電氣工程中計量與測試技術的應用

陳衛中

摘要：電氣工程設備類型眾多，意味著電能計量任務更加繁重，同時對電能計量工作提出更高要求。本文首先分析了計量測試技術的類型以及造成計量誤差的原因，隨后分析電能計量測試技術的應用方式和效果。

關鍵詞：電氣工程;計量測試技術;應用

一、計量測試技術分析

1.常用計量技術。電氣工程計量過程中通常采用電壓測量和電流互感測量兩種方式，例如在110kV計量場景中綜合使用這兩種方法，弱點側計量也是如此。對110kV執行計量操作時，通常使用的設備是有功電能表。在電能計量過程中需要考慮到110kV交直流供電方式，電能計量之前熟練掌握計量設備使用的要求，確保在電能計量工作中合理使用計量設備。電氣工程110kV側的中性點處于接地狀態，保證電荷的均勻分布特征，最大限度降低電荷分布不均勻的現象，進而保證電能計量結果的準確性。如果計量某個時間段的電能大小，則需要關注到起始與結束時間點的電能計量讀數，計算兩個抄表數之差獲取電量計量結果。電氣工程變電器一般具有弱點，也為電量計量工作找到落腳點。從變電器設備弱點側開展計量工作，保障電能計量結果的精準性。針對用戶終端的計量工作采用弱點側計量原理。常見的用戶終端包括日常用電環境中的常見設備，例如電氣設備、電機設備、電梯設備、中央空調系統等等，上述設備可能對電能計量過程產生干擾，具體干擾方式則是設備工作狀態下產生的諧波，對電能計量結果的影響不容忽視。因此在計算電能計量結果時需要注意干擾因素的影響，處理干擾因素并保證計量結果的精準性。電能計量過程中需要利用到電流正弦波，要注意規避諧波因素的影響。

2.計量表誤差原因分析。目前最常見的電能表基于電磁原理設計，電磁線圈工作過程中會產生力矩，決定力矩大小的重要因素在于線圈功率。電能表力矩如果無法保證穩定狀態，則會產生諧波效應，降低電能計量精度;具體表現為電能表力矩的方向和大小都處于變化狀態。在高次諧波的影響下，對電能表的正常運行速度造成干擾，最終導致電能計量偏差。

電子計量表在執行計量任務的過程中也會受到諧波干擾的影響，該類型計量設備執行計量任務的原理在于交流采樣，獲取計量狀態下的電壓電流信號，同時包括相位角度信息。針對獲取的信號數據，利用計算機芯片讀取處理數據的性能，實現信號數據的處理效果，形成電能計量結果。此后對電子計量表測試數據進行轉換處理，為測試數據的顯示和存儲奠定基礎。計算機芯片執行數據轉換處理過程相對嚴密，該過程不會產生誤差;造成誤差的關鍵在于數據信息自身的準確性，在諧波影響下，數據信息采集過程精密性偏低。相比電能表計量方式，電子計量表在抗干擾、處理數據誤差方面的性能更優;計算機芯片具有良好的修正數據誤差的性能，體現出電子計量表測量的優越性。因此執行電量計量任務時，也可以從電路角度入手，通過提升電子電路結構的完善性，提升抗干擾能力并保證測量數據的精準性。計量測試過程中使用的裝置基于A/D采樣原理設計，具有操作簡易、抗干擾能力弱的特征。

二、計量測試技術應用

1.應用概述。計量測試技術處于不斷發展狀態，充分適應電氣工程逐步發展的節奏，計量測試技術已經日臻完善。但是電氣工程設備運行過程中會產生干擾因素，可能會影響計量測試工作的正常節奏，最終影響計量測試結果的準確性。另一方面，電氣工程供電系統承擔著非常繁重的供電任務，很多設備長期處于高負荷甚至超負荷的工作狀態，供電設備本身可能處于亞健康狀態，進而產生影響電能計量精準性的因素;因此在應用計量測試技術的過程中不斷改進技術體系，保證電能測量精準性并推動電氣工程的發展。

2.電子計量表調試。電子計量表應用過程中可能會受到諧波干擾因素的影響，為保證電子計量表的精確性，在應用之前借助計量測試技術開展試驗工作，確定電子計量表的性能以及使用效益，保證電量計量工作的全面性，并與電力用戶的實際需求吻合。在應用計量測試技術的過程中經常采用A/D采樣方式，執行采樣操作后獲取的數據信息保存在A表中，作為電能計算的參考依據;借助單片機的計算功能，就可以獲取電能量計算結果。A/D采樣模式實現電能量計量的階段效應，能夠獲取某一時間段內的電能量。但是該方式適用在靜態測量環境中，如果使用環境內存在諧波干擾現象，則會影響測量結果的精度。眾所周知電氣設備抗諧波干擾能力偏弱，如果電氣設備工作狀態下產生明顯諧波，降低電量計量結果的參考價值。因此需要對傳統A/D模式進行改造升級，在充分吸收A/D采樣模式優勢的基礎上，借鑒時分隔乘法器的思想，將時分隔計量模式與電量計量過程相結合，由此實現了T型電能表。在功率計量過程中有效規模諧波影響，電量計量結果更加精準。關于其他電力參數數據的采集，仍然應用A/D采樣模式，保證電力參數和無功電能數據的精準性。這種計量測試技術實現功能的擴展效應，與此同時會造成計量成本的提升。

3.應用效果分析。改造升級后的計量測試技術，在測量過程、測量結果精準度方面表現出較強的優越性，通過測量可以獲取更加精準完善的計量結果和評級結果，測量結果與電能計量結果理論最佳狀態的差距很小。在電能計量領域應用全電子式計量設施，為電子計量過程賦予更多智能化因素，同時降低計量過程成本。通過此前分析得知T表在測量過程中適應性更強，在抵抗諧波干擾的情況下，獲得結果的精準度相比于A表測量過程顯著提升。在電氣工程計量測試過程中，有必要推廣T表的使用。不可否認的是高性能計量表的應用導致電能調整成本的提升，但是相比于計量測試技術革新帶來的經濟效益可以忽略不計。

結束語：電能計量測試技術仍處于不斷發展階段，在電氣工程結構愈發縝密、設備工作原理和環境越來越復雜的情況下，需要不斷提升電能計量測試的抗干擾能力，為計量測試技術的應用開辟更廣闊的空間。

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