電能計量裝置在線檢測系統(tǒng)的應用探討

劉天成

摘要：國民經(jīng)濟生產(chǎn)中，電能的地位非常重要，它對于維持地區(qū)經(jīng)濟繁榮和提高人們生活水平發(fā)揮了很大作用。電能計量裝置在線監(jiān)測技術(shù)應用越來越廣泛，它對于實現(xiàn)計量裝置實時監(jiān)控，保證計量數(shù)據(jù)的精準性，基于此，本文對電能計量裝置在線監(jiān)測的必要性以及電能計量裝置在線監(jiān)測技術(shù)的應用進行了分析。

關(guān)鍵詞：電能計量裝置;在線檢測系統(tǒng);應用探討

1 電能計量裝置在線監(jiān)測的必要性

近年來，我國的經(jīng)濟發(fā)展十分迅速，電力電量的需求也成倍增加，同時對電網(wǎng)建設的要求更加嚴格，在目前的形勢下，電網(wǎng)中各類設備數(shù)量增加的速度越來越快，其覆蓋面積正在逐步的擴大，隨著供電量的增加，導致計量人員和電網(wǎng)計量設備發(fā)展非常不協(xié)調(diào)，無形中增加了計量人員工作負擔。因此，電力企業(yè)需要不斷更新計量管理系統(tǒng)，在整個系統(tǒng)中穩(wěn)步實施在線監(jiān)測技術(shù)，這對于增強電力計量裝置的準確性非常有幫助，進而推進了電力企業(yè)的發(fā)展進步，為社會經(jīng)濟的發(fā)展提供良好的條件。

2 電能計量裝置在線監(jiān)測技術(shù)的應用

2.1 系統(tǒng)構(gòu)成

在供電網(wǎng)絡建設過程中，會在網(wǎng)絡中的不同區(qū)域內(nèi)設置計量點，通過計量點檢測不同區(qū)域出現(xiàn)的損耗，包括網(wǎng)絡損耗、線路損耗以及關(guān)口損耗等，并且每個位置的損耗過程，均能進行在線檢測。在每個區(qū)域設置計量點過程中，需要配置電能表，同時根據(jù)檢測要求運用不同的技術(shù)，使每個計量點中的電能表獲取更加真實準確的電能信心。以檢測關(guān)口損耗為例，在關(guān)口位置的計量點中，配置的電能表可以具備四個費率的檢測功能，工作人員在獲取費率信息時，需要經(jīng)過三級密碼管理以及安全防護功能，在減少對電能信息影響時，避免電能信息出現(xiàn)更多的誤差，還能使電能計量檢測過程簡單化。

2.2 在線檢測的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

一體化計量裝置將電子式電壓互感器、電子式電流互感器與計量終端等電氣設備進行整體封裝，減少了誤差來源，實現(xiàn)了電子式互感器和電能表的無縫連接，只對互感器、電能表等計量裝置進行定期輪換檢定已不再適用。本文提出的針對一體化計量裝置的在線檢測系統(tǒng)通過電流、電壓采樣模塊和電能計量模塊構(gòu)成現(xiàn)場校驗通道，與一體化計量裝置構(gòu)成的被檢通道采用電流串聯(lián)、電壓并聯(lián)的方式同時接入線路，對運行電網(wǎng)動態(tài)數(shù)據(jù)進行采集。在線檢測系統(tǒng)將高電壓、大電流信號經(jīng)過電阻分壓網(wǎng)絡和鉗形電流互感器輸出mV、mA級別的小信號送入電能計量芯片ADE7878，經(jīng)過內(nèi)部處理存入內(nèi)部寄存器，由LPC2368通過串口讀取電流、電壓、功率等數(shù)據(jù)，與一體化計量裝置讀取的動態(tài)數(shù)據(jù)一并送入算法模塊進行比對。

2.3 電流采樣模塊

電流采樣模塊采用鉗形電流互感器。鉗形電流互感器作為一種手持式工具性多功能測量儀表主要用于電力、能源、交通等各個工業(yè)領(lǐng)域或科研部門的測量?，F(xiàn)場檢測時鉗形電流傳感頭和被檢一體化計量裝置的電流輸入端固定于同一母線上對運行電網(wǎng)電流數(shù)據(jù)進行采集。若根據(jù)傳統(tǒng)校驗規(guī)程對其進行溯源，標準通道準確級應該高于被檢通道至少兩個等級，由于現(xiàn)場條件限制很難達到此要求，本文所提出的電能計量裝置在線檢測方法是在實驗室環(huán)境下對現(xiàn)場校驗設備進行校準，只能做到盡可能提高現(xiàn)場條件下校驗通道的準確度。所以，作為在線檢測系統(tǒng)關(guān)鍵組成部分的鉗形電流傳感器的測量準確度是影響整個在線檢測系統(tǒng)準確度的重要因素。

2.4 電能計量裝置在線監(jiān)測應用的加強

電能計量裝置應用在在線檢測系統(tǒng)中，會進一步增強電能計量裝置的應用能力，具體體現(xiàn)在兩個方面：第一，根據(jù)供電網(wǎng)絡運行需求，及時調(diào)整電能計量裝置。供電企業(yè)在檢測電能使用情況時，為提升檢測質(zhì)量，減少誤差，需要設定電能計量裝置調(diào)整計劃，在計劃中明確調(diào)整標準，完成調(diào)整后進行驗收，保證電能計量裝置的計量精度滿足在線檢測要求。此外在調(diào)整中，可以更換原有的電能計量裝置，使用S級電能表和S級互感器，建立測量能力更高的電能計量體系，如果供電網(wǎng)絡運行時產(chǎn)生的負荷超過承受范圍，S級互感器在發(fā)出預警信息的同時，S級電能表降低供電網(wǎng)絡產(chǎn)生的點流量;第二，有效解決計量點存在的問題。在計量點經(jīng)常會出現(xiàn)計量誤差問題，減少計量誤差、提升計量精度，在供電網(wǎng)絡中配置電能計量裝置時，一方面應根據(jù)用戶的使用需求，深入檢測電能計量裝置的性能，避免出現(xiàn)性能不匹配情況，另一方面使檢測變比適應實際使用要求。

2.5 電能計量模塊

電能計量模塊作為在線檢測系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)之一，其性能的優(yōu)劣直接影響最終結(jié)果。電能計量芯片通過將電壓/電流采樣模塊采集到的電壓與電流信號相乘，得到瞬時功率。按照一定的周期對瞬時功率做積分得到平均功率，對平均功率按時間累積完成電能計量。電能計量在電能計量裝置在線檢測系統(tǒng)中的作用至關(guān)重要，電能參數(shù)采集的準確與否直接影響了整個系統(tǒng)電能的計量準確度。根據(jù)本文提出的電能計量裝置在線檢測方法所要實現(xiàn)的功能和應參照的技術(shù)指標，在考慮開發(fā)周期和開發(fā)成本的基礎上，電能計量模塊最終決定以LPC2368+ADE7878為計量終端的核心。ADE7878是美國ADI公司制造的三相高精度多功能電能計量芯片，其工作電壓范圍為2.4V～3.7V，可提供四種不同的電源模式，引腳PM0和PM1可以控制ADE7878進入不同的功耗模式;具有可編程輸入增益放大器（PGA），ADE7878的電壓和電流通道均為24bitΣ-△型ADC，提供I2C，SPI，HSDC多種數(shù)據(jù)接口和CF1、CF2、CF3三個可配置的脈沖輸出。在電池供電模式下，可提供電流監(jiān)測功能，通過檢測中性電流與三相電流代數(shù)和是否匹配，進行有效地防竊電檢測。同時，可以通過修改ADE7878的增益寄存器、相位寄存器和有效值偏移失調(diào)寄存器的值，從而使計量誤差達到相關(guān)標準。

3 結(jié)束語

綜上所述，將電能計量裝置應用在在線檢測系統(tǒng)中，應不斷加強電能計量裝置在在線檢測系統(tǒng)中的應用價值，同時遵循電能計量裝置在在線檢測系統(tǒng)的基本原理，提升電能計量裝置在線計量精度，減少產(chǎn)生的誤差，避免出現(xiàn)電能浪費的情況。

參考文獻：

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