數(shù)字電能計(jì)量與電能表檢測技術(shù)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(chǎn)生活中，為了能夠與智能變電站的發(fā)展相適應(yīng)，必然在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步設(shè)計(jì)出具有數(shù)字化變電站特點(diǎn)的計(jì)量系統(tǒng)。從目前的情況來看，計(jì)量系統(tǒng)也處于不斷更新的狀態(tài)中。和傳統(tǒng)的計(jì)量系統(tǒng)比較來說，智能計(jì)量系統(tǒng)的優(yōu)勢更多一些。

關(guān)鍵詞：數(shù)字電能計(jì)量；電能表；檢測技術(shù)

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

近年來，信息化、網(wǎng)絡(luò)化的腳步逐漸加快，科學(xué)技術(shù)也相應(yīng)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(shù)的提升實(shí)為必然。所謂的數(shù)字電能表計(jì)量與檢測，就是將傳統(tǒng)的信息采集、傳輸?shù)葍?nèi)容智能化。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(jì)量的整體穩(wěn)定?；诖耍P者就對其計(jì)量與檢測進(jìn)行相關(guān)研究，以期能夠?yàn)殡娔墚a(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供幫助。

1 數(shù)字電能計(jì)量

當(dāng)數(shù)字互感器在得到全面推廣以及應(yīng)用之后，光纖通信技術(shù)也得到了很大程度的發(fā)展，光纖通信技術(shù)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(qiáng)的抗電磁干擾的效果。在數(shù)字化變電站中，我們應(yīng)用的最多的就是數(shù)字信號(hào)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(hù)、測量以及計(jì)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(dāng)接收光電互感器的信號(hào)時(shí)，我們要在實(shí)時(shí)運(yùn)算的基礎(chǔ)上，對數(shù)據(jù)展開進(jìn)一步的處理過程，從而能夠?qū)?dòng)態(tài)的信息結(jié)果展示到液晶顯示接口上。從目前設(shè)計(jì)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(hào)處理器適當(dāng)?shù)亟Y(jié)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(shí)，還能在數(shù)據(jù)協(xié)議包的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步測量電參量，也可以很好地完成電能累積或者計(jì)算電能的任務(wù)，將數(shù)據(jù)和中央未處理器做進(jìn)一步的交換，這樣一來，在這個(gè)過程中，一些比較復(fù)雜的數(shù)據(jù)交換過程也能夠很好地進(jìn)行，大大提升了工作質(zhì)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?qū)Ψ窒嘣恼蚺c反向做功進(jìn)行測量、能夠分時(shí)、分區(qū)計(jì)量，同時(shí)二者均能夠?qū)嘞唷⑹?、裝置失電以及自身進(jìn)行檢測計(jì)量。另外，兩者還能夠通過曲線的方式，對近月內(nèi)的負(fù)荷進(jìn)行分析、記錄，了解近一個(gè)月的負(fù)荷情況，從而更好的調(diào)節(jié)負(fù)荷共計(jì)。而不同點(diǎn)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(nèi)部還構(gòu)置了時(shí)鐘電路以及USB接口，這樣就能夠與服務(wù)端（電腦或主機(jī)）進(jìn)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(shù)

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(hào)處理器）以及CPU（中央為處理器）結(jié)合而成的構(gòu)架。其能夠?qū)PU復(fù)雜管理能力與DSP高速數(shù)據(jù)吞吐能力進(jìn)行有機(jī)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(hào)，并不是傳統(tǒng)的固定電壓及電流信號(hào)，其內(nèi)并沒有數(shù)字與模擬轉(zhuǎn)換的單元。從特點(diǎn)上來看，數(shù)字電能表能由于內(nèi)部的設(shè)置，僅需要進(jìn)行較為簡單的基本運(yùn)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(huì)存在誤差。

在電能表檢測技術(shù)方面，通過很多學(xué)者的研究也逐漸衍生了兩個(gè)方面，標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字功率源檢測技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)模擬功率源檢測技術(shù)。基于此，筆者針對該技術(shù)進(jìn)行分析。

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

采用上述的方法進(jìn)行檢測，能夠有效的檢驗(yàn)數(shù)字電能表的通信誤碼率以及程序算法錯(cuò)誤引發(fā)的誤差。依據(jù)國家溯源的相關(guān)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(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行有效連接。但在數(shù)字電能表檢測技術(shù)中，由于電壓與電流都是通過程序算法計(jì)算而來，所以并不能夠進(jìn)行溯源。另外，數(shù)字功率源與模擬信號(hào)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(shù)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(fù)雜程度上，還是檢測的結(jié)果的準(zhǔn)確性上都有著明顯的改善。

采用該種檢測技術(shù)能夠準(zhǔn)確的模擬現(xiàn)場的實(shí)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(shù)是由服務(wù)端（上位機(jī)）直接進(jìn)行控制，能夠?qū)φ`差、斷相及丟幀等進(jìn)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(jié)束語

數(shù)字電能表是改善變電站的重要組成?；诖耍瑢ζ溆?jì)量與檢測技術(shù)進(jìn)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(jì)量。endprint