電能計量系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展探析

劉基群

摘 ?要 ?構(gòu)成電能計量系統(tǒng)的主要組成部分是硬件與軟件，對此，本文結(jié)合電能計量裝置的發(fā)展對整個系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展做出簡要論述，并結(jié)合當(dāng)前社會中的電能計量系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展趨勢做出深入研究，并提出一些可供參考的建議與措施。

關(guān)鍵詞 ?電能;計量系統(tǒng);技術(shù);發(fā)展

中圖分類號：TM933 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ?文章編號：1671-7597（2014）21-0001-01

電能計量主要是通過二次回路聯(lián)合電能表及互感器依照規(guī)定接線方式組合構(gòu)成的電能計量系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。在電力市場條件下，為確保能夠?yàn)橛秒娍蛻籼峁﹥?yōu)質(zhì)的電力服務(wù)，并確保電能供應(yīng)商公平、公正、公開的進(jìn)行生產(chǎn)，現(xiàn)代化的電能計量、管理及交易系統(tǒng)必須要加以健全與完善。從某種程度上來說，電能計量的信息源頭在于電能計量系統(tǒng)，他對于電能的計量與管理有著極為重要的作用。

1 ?電能計量系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展歷程

1）從電磁式互感器到電子式互感器。

①電磁式電流互感器和電壓互感器。

電磁式互感器主要工作原理基于電磁感應(yīng)，其額定輸出信號為1A、5A，TV額定輸出信號為100/2V、100V。一直以來，電磁式互感器與電壓互感器在電流測量及繼電保護(hù)中往往占據(jù)主動地位，但是隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，超高壓輸電網(wǎng)絡(luò)的大蝙蝠覆蓋、供用電容量的迅速上升，傳統(tǒng)的電磁式互感器已經(jīng)無法勝任此種情形，其原因就在于傳統(tǒng)電磁式互感器同此系統(tǒng)相匹配往往會出現(xiàn)以下兩個方面的問題：一是安全性降低、絕緣難度大。尤其是對于500 kV以上的高壓系統(tǒng)而言，由于為確保輸電線路的絕緣性往往會導(dǎo)致互感器質(zhì)量增大、體積增大及價格提升的問題;二是二次保護(hù)設(shè)備正確識別會受到不良影響，傳統(tǒng)電磁式互感器帶有鐵芯結(jié)構(gòu)，動態(tài)范圍不大，當(dāng)電流較大時往往會出現(xiàn)飽和，嚴(yán)重時會導(dǎo)致二次保護(hù)設(shè)備出現(xiàn)故障問題。

②電子式互感器。

隨著科技的迅速發(fā)展，光電子技術(shù)發(fā)展迅速，以數(shù)字量輸出的無鐵芯式新型互感器應(yīng)運(yùn)而生，它也稱為電子式互感器，它具有較為簡單的結(jié)構(gòu)、性價比高、輸出范圍寬、線性度良好的特點(diǎn)。電子式互感器主要分為兩類，分別為光電式電壓互感器、光電式電流互感器。光電式電壓互感器主要是基于Pockels電光效應(yīng)，由電子測量電路與相應(yīng)的光學(xué)電壓傳感頭共同組合而成。光電式電流互感器又細(xì)分為無源型與有源型兩種，無源型電流互感器基于法拉第磁光效應(yīng)原理，有源型則基于羅柯夫斯基的空心線圈原理。

2）從機(jī)械式電能表到電子式電能表。

①第一階段。

20世紀(jì)60年代所應(yīng)用的電能表多基于電氣機(jī)械原理，應(yīng)用最為廣泛的是感應(yīng)式電能表。它主要是依據(jù)電磁感應(yīng)原理制作而成，其中包含兩個固定的鐵芯線圈和活動轉(zhuǎn)盤，線圈通過電流時會在轉(zhuǎn)盤式產(chǎn)生渦流，渦流在兩個鐵芯線圈的磁場作用下會產(chǎn)生電磁力，引起活動部分轉(zhuǎn)動。

②第二階段。

由于感應(yīng)式電能表具有價格低、技術(shù)成熟、耐用等特點(diǎn)，因此感應(yīng)式電能表仍處于計量的主導(dǎo)地位。但考慮到傳統(tǒng)感應(yīng)式電能表往往會受到外部因素的影響，誤差較大且精度難以提高。在這一背景下，電力研究人員為克服感應(yīng)式電能表的這一缺陷，從80年代起開始研究模擬電子電路的方案。到80年代末期，科學(xué)技術(shù)得到了迅速發(fā)展，大量的電子元器件出現(xiàn)，為電子式電能表的研發(fā)奠定了堅實(shí)基礎(chǔ)。

③第三階段。

到上世紀(jì)末、本世紀(jì)初，數(shù)字采樣技術(shù)在電功率測量上得到了廣泛運(yùn)用。同事，以處理器為核心的數(shù)字式電子式電能表出現(xiàn)，它能夠?qū)y定對象進(jìn)行多種判斷、處理與運(yùn)算，多種功能能夠同時實(shí)現(xiàn)，且具有壽命長、準(zhǔn)確性高、功耗低及運(yùn)維便捷的特點(diǎn)，受到了業(yè)內(nèi)人士的廣泛關(guān)注。不久后，以數(shù)字式電子式電能表為代表的電子式電能表在西方發(fā)達(dá)國家迅速推廣，精度可達(dá)0.01級。

2 ?電能計量系統(tǒng)的發(fā)展趨勢研究

1）標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展趨勢。

這里所提及的標(biāo)準(zhǔn)化趨勢主要是指電能計量裝置及電能計量系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)化，尤其是在點(diǎn)鞥表技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)上更為明顯。但需要注意的是，隨著操作過程標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展，很多相應(yīng)的條件要得到適宜的調(diào)整。比如要注重其開放性與兼容性，只有實(shí)現(xiàn)三者的共同發(fā)展才能夠從整體將電能計量系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展的更為成熟，并將其配置的利用效果最大化。此外，通過制定出較為合理的標(biāo)準(zhǔn)或同意要求，能夠有效提高今后的運(yùn)營維護(hù)效率。

2）數(shù)字化發(fā)展趨勢。

整個變電站技術(shù)、光纖通信技術(shù)、電能計量技術(shù)發(fā)展為數(shù)字化系統(tǒng)即為數(shù)字化發(fā)展趨勢，數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)有利于電能計量裝置研究的發(fā)展。比如如果通過增加電子式互感器的應(yīng)用范圍，那么就能夠有效減少二次回路壓降對電能計量所造成的影響，并有效提升電能計量的準(zhǔn)確性、可靠性。

3）網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢。

在電能計量系統(tǒng)同供電企業(yè)間搭建一個網(wǎng)絡(luò)平臺或網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的方式方便二者間的信息傳遞與交流即為網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢，網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢應(yīng)朝向信息溝通平臺發(fā)展，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步是吸納平臺業(yè)務(wù)的拓展與資源的共享。從整體上來說，網(wǎng)絡(luò)化平臺的構(gòu)建能夠提升管理的便捷性、高效性與質(zhì)量。

4）智能化的發(fā)展趨勢。

在已有能夠準(zhǔn)確計量電能的基礎(chǔ)上增加操作的便捷性即為智能化發(fā)展趨勢。隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國居民用電呈現(xiàn)出階梯性、分時性、即插即用式的特點(diǎn)，這對于加強(qiáng)用電管理無疑增大了難度。但電能計量智能化則能夠有效解決這一問題，它可以根據(jù)實(shí)時存儲和收集的電價信息、用戶用電信息等向總公司及時反饋?？偠阅酥?，通過電能計量系統(tǒng)的智能化發(fā)展，能夠根據(jù)用戶所反應(yīng)的用電情況做出一個具體、詳盡的規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)整個社會的經(jīng)濟(jì)用電。

3 ?結(jié)束語

社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展條件下，電能計量系統(tǒng)逐漸朝向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化與智能化的趨勢發(fā)展，供用電管理過程逐漸簡化、便捷。本文對電能計量系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展做出了簡要論述，并結(jié)合當(dāng)前社會的實(shí)際發(fā)展?fàn)顩r對未來電能計量系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展趨勢進(jìn)行了分析。從上文不難看出，電能計量系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展最終會實(shí)現(xiàn)高效、高質(zhì)量的智能化管理，從而給我們的生活、社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到一定的促進(jìn)作用。

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