰等出現(xiàn)問題，進(jìn)而導(dǎo)致誤差。

1.2校表參數(shù)問題

正確的校表參數(shù)才能保證電能表的準(zhǔn)確計量，校表參數(shù)存儲在電能表的存儲器中。計量芯片的校表參數(shù)加載過程：上電后計量芯片復(fù)位，校表寄存器初始化為默認(rèn)值，CPU從存儲器中讀取正確的校表參數(shù)，將其寫入計量芯片，此時計量芯片才能準(zhǔn)確計量，若以上過程中出現(xiàn)錯誤則不能達(dá)到準(zhǔn)確計量的效果。軟件設(shè)計中，可能數(shù)據(jù)讀寫未進(jìn)行容錯處理，也可能參數(shù)存儲備份不足，就可能導(dǎo)致參數(shù)讀取錯誤，進(jìn)而使計量芯片在錯誤的配置參數(shù)下運(yùn)行，導(dǎo)致計量失準(zhǔn)。

1.3電壓、電流互感器影響

電壓、電流互感器也會導(dǎo)致電表出現(xiàn)誤差。首先，電壓、電流互感器質(zhì)量不足，準(zhǔn)確性不高，就容易影響電表準(zhǔn)確性。當(dāng)前，基于國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，電流、電壓互感器負(fù)荷在25%～100%，功率因數(shù)0.8～1.0，使用中的互感器應(yīng)將誤差控制在標(biāo)準(zhǔn)等級以內(nèi)。設(shè)計需要結(jié)合實(shí)際運(yùn)行環(huán)境，而實(shí)際運(yùn)行時，互感器運(yùn)行在25%～100%負(fù)荷下才能保證準(zhǔn)確度。如果負(fù)荷過大或者過小，就會影響計量準(zhǔn)確性。

1.4潛動性能影響

實(shí)際運(yùn)行電流處于標(biāo)定5%-10%以下視為輕載。對電表而言，潛動、啟動相互矛盾，要提高靈敏度，就要考慮抗干擾水平，找到二者的平衡點(diǎn)，如此一來必然會影響準(zhǔn)確度，因此誤差往往很難避免。很多計量芯片都有空載閾值，有防潛動性能。通常，計量芯片的潛動閾值允許通過設(shè)置寄存器調(diào)節(jié)。

1.5其他因素引起的誤差

電能表使用中會受到各種因素影響，導(dǎo)致出現(xiàn)電能計量誤差。例如電表工作電壓、電流，環(huán)境電磁、溫度差異等。雷擊也會影響通訊模塊、線路，可造成損傷，影響準(zhǔn)確性。電表箱需要一定的環(huán)境干燥水平，如果外界氣溫高、潮濕，箱內(nèi)環(huán)境就可能受影響，濕熱會影響散熱，也可能引發(fā)短路問題。

2計量誤差抑制

2.1優(yōu)化設(shè)計

要保證計量準(zhǔn)確，降低誤差，需要提高電表的采樣信號、計量電路質(zhì)量。在設(shè)計工作中，要進(jìn)一步優(yōu)化電路，提高元器件選擇科學(xué)性。要考慮到電路板上不同元器件間可能存在的干擾問題，盡量控制一致性誤差。設(shè)計中，對于采樣電路，如果采樣使用的是錳銅電阻、電阻網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)注意電阻要溫度系數(shù)低并且穩(wěn)定性高。科學(xué)選擇核心計量芯片，對于提高電表性能有重要作用。

2.2生產(chǎn)過程控制

要進(jìn)一步規(guī)范生產(chǎn)，推進(jìn)生產(chǎn)流程標(biāo)準(zhǔn)化。采用現(xiàn)代自動化生產(chǎn)技術(shù)，提高產(chǎn)品誤差一致性;根據(jù)工藝流程要求，以超聲波完成設(shè)備清洗工作，注意定期更換清洗液，確保清洗效果;確保三防漆噴涂符合技術(shù)要求，應(yīng)高溫烘干處理后再噴涂三防漆，同時保證噴涂作業(yè)均勻、厚度達(dá)標(biāo)，注意三防漆材料選擇，當(dāng)前進(jìn)口的一些醇酸樹脂效果更佳。

2.3控制校表參數(shù)

a、參數(shù)存儲：現(xiàn)在的電表參數(shù)一般有多重備份的存儲機(jī)制，并且參數(shù)存儲時是帶校驗(yàn)的。智能電表計量部分的參數(shù)應(yīng)用了多重分散備份，每個參數(shù)帶有單獨(dú)的CRC校驗(yàn)，可有效避免電表運(yùn)行過程中由于各種干擾對電表參數(shù)產(chǎn)生的影響。

b、參數(shù)讀寫：電表上電后先初始化參數(shù)，即從存儲芯片中將參數(shù)讀取出來。計量參數(shù)在校表時寫入存儲芯片，在校表過程中，電表通過校表程序?qū)τ嬃啃酒母鱾€增益寄存器的增益值進(jìn)行計算，并將計算所得結(jié)果寫入存儲芯片。存儲時，各個寄存器增益值作為單個參數(shù)存儲，每個參數(shù)帶有單獨(dú)的CRC校驗(yàn)。計量芯片內(nèi)部作為檢驗(yàn)芯片的計量寄存器值是否發(fā)生改變的判斷依據(jù)，校表成功后，將此校驗(yàn)和寄存器的值也單獨(dú)作為一個參數(shù)存儲在存儲芯片中。

當(dāng)正常上電時，讀取存儲芯片中的計量參數(shù)，確認(rèn)CRC校驗(yàn)正確與否。假如正確無誤，再寫入與芯片相對應(yīng)的寄存器。如果不正確，則讀取下個備份區(qū)的對應(yīng)參數(shù)。寄存器增益值需要全部寫入計量芯片，之后讀取芯片參數(shù)校驗(yàn)，對比存儲芯片中的參數(shù)，假如一致，代表計量參數(shù)正確完成初始化，假如不一致，需要重新初始化處理。

c、參數(shù)校驗(yàn)：電表運(yùn)行中，設(shè)定每秒檢查計量參數(shù)情況。假如運(yùn)行中察覺芯片校驗(yàn)寄存器值有異常變化，則代表計量芯片參數(shù)有問題，此時需要將計量芯片再次初始化處理，確保計量芯片在正確的參數(shù)下工作。

2.4減少使用帶來的誤差

如果電表設(shè)計有問題，則帶來的誤差往往難以處理。使用問題帶來的誤差則可以通過規(guī)范使用、提供良好工作環(huán)境避免。在實(shí)際工作中，不同用途、場合均有不同的電表要求，需要在選擇時根據(jù)實(shí)際情況，選擇適用的電表型號，再選擇科學(xué)的接入方式。電表校準(zhǔn)環(huán)境不同，也會帶來誤差，應(yīng)注意到環(huán)境的影響，在適宜的環(huán)境下校準(zhǔn)。假如校準(zhǔn)后依然有誤差問題，則電表可能存在問題，需要及時更換電表。

2.5減少互感器帶來的誤差

互感器會對電表計量的準(zhǔn)確性產(chǎn)生很大影響。通常情況下，電流互感器性能情況與精度高低有很大關(guān)系，性能優(yōu)異的互感器，損耗也低。實(shí)際工作中，因互感器導(dǎo)致的電表誤差問題有很多。由于計量二次回路存在阻抗，互感器二次回路存在壓降，根據(jù)相關(guān)規(guī)程規(guī)定，電能計量裝置中電壓互感器二次回路壓降應(yīng)不大于其額定二次電壓的0.2%。可以通過減小接觸電阻，降低二次回路壓降，可以提高計量精度，進(jìn)而減少計量誤差。

2.6妥善處理各類電表故障

電氣設(shè)備會出現(xiàn)各種故障，電表也不例外。實(shí)際工作中，技術(shù)人員必須熟悉電表設(shè)備結(jié)構(gòu)、工作原理，具有相應(yīng)的故障判別能力。智能電表故障會影響運(yùn)行質(zhì)量，進(jìn)而影響計量準(zhǔn)確性。所以，一旦發(fā)現(xiàn)故障，必須盡早排查，明確故障原因，對于故障電能表及時更換，盡早排除故障。

結(jié)論

現(xiàn)如今，智能電表已經(jīng)進(jìn)入千家萬戶，其表現(xiàn)出高可靠性、低誤差、高性價比等特點(diǎn)。計量是電表基本功能，準(zhǔn)確性不足會對用戶、供電企業(yè)造成很大影響，并可能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)上的糾紛。計量失準(zhǔn)與設(shè)計、生產(chǎn)、使用等均有關(guān)系，在產(chǎn)品設(shè)計之初就要充分考慮不同設(shè)計下電表的穩(wěn)定性，在后續(xù)的產(chǎn)品測試及應(yīng)用過程中積極發(fā)現(xiàn)缺陷并優(yōu)化，同時做好電表的保護(hù)與狀態(tài)檢修工作，盡力確保電表計量準(zhǔn)確。

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