數(shù)字電能計量與電能表檢測技術研究

李華　陳虹　李宇峰

摘 要：隨著我國電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，智能變電站越來越多地出現(xiàn)在我們的日常生產生活中，為了能夠與智能變電站的發(fā)展相適應，必然在現(xiàn)有技術的基礎上，進一步設計出具有數(shù)字化變電站特點的計量系統(tǒng)。從目前的情況來看，計量系統(tǒng)也處于不斷更新的狀態(tài)中。和傳統(tǒng)的計量系統(tǒng)比較來說，智能計量系統(tǒng)的優(yōu)勢更多一些。

關鍵詞：數(shù)字電能計量；電能表；檢測技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.23.182

近年來，信息化、網(wǎng)絡化的腳步逐漸加快，科學技術也相應在提高。也就是數(shù)字化變電站的發(fā)展已然成為趨勢。電能表作為數(shù)字變電站的主要組成，其檢測技術的提升實為必然。所謂的數(shù)字電能表計量與檢測，就是將傳統(tǒng)的信息采集、傳輸?shù)葍热葜悄芑?。其能夠合理的消除二次講演以及模擬電表采集存在的誤差，提升了電能計量的整體穩(wěn)定?；诖?，筆者就對其計量與檢測進行相關研究，以期能夠為電能產業(yè)的發(fā)展提供幫助。

1 數(shù)字電能計量

當數(shù)字互感器在得到全面推廣以及應用之后，光纖通信技術也得到了很大程度的發(fā)展，光纖通信技術具有很多我們意想不到的優(yōu)勢，最典型的就是它具有極強的抗電磁干擾的效果。在數(shù)字化變電站中，我們應用的最多的就是數(shù)字信號電子式互感器，這種互感器能夠從很大程度上降低誤差的出現(xiàn)，還能很好地控制飽和問題，提高保護、測量以及計量系統(tǒng)的精確性。在使用數(shù)字式電能表的過程中，特別是當接收光電互感器的信號時，我們要在實時運算的基礎上，對數(shù)據(jù)展開進一步的處理過程，從而能夠將動態(tài)的信息結果展示到液晶顯示接口上。從目前設計電能表的情況來看，最常見的就是將中央微處理器與數(shù)字信號處理器適當?shù)亟Y合在一起，這樣能夠從很大程度上提升吞吐能力以及管理能力，與此同時，還能在數(shù)據(jù)協(xié)議包的基礎上，進一步測量電參量，也可以很好地完成電能累積或者計算電能的任務，將數(shù)據(jù)和中央未處理器做進一步的交換，這樣一來，在這個過程中，一些比較復雜的數(shù)據(jù)交換過程也能夠很好地進行，大大提升了工作質量以及工作效率。

從功能的視角來看，傳統(tǒng)的電能表與新型的數(shù)字電能表較為相似，其都能夠對分相元件的正向與反向做功進行測量、能夠分時、分區(qū)計量，同時二者均能夠對斷相、失壓、裝置失電以及自身進行檢測計量。另外，兩者還能夠通過曲線的方式，對近月內的負荷進行分析、記錄，了解近一個月的負荷情況，從而更好的調節(jié)負荷共計。而不同點在于，數(shù)字化電能表具有無源四路脈沖及三路測試脈沖輸出，而且其內部還構置了時鐘電路以及USB接口，這樣就能夠與服務端（電腦或主機）進行更好的連接，從而提升軟件編程的效率，使其更加的便捷。

2 數(shù)字電能表檢測技術

數(shù)字電能表與傳統(tǒng)的電能表不同，其是由DSP（數(shù)字信號處理器）以及CPU（中央為處理器）結合而成的構架。其能夠將CPU復雜管理能力與DSP高速數(shù)據(jù)吞吐能力進行有機的融合。而從工作的原理方面來看，數(shù)字電能表也與傳統(tǒng)的電能表不同，其接收的是數(shù)字化電壓、電流信號，并不是傳統(tǒng)的固定電壓及電流信號，其內并沒有數(shù)字與模擬轉換的單元。從特點上來看，數(shù)字電能表能由于內部的設置，僅需要進行較為簡單的基本運算，故而使其誤差較小。但由于通信過程中存在誤碼情況，也會存在誤差。

在電能表檢測技術方面，通過很多學者的研究也逐漸衍生了兩個方面，標準數(shù)字功率源檢測技術、標準模擬功率源檢測技術?；诖?，筆者針對該技術進行分析。

一般來說電能表檢測技術都是以裝置或者系統(tǒng)的方式來進行檢測，數(shù)字功率源校驗技術也不例外，其檢測技術如圖1所示。

采用上述的方法進行檢測，能夠有效的檢驗數(shù)字電能表的通信誤碼率以及程序算法錯誤引發(fā)的誤差。依據(jù)國家溯源的相關規(guī)定，量值的測量是一條具有規(guī)定不確定度的不間斷的比較鏈，其可以將檢測的結果與標準進行有效連接。但在數(shù)字電能表檢測技術中，由于電壓與電流都是通過程序算法計算而來，所以并不能夠進行溯源。另外，數(shù)字功率源與模擬信號不同，其輸出的功率都是相對穩(wěn)定的情況。但現(xiàn)場的功率則由于種種原因處于變化過程。這就容易造成數(shù)字電能表檢測不合格。

模擬功率源數(shù)字電能表檢測技術相較于數(shù)字功率源檢測有著諸多不同。但從功能性上來看，模擬功率源，無論是在復雜程度上，還是檢測的結果的準確性上都有著明顯的改善。

采用該種檢測技術能夠準確的模擬現(xiàn)場的實際情況，從而滿足數(shù)字電能表的各種情況。另外，該檢測技術是由服務端（上位機）直接進行控制，能夠對誤差、斷相及丟幀等進行全面檢測，從而了解數(shù)字電能表的精度及功能穩(wěn)定性。

3 結束語

數(shù)字電能表是改善變電站的重要組成?；诖耍瑢ζ溆嬃颗c檢測技術進行分析研究能夠不斷的完善其精度與穩(wěn)定性，這對智能變電站的發(fā)展有著極為重要的作用。

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作者簡介：李華（1981-），女，湖南岳陽人，本科，工程師，研究方向：電氣測量與電能計量。endprint