電能計量裝置在線檢測系統的應用探討

劉天成

摘要：國民經濟生產中，電能的地位非常重要，它對于維持地區經濟繁榮和提高人們生活水平發揮了很大作用。電能計量裝置在線監測技術應用越來越廣泛，它對于實現計量裝置實時監控，保證計量數據的精準性，基于此，本文對電能計量裝置在線監測的必要性以及電能計量裝置在線監測技術的應用進行了分析。

關鍵詞：電能計量裝置;在線檢測系統;應用探討

1 電能計量裝置在線監測的必要性

近年來，我國的經濟發展十分迅速，電力電量的需求也成倍增加，同時對電網建設的要求更加嚴格，在目前的形勢下，電網中各類設備數量增加的速度越來越快，其覆蓋面積正在逐步的擴大，隨著供電量的增加，導致計量人員和電網計量設備發展非常不協調，無形中增加了計量人員工作負擔。因此，電力企業需要不斷更新計量管理系統，在整個系統中穩步實施在線監測技術，這對于增強電力計量裝置的準確性非常有幫助，進而推進了電力企業的發展進步，為社會經濟的發展提供良好的條件。

2 電能計量裝置在線監測技術的應用

2.1 系統構成

在供電網絡建設過程中，會在網絡中的不同區域內設置計量點，通過計量點檢測不同區域出現的損耗，包括網絡損耗、線路損耗以及關口損耗等，并且每個位置的損耗過程，均能進行在線檢測。在每個區域設置計量點過程中，需要配置電能表，同時根據檢測要求運用不同的技術，使每個計量點中的電能表獲取更加真實準確的電能信心。以檢測關口損耗為例，在關口位置的計量點中，配置的電能表可以具備四個費率的檢測功能，工作人員在獲取費率信息時，需要經過三級密碼管理以及安全防護功能，在減少對電能信息影響時，避免電能信息出現更多的誤差，還能使電能計量檢測過程簡單化。

2.2 在線檢測的系統結構

一體化計量裝置將電子式電壓互感器、電子式電流互感器與計量終端等電氣設備進行整體封裝，減少了誤差來源，實現了電子式互感器和電能表的無縫連接，只對互感器、電能表等計量裝置進行定期輪換檢定已不再適用。本文提出的針對一體化計量裝置的在線檢測系統通過電流、電壓采樣模塊和電能計量模塊構成現場校驗通道，與一體化計量裝置構成的被檢通道采用電流串聯、電壓并聯的方式同時接入線路，對運行電網動態數據進行采集。在線檢測系統將高電壓、大電流信號經過電阻分壓網絡和鉗形電流互感器輸出mV、mA級別的小信號送入電能計量芯片ADE7878，經過內部處理存入內部寄存器，由LPC2368通過串口讀取電流、電壓、功率等數據，與一體化計量裝置讀取的動態數據一并送入算法模塊進行比對。

2.3 電流采樣模塊

電流采樣模塊采用鉗形電流互感器。鉗形電流互感器作為一種手持式工具性多功能測量儀表主要用于電力、能源、交通等各個工業領域或科研部門的測量。現場檢測時鉗形電流傳感頭和被檢一體化計量裝置的電流輸入端固定于同一母線上對運行電網電流數據進行采集。若根據傳統校驗規程對其進行溯源，標準通道準確級應該高于被檢通道至少兩個等級，由于現場條件限制很難達到此要求，本文所提出的電能計量裝置在線檢測方法是在實驗室環境下對現場校驗設備進行校準，只能做到盡可能提高現場條件下校驗通道的準確度。所以，作為在線檢測系統關鍵組成部分的鉗形電流傳感器的測量準確度是影響整個在線檢測系統準確度的重要因素。

2.4 電能計量裝置在線監測應用的加強

電能計量裝置應用在在線檢測系統中，會進一步增強電能計量裝置的應用能力，具體體現在兩個方面：第一，根據供電網絡運行需求，及時調整電能計量裝置。供電企業在檢測電能使用情況時，為提升檢測質量，減少誤差，需要設定電能計量裝置調整計劃，在計劃中明確調整標準，完成調整后進行驗收，保證電能計量裝置的計量精度滿足在線檢測要求。此外在調整中，可以更換原有的電能計量裝置，使用S級電能表和S級互感器，建立測量能力更高的電能計量體系，如果供電網絡運行時產生的負荷超過承受范圍，S級互感器在發出預警信息的同時，S級電能表降低供電網絡產生的點流量;第二，有效解決計量點存在的問題。在計量點經常會出現計量誤差問題，減少計量誤差、提升計量精度，在供電網絡中配置電能計量裝置時，一方面應根據用戶的使用需求，深入檢測電能計量裝置的性能，避免出現性能不匹配情況，另一方面使檢測變比適應實際使用要求。

2.5 電能計量模塊

電能計量模塊作為在線檢測系統的重要環節之一，其性能的優劣直接影響最終結果。電能計量芯片通過將電壓/電流采樣模塊采集到的電壓與電流信號相乘，得到瞬時功率。按照一定的周期對瞬時功率做積分得到平均功率，對平均功率按時間累積完成電能計量。電能計量在電能計量裝置在線檢測系統中的作用至關重要，電能參數采集的準確與否直接影響了整個系統電能的計量準確度。根據本文提出的電能計量裝置在線檢測方法所要實現的功能和應參照的技術指標，在考慮開發周期和開發成本的基礎上，電能計量模塊最終決定以LPC2368+ADE7878為計量終端的核心。ADE7878是美國ADI公司制造的三相高精度多功能電能計量芯片，其工作電壓范圍為2.4V～3.7V，可提供四種不同的電源模式，引腳PM0和PM1可以控制ADE7878進入不同的功耗模式;具有可編程輸入增益放大器（PGA），ADE7878的電壓和電流通道均為24bitΣ-△型ADC，提供I2C，SPI，HSDC多種數據接口和CF1、CF2、CF3三個可配置的脈沖輸出。在電池供電模式下，可提供電流監測功能，通過檢測中性電流與三相電流代數和是否匹配，進行有效地防竊電檢測。同時，可以通過修改ADE7878的增益寄存器、相位寄存器和有效值偏移失調寄存器的值，從而使計量誤差達到相關標準。

3 結束語

綜上所述，將電能計量裝置應用在在線檢測系統中，應不斷加強電能計量裝置在在線檢測系統中的應用價值，同時遵循電能計量裝置在在線檢測系統的基本原理，提升電能計量裝置在線計量精度，減少產生的誤差，避免出現電能浪費的情況。

參考文獻：

[1]張文嘉.電能計量裝置在線檢測系統的應用探討[J].電子世界，2021（02）：21-22.

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