計(jì)量和測(cè)試技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用

國(guó)網(wǎng)山東省電力公司東營(yíng)供電公司 于浩東

隨著我國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和進(jìn)步，各行業(yè)與產(chǎn)業(yè)對(duì)于電氣資源的需求逐步增長(zhǎng)，電氣工程的建設(shè)對(duì)于各行各業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)起著不可替代的支撐作用。在電氣工程建設(shè)的過(guò)程中，計(jì)量和測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠有效提升電氣工程計(jì)量與測(cè)試工作的進(jìn)度，還能夠切實(shí)保障電氣工程施工計(jì)劃的順利開(kāi)展，因此相關(guān)工作人員就要切實(shí)把握計(jì)量和測(cè)試技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用模式，深入探索計(jì)量與測(cè)試技術(shù)的電力計(jì)量體系，積極改進(jìn)和優(yōu)化計(jì)量和測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用方法，進(jìn)而切實(shí)推動(dòng)電氣工程整體施工質(zhì)效的全面提升。本文首先簡(jiǎn)要闡述了電氣工程用電計(jì)量工作的內(nèi)容，然后分析了計(jì)量和測(cè)試技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀，再研究了計(jì)量和測(cè)試技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用實(shí)踐，最后討論了計(jì)量和測(cè)試技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用展望與建議，以期為相關(guān)工作者的工作提供理論基礎(chǔ)和實(shí)踐借鑒。

計(jì)量和測(cè)試技術(shù)的使用有效提升了電氣工程的整體運(yùn)行速度，同時(shí)也提高了電氣工程各環(huán)節(jié)的建設(shè)精度，是電力工程施工體系中必不可少的技術(shù)性基礎(chǔ)部分。在電氣工程計(jì)量與測(cè)試的過(guò)程當(dāng)中，計(jì)量和測(cè)試工作不可避免的會(huì)受到電氣設(shè)備和內(nèi)外環(huán)境等因素的綜合影響，其工作精度將會(huì)被降低，這一定程度上會(huì)影響到電氣工程的正常運(yùn)作。如何高效應(yīng)用計(jì)量和測(cè)試技術(shù)，提升電氣工程運(yùn)作的整體質(zhì)量和效率，是電氣工程工作人員日常工作面臨的重要課題。

1 電氣工程用電計(jì)量

在電氣工程的電力計(jì)量和測(cè)試中，電力資源的供應(yīng)系統(tǒng)主要分為強(qiáng)電系統(tǒng)和弱電系統(tǒng)這兩種形式，同時(shí)精準(zhǔn)計(jì)量也是整個(gè)電氣工程體系對(duì)于計(jì)量與測(cè)試技術(shù)的核心要求，因此應(yīng)用專業(yè)先進(jìn)的計(jì)量和測(cè)試技術(shù)是電氣工程建設(shè)的重要環(huán)節(jié)。現(xiàn)階段，電氣工程建設(shè)過(guò)程中不可避免的存在著因發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)運(yùn)作產(chǎn)生的電力供應(yīng)不穩(wěn)定問(wèn)題，這不僅會(huì)給電力系統(tǒng)的正常運(yùn)作帶來(lái)不利影響，同時(shí)也會(huì)妨礙電力計(jì)量工作的正常開(kāi)展，使相關(guān)工作人員無(wú)法確保電力計(jì)量和測(cè)試工作的精準(zhǔn)度。

一般情況下，大部分的電力設(shè)備現(xiàn)階段都處于電力負(fù)荷不穩(wěn)定的狀態(tài)，同時(shí)其電力負(fù)荷在不同的時(shí)間和階段接在向上或向下無(wú)規(guī)律性變化，在一定程度上對(duì)電氣工程所應(yīng)用的計(jì)量和測(cè)試技術(shù)提出了更高的要求，要求技術(shù)人員能夠根據(jù)電力設(shè)備的綜合運(yùn)作狀態(tài)來(lái)進(jìn)行計(jì)量和測(cè)試工作，把控電力設(shè)備負(fù)荷與工件不穩(wěn)定的計(jì)量特征，進(jìn)而進(jìn)行精確的電氣工程全階段計(jì)量與測(cè)試工作。

2 計(jì)量和測(cè)試技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 計(jì)量和測(cè)試技術(shù)的影響因素

（1）電能表因素

電能表是相關(guān)工作人員進(jìn)行電氣工程各結(jié)構(gòu)計(jì)量和測(cè)試的主要工具，大部分電能表都是有電磁結(jié)構(gòu)來(lái)支撐運(yùn)作，而其電磁結(jié)構(gòu)不可避免的會(huì)與線圈產(chǎn)生的力矩發(fā)生作用，這部分例句無(wú)論大小都會(huì)影響到電能表計(jì)量工作的準(zhǔn)確性，這也是日常健康工作過(guò)程中造成電能表計(jì)量工作誤差的主要影響因素之一。

（2）諧波因素

在電氣工程計(jì)量和測(cè)試的過(guò)程中，電氣設(shè)備所產(chǎn)生的諧波會(huì)大大影響到計(jì)量和測(cè)試技術(shù)的精度，同時(shí)也會(huì)在相關(guān)工作人員計(jì)量的過(guò)程中影響其信息采集與讀取的準(zhǔn)確性。電氣工程設(shè)備諧波主要對(duì)機(jī)械式電能表的數(shù)據(jù)采集有較大影響，同時(shí)對(duì)全電子式電能表的測(cè)量工作影響不大，因此相關(guān)工作人員就可充分利用這一原理來(lái)應(yīng)對(duì)計(jì)量和測(cè)試過(guò)程中諧波影響較大的問(wèn)題。

（3）其他影響因素

由于電氣工程整體的設(shè)備體系較為龐大和復(fù)雜，電氣工程運(yùn)作過(guò)程中不可避免的會(huì)有相當(dāng)一部分設(shè)備干擾因素與工程運(yùn)轉(zhuǎn)壓力會(huì)干擾到計(jì)量與測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用，如設(shè)備噪聲過(guò)大、環(huán)境溫度過(guò)高和設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷過(guò)高等問(wèn)題，這就會(huì)在然后測(cè)試設(shè)備的內(nèi)部造成相當(dāng)一部分的計(jì)量與測(cè)試干擾因素，影響到計(jì)量與測(cè)試工作的正常開(kāi)展與實(shí)際精度。

2.2 電氣工程電能計(jì)量方法

在電氣工程電氣設(shè)備電能計(jì)量與測(cè)試的過(guò)程當(dāng)中，相關(guān)工作人員除了要進(jìn)行常規(guī)的電能計(jì)量，有時(shí)還需應(yīng)用受影響的計(jì)量表來(lái)進(jìn)行計(jì)量與測(cè)試工作，同時(shí)針對(duì)不同設(shè)備和應(yīng)用不同計(jì)量設(shè)備所需應(yīng)用的計(jì)量和測(cè)試技術(shù)也不盡相同。

（1）常規(guī)計(jì)量

在電氣工程常規(guī)電能計(jì)量的過(guò)程中，相關(guān)工作人員會(huì)首先考慮電氣工程體系中會(huì)對(duì)電能計(jì)量工作產(chǎn)生影響的各類因素，同時(shí)根據(jù)實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行多次計(jì)量，才能切實(shí)保證電氣工程計(jì)量與測(cè)試工作的準(zhǔn)確性。以電氣工程設(shè)備雙電源供電統(tǒng)洲1線和天弘1線的電量計(jì)量工作為例，相關(guān)工作人員應(yīng)使用三相三線的電表來(lái)進(jìn)行電能計(jì)量，同時(shí)將雙電源供電統(tǒng)洲1線和天弘1線的電能計(jì)量點(diǎn)看作是中性接地系統(tǒng)，結(jié)合電氣工程電量計(jì)量設(shè)備的管理要求來(lái)進(jìn)行兩次抄表增量的計(jì)算。此種電能計(jì)量方式不僅能夠有效緩解或解決電荷不平衡所帶來(lái)的質(zhì)量穩(wěn)定性問(wèn)題，還能夠切實(shí)明確電氣工程電量計(jì)量工作中各個(gè)階段的電量使用情況。

在對(duì)電氣工程弱點(diǎn)側(cè)的電能計(jì)量過(guò)程中，相關(guān)工作人員要從變電器入手，對(duì)電力用戶終端進(jìn)行密切的電影能計(jì)量工作，并根據(jù)電氣工程的實(shí)際運(yùn)作狀態(tài)來(lái)選擇適宜的計(jì)量方法，在計(jì)量的過(guò)程中也要盡可能規(guī)避諧波等電器設(shè)備對(duì)計(jì)量工作帶來(lái)的不利影響。

（2）受影響計(jì)量

在電氣工程電能計(jì)量的過(guò)程中，不可避免的有一部分計(jì)量表會(huì)受到電器設(shè)備與電機(jī)諧波等因素的影響，而出現(xiàn)這樣結(jié)果不準(zhǔn)確的問(wèn)題，如機(jī)械式電能表和電子式計(jì)量表等等。在應(yīng)用此類電能表進(jìn)行電氣工程計(jì)量的過(guò)程中，相關(guān)工作人員要切實(shí)把握電能表的應(yīng)用條件和電氣工程的運(yùn)作狀態(tài)，進(jìn)而切實(shí)縮小計(jì)量工作存在的誤差。

機(jī)械電能表的主要結(jié)構(gòu)為電磁結(jié)構(gòu)，電磁結(jié)構(gòu)中線圈引發(fā)的力矩會(huì)直接影響電能表的最終計(jì)量結(jié)果，線圈的自有功能能夠直接決定其引發(fā)力矩的大小，此時(shí)高次諧波影響下的機(jī)械式電能表運(yùn)轉(zhuǎn)速度就會(huì)逐步減慢，其測(cè)量結(jié)果也會(huì)受到較大影響。因此，相關(guān)工作人員要充分注意對(duì)電磁結(jié)構(gòu)和電氣工程的作用狀態(tài)進(jìn)行觀察和分析，同時(shí)也要關(guān)注電能表受電氣工程諧波影響的大小，實(shí)時(shí)分析電氣工程諧波對(duì)與電能表測(cè)試工作的具體影響狀況，進(jìn)而規(guī)避因機(jī)械式電能表力矩受影響而產(chǎn)生的計(jì)量數(shù)據(jù)偏差問(wèn)題。

電子式計(jì)量表主要是應(yīng)用MCU芯片來(lái)處理交流采樣過(guò)程中獲取的各項(xiàng)電能信息，同步在電腦信息獲取的過(guò)程中將整合好的測(cè)試數(shù)據(jù)輸出到計(jì)量表顯示單元當(dāng)中。在此過(guò)程中，電子式計(jì)量表主要會(huì)受電氣設(shè)備引發(fā)諧波的影響和集成電路的深度制約，但相關(guān)工作人員能夠在合適的測(cè)量結(jié)果下進(jìn)行適時(shí)的抗干擾計(jì)量與檢測(cè)工作，應(yīng)用A/D采樣原理來(lái)進(jìn)行電能測(cè)試就能夠充分應(yīng)用電子時(shí)間表來(lái)獲得更為精確的電氣工程信息數(shù)據(jù)。

總而言之，電氣工程的電能計(jì)量工作人員要在計(jì)量工作前綜合分析電氣工程各部分的實(shí)際運(yùn)作狀態(tài)和綜合指標(biāo)，并且基于此來(lái)選擇合適的電能表來(lái)進(jìn)行計(jì)量與測(cè)試工作，按照科學(xué)合理的計(jì)量與測(cè)試電路來(lái)進(jìn)行操作實(shí)踐，就能夠切實(shí)提升測(cè)試工作對(duì)于電氣工程學(xué)波的抵抗能力，進(jìn)而促進(jìn)計(jì)量與測(cè)試工作整體進(jìn)度的提高。

2.3 計(jì)量和測(cè)試技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用實(shí)踐

（1）分析電能表

在電能測(cè)量的過(guò)程中，相關(guān)工作人員首先要對(duì)需采樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行MD電能表為基準(zhǔn)的分析，而后再應(yīng)用MCU單片機(jī)芯片來(lái)進(jìn)行準(zhǔn)確的電能數(shù)據(jù)計(jì)算與分析，此種電能測(cè)試方法往往適用于部分靜態(tài)功率的電氣工程，但其整體對(duì)于電氣工程諧波的抵抗力相對(duì)較弱。而各類計(jì)量和測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用則能夠在規(guī)避噪聲影響的基礎(chǔ)上多方位收集電氣工程運(yùn)作現(xiàn)場(chǎng)的各類信號(hào)，同時(shí)用較為廣泛的A/D采樣方法和時(shí)分割成法器相結(jié)合的方法，應(yīng)用時(shí)分割乘法器來(lái)進(jìn)行電氣工程各部分運(yùn)行功率的連續(xù)測(cè)試，并采用平均值范圍預(yù)測(cè)的形式來(lái)篩選掉受到諧波影響的不準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，然后再應(yīng)用A/D采樣法的形式來(lái)進(jìn)行后續(xù)其他參數(shù)與電能的繼續(xù)計(jì)量和測(cè)試，但此種電能表的分析方法總體成本較高，對(duì)于不同類型的電能表也有著不同的分析形式，相關(guān)工作人員可結(jié)合具體的電器工程運(yùn)作情況和電能表應(yīng)用情況進(jìn)行此種電能表分析方法合理的使用。

（2）工程設(shè)備數(shù)據(jù)測(cè)量

與傳統(tǒng)的電氣工程計(jì)量與預(yù)測(cè)方式相比，計(jì)量和測(cè)試技術(shù)中的三相四線計(jì)量形式在電氣工程中的應(yīng)用具有明顯的精確性優(yōu)勢(shì)，具體的電氣工程設(shè)備測(cè)量工作主要應(yīng)用電氣計(jì)量箱、脈沖計(jì)量裝置、流量檢測(cè)裝置、重力式自動(dòng)裝料衡器計(jì)量裝置和自動(dòng)化壓力計(jì)量裝置來(lái)進(jìn)行日常的計(jì)量測(cè)試。

結(jié)語(yǔ)：綜上所述，電氣工程中計(jì)量與測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用能夠切實(shí)加快電氣工程質(zhì)量和高效發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，同時(shí)也能夠切實(shí)提升電氣工程各階段運(yùn)作的精度和準(zhǔn)確性，對(duì)于促進(jìn)電氣工程運(yùn)作與建設(shè)工作的長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。因此，相關(guān)工作人員就要切實(shí)把握計(jì)量與測(cè)試技術(shù)在電氣工程中的各階段應(yīng)用，積極學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外的計(jì)量與測(cè)試技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)計(jì)量與測(cè)試技術(shù)的研發(fā)與創(chuàng)新，進(jìn)而為電氣工程運(yùn)作方案的順利落實(shí)打好堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。