安裝式電能表現(xiàn)場在線檢定的可行性分析

高佳

江蘇省計(jì)量科學(xué)研究院 江蘇南京 210023

電在日常生活中隨處可見，所以智能電能表被視為社會(huì)生活的一種關(guān)鍵組成部分。在實(shí)際改造智能電能表時(shí)，往往會(huì)遇到以下幾方面的問題：第一，施工的工程量太大，改造智能電能表通常都是區(qū)域性質(zhì)的，通常與某個(gè)片區(qū)有關(guān)，在進(jìn)行改造時(shí)，一般用到全費(fèi)控、全采集和全覆蓋等改造方案，照此看來，開展施工改造項(xiàng)目確實(shí)不易。第二，在改造智能電能表時(shí)，不只是針對某個(gè)單獨(dú)的模塊，通常與電路網(wǎng)絡(luò)中的其他模塊都存在聯(lián)系，怎樣才能把彼此之間的關(guān)系協(xié)調(diào)到位，也是施工的一個(gè)困難環(huán)節(jié)。第三，在改造智能電能表時(shí)，往往都繞不開附近居民的停電問題，怎樣在復(fù)雜安裝工藝流程的情況下，設(shè)法縮短施工時(shí)間，確保施工方案的準(zhǔn)確性和科學(xué)性，同時(shí)值得思考。第四，在改造工程中，一般會(huì)牽扯到許多終端，并且對數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的標(biāo)準(zhǔn)十分嚴(yán)格，硬件施工結(jié)束后，就要開始調(diào)試和校準(zhǔn)設(shè)備，排查、發(fā)現(xiàn)并處理問題，這些在施工各環(huán)節(jié)中都要重視起來。通過改造智能電能表，可以有效促進(jìn)電網(wǎng)系統(tǒng)用戶使用體驗(yàn)感的提高，所以相關(guān)的改造策略必須要落實(shí)下去。目前，隨著通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等領(lǐng)域技術(shù)的不斷革新，智能電能表在功能上變得越來越完善，功能的加強(qiáng)，意味著對智能電能表的施工安裝要求也將更加嚴(yán)格。從相關(guān)研究人員的角度分析，眼下首要的任務(wù)就是盡快解決該類技術(shù)問題。

表1 國外遠(yuǎn)程檢定項(xiàng)目

1 電子式電能表工作原理分析

電能表在線檢定存在較多的問題，最終導(dǎo)致檢定的結(jié)果存在一定的誤差，這就不能保證電能表的檢定質(zhì)量。技術(shù)人員需要根據(jù)實(shí)際的情況，對于電能表的現(xiàn)場檢定模式改進(jìn)，讓電能計(jì)量更加地準(zhǔn)確穩(wěn)定。將電能表安裝到被測電路中，當(dāng)電流線圈與電壓線圈中間出現(xiàn)交變電流的時(shí)候，鋁盤處會(huì)有感應(yīng)漩渦的產(chǎn)生，原因是鋁盤被交變磁通穿過后，兩個(gè)交變電流分別在鐵芯之間產(chǎn)生的交變磁通，受磁場受力帶來的影響，鋁盤獲得運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)力，便有旋渦隨之出現(xiàn)。因此，大部分時(shí)候隨著負(fù)載消耗功率的不斷增加，電流線圈的電流會(huì)持續(xù)加大，同時(shí)旋渦將愈發(fā)明顯，且鋁盤能越轉(zhuǎn)越快，原因是功率和鋁盤轉(zhuǎn)動(dòng)呈正相關(guān)，換而言之，提高功率時(shí)，鋁盤會(huì)轉(zhuǎn)的更快。眾所周知，在我國交流電壓為220V，所以當(dāng)電路中出現(xiàn)電能表的時(shí)候，就有交變電流的產(chǎn)生，這個(gè)時(shí)候我們將大功率設(shè)備投入運(yùn)行，線圈電流就瞬間提高，磁場也突然增強(qiáng)，鋁盤轉(zhuǎn)動(dòng)越來越快，因?yàn)樵谙嚓P(guān)設(shè)備的功率增大時(shí)，會(huì)耗費(fèi)更多的電能。根據(jù)電能表中的指針顯示情況，我們可以直接觀察到鋁盤轉(zhuǎn)動(dòng)與實(shí)際用電功率之間的關(guān)聯(lián)性，該設(shè)備就是按照這一原理制造出來的。

2 電能表現(xiàn)場在線檢定

2.1 外觀檢查

所謂的外觀檢查，就是用肉眼、工具等判斷電能表的外觀與相關(guān)要求是否一致的過程總稱。比如銘牌標(biāo)志的內(nèi)容是否清晰可見、存在缺陷；內(nèi)部有無雜物出現(xiàn)；計(jì)數(shù)器顯示的清晰度如何；數(shù)碼或液晶顯示器是否斷碼、筆畫不夠；指示燈是否能正常電量和熄滅；表殼是否完整，視窗是否清洗，有無破裂、固定不住的情況；封印是否完好等，這些都需要逐一排查清楚[1]。電能表基本功能是否可以正常使用，是其中的一項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容。通過外觀檢查，可以判斷出電能表有無發(fā)生異常情況的可能性。在獲得用戶、電力部門批準(zhǔn)的情況下，挑選一臺(tái)正在運(yùn)行的電能表，現(xiàn)場把表箱打開。檢查電能表，如果都能達(dá)到以上的所有要求，就說明是可以現(xiàn)場完成這項(xiàng)試驗(yàn)的。

2.2 電能表檢定圈數(shù)和脈沖數(shù)的設(shè)定

電能表的檢定工具需要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的方法去檢測存在的誤差，在這樣的模式下，電能表檢定規(guī)程將會(huì)對于誤差計(jì)算的圈數(shù)和脈沖數(shù)具有一個(gè)具體的規(guī)定，檢定人員需要按照相關(guān)的規(guī)定，設(shè)定不小于下限的圈數(shù)或者脈沖數(shù)。但是在實(shí)際的檢定工作的開展當(dāng)中，都是直接計(jì)算和輸出誤差，而不會(huì)顯示誤差計(jì)算得到的脈沖數(shù)，檢定人員的工作較為麻煩也無法做到快速下手。為了根據(jù)相應(yīng)的規(guī)定進(jìn)行檢定工作，檢定人員一般會(huì)增加脈沖數(shù)和圈數(shù)，但是這樣雖然可以保證了下限，也會(huì)導(dǎo)致檢定時(shí)間大幅度增加，工作效率明顯降低，根據(jù)檢定裝置的原因誤差值，對于最后檢測的合格線會(huì)受到相應(yīng)的影響[2]。所以對于這一問題，我們需要做到在檢定的過程當(dāng)中，結(jié)合實(shí)際的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，以及常數(shù)、圈數(shù)等，保證科學(xué)合理，將誤差確定甚至消除。

2.3 計(jì)量裝置的安裝

考慮到現(xiàn)場電能計(jì)量裝置的安裝會(huì)牽扯到一次回路，因此在安裝之前必須將相關(guān)的安全工作落實(shí)到位，只有在保證安全措施無誤的前提下，才能繼續(xù)進(jìn)行下一個(gè)環(huán)節(jié)。期間需要注意的事項(xiàng)內(nèi)容包括：按照操作說明書的要求，工作人員、監(jiān)護(hù)人員各司其職，當(dāng)監(jiān)護(hù)人員下達(dá)指示時(shí)，工作人員應(yīng)做到無條件服從并執(zhí)行；在電能計(jì)量裝置的安裝、拆換過程中，要避免發(fā)生撞擊，輕拿輕放，避免互感器、電能表因撞擊而白白損失；互感器的二次側(cè)必須與地面相連；電流互感器二次不能開路，電壓互感器二次不能接地、短路；在電壓互感器的運(yùn)行過程中，其一次繞組、鐵芯部分必須與地面連接；當(dāng)電流互感器的二次側(cè)消耗過大功率，或者有太多儀表接入，已經(jīng)超出二次側(cè)的額定容量時(shí)，會(huì)對其準(zhǔn)確度造成顯著影響；同樣的，換成電壓互感器，也是一樣的結(jié)果。

2.4 帶電檢查

在聯(lián)合接線盒操作驗(yàn)線的過程中，大部分是在沒有相位伏安表的情況下，要求核對有功電能表是否準(zhǔn)確接線，所以在三相負(fù)載顯示對稱，可以估算功率因素的前提下，方能按以下情況開展帶電檢查工作。第一，用秒表測量有功電能表的十秒轉(zhuǎn)秒數(shù)，在計(jì)算高壓側(cè)的功率時(shí)，要將其電壓、數(shù)據(jù)等變化情況測量出來，通過比較二者，當(dāng)做判別電能表接線的依據(jù)；第二，當(dāng)三相負(fù)載處在對稱狀態(tài)的情況下，對有功電能表的N轉(zhuǎn)秒數(shù)進(jìn)行測量，聯(lián)合中間相電壓及接線盒斷開以后，對有功電能表的N轉(zhuǎn)秒數(shù)進(jìn)行二次測量，觀察N轉(zhuǎn)秒數(shù)有沒有變慢，接著連接間相電壓，將兩邊的相電壓調(diào)換位置，對有功電能表的數(shù)字顯示進(jìn)行仔細(xì)觀察。再來評估電能表的接線狀態(tài)。在測試IA、IC方面，可選擇鉗形電流表，對二相電流實(shí)施合并測試，并判斷接線是否正確，正確的話，在合并測試過程中就會(huì)出現(xiàn)與單獨(dú)測試一樣的讀數(shù)。舉個(gè)例子，電能表有一項(xiàng)接線是不對的，合并測試過程中讀數(shù)會(huì)是單獨(dú)測試數(shù)值的3倍。

2.5.確定最大允許誤差

從本質(zhì)上來說電能表屬于電子儀器的一種，檢定環(huán)境會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)相應(yīng)的誤差。所以電能表的檢定環(huán)境需要保證周圍不存在電磁干擾現(xiàn)象，防止因?yàn)槌霈F(xiàn)干擾導(dǎo)致出現(xiàn)誤報(bào)現(xiàn)象。如果檢定環(huán)境的溫度差異較為明顯，也會(huì)導(dǎo)致電能表的檢定工作不在一個(gè)穩(wěn)定的環(huán)境條件下，很可能影響檢定結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，對于電能表的檢定，需要在零攝氏度以上的環(huán)境。

電能表的在線檢定需要按照具體的穩(wěn)健指標(biāo)體系作為參考，相關(guān)人員需要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對于技術(shù)文件進(jìn)行制定，并且不斷的修正改動(dòng)，積累經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)實(shí)際的分工情況，滿足技術(shù)文件制定的需求。此外，我國國土面積較大，各地區(qū)環(huán)境和條件都具有較大的差異，所以在進(jìn)行在線檢定的時(shí)候需要根據(jù)區(qū)域的不同、現(xiàn)場條件的不同進(jìn)行確定分析，并且積極借鑒國內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)，對于現(xiàn)有的資源進(jìn)行應(yīng)用分析，根據(jù)不同的條件制定滿足現(xiàn)實(shí)情況的最大允許誤差。

2.6 做好竣工驗(yàn)收工作

在完成所有的施工之后，竣工的驗(yàn)收是非常關(guān)鍵的。智能電能表需要保證擁有良好的準(zhǔn)確率，在實(shí)際進(jìn)行交付的時(shí)候進(jìn)行校準(zhǔn)是非常必要的。智能電能表直接決定了廣大人民群眾的生活支出，所以在竣工的時(shí)候需要明確責(zé)任的劃分，其中需要體現(xiàn)出來的內(nèi)容為，新表的代碼，舊表的代碼以及低度等等，并且需要放置在較為醒目的位置，標(biāo)注出相關(guān)責(zé)任人的聯(lián)系方式，如果遇到了突發(fā)情況，能夠第一次時(shí)間聯(lián)系。在日常的驗(yàn)收過程當(dāng)中，需要對于智能電能表采集超過95%，但是在實(shí)際的使用階段，智能電能表需要達(dá)到更高的采集率，這其實(shí)是一種能源的浪費(fèi)。在整個(gè)項(xiàng)目驗(yàn)收合格之后，后續(xù)也需要進(jìn)行定期維護(hù)，出現(xiàn)相關(guān)的問題，及時(shí)處理。

3 現(xiàn)場檢定注意事項(xiàng)

對于電能表的誤差需要進(jìn)行現(xiàn)場的檢定使用專門的實(shí)驗(yàn)端口接入電流之后，電壓回路的模式和方法對于標(biāo)準(zhǔn)的電能表進(jìn)行檢定分析保證連接的穩(wěn)定性和安全性，最終達(dá)到良好的檢定結(jié)果。

電能表的檢定過程當(dāng)中需要做到嚴(yán)格控制，防止在檢驗(yàn)的過程當(dāng)中出現(xiàn)電壓回路開路，以及電流回路短路等現(xiàn)象。

標(biāo)準(zhǔn)電能表預(yù)熱穩(wěn)定之后，并且和相對穩(wěn)定狀態(tài)吻合，對于誤差進(jìn)行測定，將測定次數(shù)控制，實(shí)際誤差就是其平均值，舍去明顯存在的錯(cuò)誤之后，如果誤差最大的允許值達(dá)到了80%-120%，就需要增加測量次數(shù)，次數(shù)增加之后得到相應(yīng)的平均值，作為最終的實(shí)際誤差情況[3]。

標(biāo)準(zhǔn)表轉(zhuǎn)動(dòng)N圈之后或者出現(xiàn)多個(gè)低頻脈沖輸出之后，需要對于高頻脈沖數(shù)進(jìn)行分析，將其作為實(shí)際的脈沖，和算定的脈沖進(jìn)行對比分析之后計(jì)算電能表的實(shí)際誤差[4]。

對三相三線二元件電能表的檢定分析過程當(dāng)中，使用標(biāo)準(zhǔn)的電能表和B相連接，這不會(huì)影響最終的測量誤差[5]。

安全問題是電能表檢定當(dāng)中最主要的問題。操作人員在檢定過程當(dāng)中需要根據(jù)實(shí)際的情況，保證自身的安全，做好安全防護(hù)措施，佩戴絕緣手套，降低風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)語

電能表的檢定可以大幅度推動(dòng)智能電網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)和完善，電力企業(yè)的技術(shù)人員和管理人員需要根據(jù)實(shí)際的情況，對于電能表現(xiàn)場的實(shí)際檢定模式進(jìn)行改進(jìn)完善，了解檢定當(dāng)中存在的問題，進(jìn)行全面的分析研究，讓電能表的在線檢定更加合理、高效、準(zhǔn)確。并且需要構(gòu)建嚴(yán)格的技術(shù)文件體系，加強(qiáng)培訓(xùn)力度，讓電能表的現(xiàn)場檢定工作開展穩(wěn)定快速，不斷優(yōu)化電能表的實(shí)際性能，促進(jìn)我國電力企業(yè)的發(fā)展速度。本文對電能表現(xiàn)場在線檢定的可行性進(jìn)行了探究，通過探究規(guī)程要求的基本誤差實(shí)驗(yàn)、外觀檢查等內(nèi)容，得出了一些結(jié)論。