直流電能表電磁兼容檢測

孫敏杰

摘 要：? 現(xiàn)如今，我國是社會主義經(jīng)濟(jì)在快速發(fā)展，社會在不斷進(jìn)步，直流電能表是一種專門針對直流屏幕、電信基站、充電樁、地鐵等應(yīng)用場合而設(shè)計的一種電能表，作為一種智能化，數(shù)字化的儀表，在低碳、智能等各領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛。它與傳統(tǒng)的交流電能表工作原理、電路設(shè)計等方面有較大區(qū)別。因此，直流電能表的電磁兼容試驗以及試驗中合格與否的判定與交流表電能表也是有區(qū)別的。本文以型號為DC700VDC300A/75mV直流表為例，介紹直流電能表在電磁兼容試驗中電壓電流的接入方式、計度量變化的算法、誤差該變量的原理以及電磁兼容試驗判定要求。

關(guān)鍵詞：? 直流電能表;電磁兼容;計度量

【中圖分類號】TM933? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B? ? ?【文章編號】1674-3733（2020）06-0186-01

引言：隨著直流電能表在電動汽車、太陽能供電等新型能源領(lǐng)域的應(yīng)用，高電壓、大電流直流電能表的應(yīng)用更加廣泛，這對直流電能表檢定裝置提出了新的要求。電能表檢定裝置，可對電能表執(zhí)行校驗工作，是電能表生產(chǎn)和使用人員完成相關(guān)工作時必備的設(shè)備之一，也是保證電能貿(mào)易結(jié)算公平公正的依據(jù)。

1 裝置主要功能及參數(shù)

本文研制了一種0.05級的新型多表位直流電能表自動檢定裝置，具有高精度、穩(wěn)定性強(qiáng)、多表位和全自動等特點(diǎn)。可同時對6臺直流電能表進(jìn)行自動檢定，兼容直接接入式和分流器接入式，可內(nèi)置不同的檢定場景，自動檢定過程盡可能減少了人工干預(yù)。多表位直流表檢定裝置主要由高精度電壓電流源、標(biāo)準(zhǔn)表、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、人機(jī)交互組成。此檢定裝置采用虛功率的方法實現(xiàn)電能的計量，采用標(biāo)準(zhǔn)表法完成直流電能表的檢定與溯源，其具體參數(shù)及特征主要包括：1）檢定裝置具有六路高電壓輸出回路、六路毫伏電壓輸出回路、一路電流輸出回路，并且各路輸出回路之間相互隔離。既可檢定直接接入式的電能表，又可檢定分流器接入式的電能表。同時實現(xiàn)毫伏電壓的功率及電能檢定，最低量程為1mV，方便電能表的起動試驗。提供5～50V的可調(diào)直流電壓作為供電電源，對電能表進(jìn)行電源變化影響試驗。2）配備全自動校驗軟件，可實現(xiàn)直流電能表的全自動、半自動檢定?？奢敵鰴z定證書、檢測報告等統(tǒng)計報表;支持多種格式的文檔保存和打印。（1）高電壓回路輸出量程為0～750V。（2）毫伏電壓回路輸出量程為0～300mV。（3）電流回路輸出量程為0～500A。（4）裝置量程調(diào)節(jié)精度為0.001%。（5）電壓電流回路輸出穩(wěn)定度為0.005%/1min。（6）電壓電流回路輸出準(zhǔn)確度為0.012%（RD）+0.008%（RG）。（7）電能計量準(zhǔn)確度為0.05%（RD）。（8）其中RD為讀數(shù)值，RG為量程值。3）電能脈沖輸出范圍（1）高頻脈沖輸出時：0～60kHz。（2）低頻脈沖輸出時：0～6Hz。（3）電能誤差顯示分辨率為0.001%。（4）高頻脈沖接收范圍為0～10kHz。

2 直流電能表電磁兼容檢測

2.1 直流電能表電磁兼容試驗電壓電流的接入方式

在直流表的電磁兼容試驗中，根據(jù)電流電壓的接入方式不同可以分為3類，一類為電壓線路通以參比電壓，電流線路通以0.1Ib電流。第二類為電壓線路通以參比電壓，電流線路通以基本電流。第三類為電壓線路通以參比電壓，電流線路處于開路狀態(tài)。本文以直流電能表較為常見的型號DC700VDC300A/75mV，脈沖常數(shù)為100imp/kWh為例。此接入方法適用于無線電干擾抑制，包括輻射騷擾（30MHz-1GHz）和傳導(dǎo)騷擾（150KHz-30MHz）試驗，輔助電源和工作電源同時進(jìn)行試驗。第二種方式電能表加700V直流電壓，如有輔助電壓，同時加上輔助電壓。電流端通以300A（經(jīng)分流器接入）電流或者直接接75mV的電壓信號，此接入方式適用于電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗、射頻場感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度試驗以及射頻電磁場輻射抗擾度試驗（試驗場強(qiáng)為10V/m），輔助電源按照一般交直流設(shè)備單獨(dú)進(jìn)行試驗。第三種情況電能表加700V直流電壓，如有輔助電壓，同時加上輔助電壓。此接入方法適用于靜電放電抗擾度試驗、浪涌和射頻電磁場輻射抗擾度試驗（試驗場強(qiáng)為30V/m）。輔助電源按照一般交直流設(shè)備單獨(dú)進(jìn)行試驗。直流電能表不同于交流電能表，直流表不存在壓流一體。因此，在電壓電流輸入時，要特別注意電壓和電流分開加入。其次，直流電能表一般有兩路電壓，一路為工作電壓，一路為輔助電源電壓。因此，直流電能表在試驗時，電壓直接從電壓源接入，直流表的電壓一般都很高，比如規(guī)格有300V，700V甚至1000V，所以試驗中對電壓源的要求更高，輔助電壓從其他電壓源接入。其次電流接入有兩種方式，一種是直接接入式，比如DC300A/75mV的直流表，電流加入300A，但是不能直接接入電能表，必須通過分流器接入（本文以分流器為例）。

2.2 智能化

本項目研發(fā)的高精度智能直流電能表是在消化國外進(jìn)口同類產(chǎn)品的技術(shù)基礎(chǔ)上，根據(jù)我國對電力設(shè)備的運(yùn)行和計算機(jī)智能化監(jiān)控要求而設(shè)計的全數(shù)字表，克服機(jī)械式直流電能表的諸多不足，能夠直接測量直流供電系統(tǒng)的用電量，用于功率、能量以及電壓和電流的計量，并帶有支持Modbus，DL/T645等多通信協(xié)議的通信接口，與計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，通過用電監(jiān)控管理系統(tǒng)實現(xiàn)智能監(jiān)控功能，對直流供電系統(tǒng)進(jìn)行智能化、遠(yuǎn)距離檢測和管理，是適合蓄電池供電、太陽能電池板、風(fēng)力發(fā)電、直流電源供電、電動交通工具、船舶等直流用電設(shè)備電能測控和計量使用，亦可用于工礦企業(yè)、民用建筑、樓宇自動化等現(xiàn)代供配直流電系統(tǒng)的一種高性能自動化儀表。關(guān)鍵點(diǎn)在于控制芯片的任務(wù)切換方法，多通信協(xié)議監(jiān)測。

2.3 電源模塊

檢定裝置的電源包括程控電壓源、程控電流源。開關(guān)電源提供的電壓，經(jīng)功放由變壓器升壓，得到相應(yīng)量程的電壓輸出。其中，最大輸出電壓1100V，最大輸出功率25VA。電流源亦為開關(guān)電源，最大輸出電流500A。本裝置采用的開關(guān)電源都具有程控調(diào)節(jié)輸出電壓的功能，可由CPU調(diào)節(jié)開關(guān)電源的輸出使負(fù)反饋達(dá)到平衡。

結(jié)語：直流電能表的電磁兼容試驗標(biāo)準(zhǔn)大部分參考交流電能表，其要求按理論都能滿足要求。但是由于原理不一樣，目前用于直流電能表電磁兼容試驗的標(biāo)準(zhǔn)源和標(biāo)準(zhǔn)表都很少能滿足電磁兼容的試驗要求，因此，研發(fā)出滿足電磁兼容試驗要求的用于直流電能表電磁兼容試驗的標(biāo)準(zhǔn)源和標(biāo)準(zhǔn)表則是整個行業(yè)研發(fā)的重點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 《直流電能表智能化的研究與實現(xiàn)》碩士論文莊葛巍上海交通大學(xué)2012年3月.

[2] GB/T33708-2017靜止式直流電能表.