淺析電能表的評估及校驗(yàn)問題

李靜雅　鄭穎慧

0.前言

從關(guān)口電能計(jì)量的特殊性出發(fā)，提出了關(guān)口電能表性能要求綱要，進(jìn)而探索了關(guān)口電能表陛能評估方法。經(jīng)測試證明，從電能定義出發(fā)的計(jì)量準(zhǔn)確度的多方位評估，對區(qū)分關(guān)口電能表性能差異很有效。由于篇幅有限，其它已有成果的特殊性能評估項(xiàng)目不再一一列舉，前沿計(jì)量功能的評估技術(shù)正在進(jìn)行后續(xù)研究。

現(xiàn)代電網(wǎng)的諧波計(jì)量、電能質(zhì)量測量、電網(wǎng)電能量與損耗量平衡計(jì)算等計(jì)量應(yīng)用技術(shù)發(fā)展對關(guān)口電能表提出越來越高的要求，儀表性能要求和評估技術(shù)需要適應(yīng)現(xiàn)場運(yùn)行環(huán)境不斷改變的實(shí)際情況。作為第一步，面向電子式多功能關(guān)口電能表推出新的電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是十分迫切的課題。

1.關(guān)口電能表性能評估方法

關(guān)口電能表性能評估，是指采用現(xiàn)有參考標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)探索的測試方法，全面鑒別儀表性能的特征與差異。

與關(guān)口電能表性能要求分類相應(yīng)，儀表的性能評估項(xiàng)目也分為基本性能評估項(xiàng)目和特殊性能評估項(xiàng)目兩類。

1.1基本性能評估項(xiàng)目

主要采用IEC相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和法制計(jì)量檢定規(guī)程提出的方法進(jìn)行測試，考核儀表性能（質(zhì)量）是否合格，其主要問題是不能全面、正確地反映關(guān)口電能表的特征和現(xiàn)代電子式電能表的技術(shù)發(fā)展，具體包括：

（1）重有功、輕無功、缺乏視在電能計(jì)量的準(zhǔn)確度測試。

（2）測試的負(fù)荷、功率因數(shù)改變范圍小，難以完全滿足實(shí)際應(yīng)用要求。

（3）缺乏非正弦、動態(tài)負(fù)荷、快速測量等新技術(shù)。

（4）通信、電能質(zhì)量、事件記錄只有功能展示，沒有正確的考核方法等。

1.2特殊性能評估項(xiàng)目

通過測試項(xiàng)目拓展，增加臨界測試、開展算法剖析、提高測試嚴(yán)酷等級、模擬環(huán)境改變、引入測試新技術(shù)等技術(shù)手段，全面考核儀表的性能特征與差異，以及對物理?xiàng)l件改變的適應(yīng)能力。

關(guān)口電能表特殊性能評估項(xiàng)目共計(jì)47項(xiàng)，主要包括功率測量原理的鑒別，準(zhǔn)確度評估，電氣性能試驗(yàn)，通信性能測試和型式試驗(yàn)項(xiàng)目的改進(jìn)、擴(kuò)展等。實(shí)驗(yàn)室通過反復(fù)測試、驗(yàn)證，從中確定具有較強(qiáng)鑒別能力的特殊性能評估重點(diǎn)項(xiàng)目l0項(xiàng)：

（1）在正弦和非正弦波形下，有功和無功功率測量原理鑒別。

（2）從電能定義出發(fā)，在負(fù)載電流、電壓、相位、頻率、積算周期的全口徑范圍內(nèi)的計(jì)量誤差曲線繪制。

（3）0～360度有功、無功計(jì)量誤差一致性測試。

（4）電壓回路臨界電壓測試。

（5）諧波負(fù)荷下有功、無功電能計(jì)量差異鑒別。

（6）極低負(fù)荷和低功率因數(shù)下有功功率、無功功率準(zhǔn)確度測量。

（7）三相電壓不平衡對無功計(jì)量的影響測試。

（8）沖擊負(fù)荷試驗(yàn)。

（9）在實(shí)用、極限通信條件下，通信、數(shù)據(jù)保存、計(jì)量工作情況考核。

（10）多種要求下電能表脈沖常數(shù)驗(yàn)算。

總體來看，關(guān)口性能評估測試技術(shù)橫跨多個(gè)領(lǐng)域，其特征在于：采用最新、最嚴(yán)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；誤差曲線、臨界測試、沖擊負(fù)荷試驗(yàn)、計(jì)量原理鑒別、諧波反應(yīng)能力等成為測試項(xiàng)目的亮點(diǎn)；引入快速測量、計(jì)量原理鑒別等新技術(shù)；由于政出多門，有爭議的項(xiàng)目占一定比例；性能評估給出的結(jié)論是一個(gè)“分級評估結(jié)果”，而不是合格與不合格的結(jié)論。

2.電能表校驗(yàn)

隨著用電客戶的不斷增多與供電企業(yè)售電量的持續(xù)增加，大量的電能表長時(shí)間運(yùn)行在用電現(xiàn)場，電能表時(shí)有故障發(fā)生。當(dāng)用戶認(rèn)為供電企業(yè)裝設(shè)的計(jì)費(fèi)電能表讀數(shù)不準(zhǔn)確時(shí)，有權(quán)向供電企業(yè)提出校驗(yàn)申請。用戶電能表的校驗(yàn)和故障分析工作與常規(guī)電能表的校驗(yàn)分析工作有所不同，它比較側(cè)重故障分析。由于被申請校驗(yàn)的電能表故障原因的復(fù)雜與表計(jì)性能結(jié)構(gòu)的差異，模擬現(xiàn)場運(yùn)行環(huán)境下的校驗(yàn)分析不失為常規(guī)校驗(yàn)分析的一種有益補(bǔ)充。

2.1用戶表申請校驗(yàn)的原因分析

長期運(yùn)行在現(xiàn)場的電能表，由于電能表自身的老化和性能不穩(wěn)定，溫度、濕度、過負(fù)荷、電網(wǎng)過電壓、頻率、諧波、浪涌等諸多因素的影響，使電能表的電氣性能、電磁兼容性和機(jī)械性能等發(fā)生改變，造成了部分電能表的計(jì)量不準(zhǔn)確。用戶一般通過經(jīng)驗(yàn)和目測來分析判斷電能表的運(yùn)行狀態(tài)，如懷疑表計(jì)發(fā)生故障（特別是“快走”）就向供電企業(yè)提出校驗(yàn)申請。按照實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)來看，此類校驗(yàn)的申請受用戶主觀因素居多，因?yàn)榻?jīng)過實(shí)測后是合格的往往多一些。

2.2進(jìn)行用戶表申請校驗(yàn)工作的注意事項(xiàng)

檢驗(yàn)人員在拿到表后一般不急于直接通電校驗(yàn)，應(yīng)耐心查閱電能表使用的相關(guān)資料，從側(cè)面了解電能表的運(yùn)行情況，摸清表計(jì)故障原因的來龍去脈（一般營銷部門會提供相關(guān)資料），并加以分析，做到心中有數(shù)，必要時(shí)可直接與用戶聯(lián)系，咨詢電能表實(shí)際運(yùn)行時(shí)的情況。

校驗(yàn)人員做好外觀檢查和帶電檢查是完全必要的，通過目測往往可以發(fā)現(xiàn)電能表存在的一些缺陷，進(jìn)而可以直觀分析并判斷電能表發(fā)生故障的可能原因。如電能表玻璃內(nèi)有氣霧，可以判斷電能表可能長期運(yùn)行在過負(fù)荷狀態(tài)或遭受過雷擊；如電能表時(shí)鐘不對，可以判斷電能表時(shí)段投切錯(cuò)誤或電池欠壓；如電能表脈沖指示燈亂跳，可以知道表計(jì)電路有問題。

從實(shí)際校驗(yàn)情況來看，由于電子式電能表與機(jī)械式電能表的工作原理和結(jié)構(gòu)的差異，特別是電子式電能表使用了大量的電子元件，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，在氣候條件和電磁兼容性能方面比機(jī)械式電能表更敏感，因此其故障表現(xiàn)的形式比機(jī)械式電能表更豐富，發(fā)生故障的原因也更復(fù)雜。因此，對電子式電能表更應(yīng)認(rèn)真做好校前、校中、校后的觀察與過程分析?？梢杂嗅槍π缘淖瞿撤矫娴脑囼?yàn)，如自熱影響，過（低）電壓、過電流影響走字試驗(yàn)分析；電能表運(yùn)行穩(wěn)定性的綜合評價(jià)等。通過現(xiàn)象觀察、比較等多種方法，仔細(xì)分析并判斷電能表的整體性能情況。特別是快走時(shí)，更應(yīng)做好故障分析和校驗(yàn)質(zhì)量工作，以免遭到用戶起訴。曾有一例：一只電子式電能表，供電局在正常檢定后出具了合格證書，但用戶憑實(shí)際經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為電能表快走，向供電企業(yè)上級計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)（技術(shù)監(jiān)督局）申請復(fù)檢。電能表在較長時(shí)間的預(yù)熱走字后，果真“發(fā)燒”了，出現(xiàn)了很大的正誤差，這主要是由于電能表的性能在一定的條件下改變過大引起的。

用戶電能表申請校驗(yàn)是經(jīng)實(shí)驗(yàn)室檢定合格后，在運(yùn)行中產(chǎn)生計(jì)量故障，再由用戶申請校驗(yàn)的。電能表已經(jīng)在實(shí)際現(xiàn)場的環(huán)境下運(yùn)行多時(shí)，內(nèi)在的缺陷不一定能在實(shí)驗(yàn)室基準(zhǔn)條件下完全反映。因此，除了常規(guī)檢定方法外，必要時(shí)可以模擬現(xiàn)場運(yùn)行的環(huán)境下校驗(yàn)。這主要與實(shí)際運(yùn)行環(huán)境的復(fù)雜性和電能表本身性能在運(yùn)行中的改變差異有關(guān)。特別是電子式電能表，由于使用了大量的電子元件，又在不同的環(huán)境條件下運(yùn)行，在熱穩(wěn)定或電磁穩(wěn)定性能方面的體現(xiàn)比較豐富，有可能出現(xiàn)元件性能在一定條件下發(fā)生突變。

因此，在校驗(yàn)電子式電能表時(shí)需特別留意，對出現(xiàn)有反?，F(xiàn)象的電能表的校驗(yàn)需要更加細(xì)致。例如：某一居民電子式電能表，通過信息分析認(rèn)定應(yīng)該快走的（用電量明顯反常），但在正常檢定后卻顯示合格。為了了解申請校驗(yàn)的電能表在實(shí)際運(yùn)行環(huán)境下的運(yùn)行情況，筆者適當(dāng)（按電網(wǎng)規(guī)定）加大電壓，過一會兒電能表就指示燈亂跳，表計(jì)“飛走”了。因此，校驗(yàn)人員對故障原因有疑問或校驗(yàn)結(jié)果不太可靠的表計(jì)，可以模擬實(shí)際運(yùn)行的環(huán)境進(jìn)行試驗(yàn)，以便真實(shí)反映電能表的實(shí)際運(yùn)行情況，一定程度上彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下常規(guī)檢驗(yàn)的不足。如適當(dāng)提高或降低電壓；延長自熱和走字時(shí)間；間隔一段時(shí)間重復(fù)檢定；選擇某一特定負(fù)荷，長時(shí)間檢定和觀察等。

另外，校驗(yàn)人員應(yīng)該具有很強(qiáng)的責(zé)任心、業(yè)務(wù)知識扎實(shí)、工作經(jīng)驗(yàn)豐富的素質(zhì)和能力。