新型智能電能表檢測技術(shù)的研究及應用

潘 亮，杜啟源

國網(wǎng)內(nèi)蒙古東部電力有限公司供電服務監(jiān)管與支持中心，內(nèi)蒙古 通遼 028000

0 引言

第一塊電能表于1876年面世，隨著科技的發(fā)展，電能表逐漸由機械式電能表演變?yōu)橹悄茈娔鼙恚⒃陔娏ξ锫?lián)網(wǎng)建設(shè)進程中得到大力普及和廣泛應用。為了確保電能表在全壽命周期內(nèi)的可靠運行，需要高度重視智能電能表的檢測工作，提高檢測的標準化水平，通過采用合適的檢測技術(shù)對可能存在的故障作出及時分析，進而更好地發(fā)揮智能電能表的效能?；贗R46標準的智能電能表，其管理功能和計量功能從硬件方面分別獨立設(shè)置智能芯片，以滿足更全面的管理需求和更精準的計量性能。

1 檢測現(xiàn)狀

自IR46標準2012年發(fā)布以來，電能表小電流計量檢測技術(shù)不斷被研究與發(fā)展。雖然已經(jīng)研發(fā)出新的小電流檢測裝置升級方案，但相關(guān)檢測技術(shù)尚未成熟，主要是由于小電流的產(chǎn)生和測量上未能形成一個科學統(tǒng)一的標準，在實際生產(chǎn)中，廠家大多自行研發(fā)相關(guān)技術(shù)，從而產(chǎn)生了許多問題。同時，未配置齊全且統(tǒng)一的專業(yè)檢測裝置，導致現(xiàn)階段所運用的檢測技術(shù)，無法滿足IR46標準的電能表檢測的實際需要[1]。

基于IR46標準的智能電能表相比以往的智能電能表，具備全新的功能、技術(shù)規(guī)范結(jié)構(gòu)和原理，在檢測的方法、項目、流程等方面也存在一定的差別；同時，檢測IR46標準的電能表需運用統(tǒng)一的新型裝置，相關(guān)檢測人員未能及時更新檢測知識、提高檢測技能水平，導致難以保證檢測IR46標準的電能表的可靠性。

2 新型智能電能表性能檢測

2.1 管理性能檢測

對智能電能表管理性能的檢測等同于對其軟件功能的檢測[2]，主要檢測內(nèi)容包括液晶顯示、紅外信號輸出、智能費控、數(shù)據(jù)存儲等。先分析邊緣計算功能、文檔、數(shù)據(jù)流及各項參數(shù)，再開展模塊完好測試、功能實現(xiàn)測試。

2.2 通信性能檢測

通信性能的主要檢測內(nèi)容包括數(shù)據(jù)通信功能、數(shù)據(jù)傳輸效率。

（1）數(shù)據(jù)通信功能。遠程通信屬于新型智能電能表最為關(guān)鍵的一項功能。采集主站和電能表之間的數(shù)據(jù)交換均依據(jù)該項功能實現(xiàn)。新型電能表提供的高速通信接口可以實現(xiàn)用電信息的實時采集，有效采集用戶電量數(shù)據(jù)，同時將這些數(shù)據(jù)傳送給智能電網(wǎng)；正確識別具體用電情況，將信息數(shù)據(jù)記錄在電表內(nèi)存；依托局域網(wǎng)以及廣域網(wǎng)，將其分別輸送給采集主站。

（2）數(shù)據(jù)傳輸效率。對數(shù)據(jù)傳輸效率的檢測主要分為內(nèi)部通信接口的測試和外部通信接口的測試。數(shù)據(jù)傳送時效性的檢測，主要檢測數(shù)據(jù)庫能否在第一時間接收到上傳的電量等數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)反饋時效性的檢測，主要檢測新型智能電能表能否及時把費率變動清晰反饋給用電用戶；遠程控制效果檢測，主要依托通信系統(tǒng)能否對用戶實際用電情況有效檢測，能否及時使用斷電保護舉措。

2.3 計量性能檢測

計量性能檢測與現(xiàn)行標準存在電流參數(shù)和準確度等級存在換算關(guān)系，標準表比較法的量值溯源關(guān)系及檢測方法依然適用，唯一不同的是小電流的檢測精度有所提升。此外，新型智能電能表在諧波、輔助設(shè)備影響、耐久性和綜合誤差方面的計量能力有顯著提升[3]。

3 IR46標準下的檢測

3.1 基本誤差測試

根據(jù)《電子式交流電能表》（JJG 596—2012）國家計量檢定規(guī)程，電能表及裝置的基本誤差用相對誤差表示，其測量結(jié)果測量模型為

式中：γ為被檢表的相對誤差；m為實測脈沖數(shù)；m0為算定（或預置）的脈沖數(shù)。

式中：N為被檢電能表低頻或高頻脈沖數(shù)；C0為標準電能表的（脈沖）儀表常數(shù)；CL為被檢電能表的（脈沖）儀表常數(shù)；KL、KU為標準表外接的電流、電壓互感器變化，當沒有外接電流、電壓互感器時，KL=KU=1。

3.2 通信接口測試

主要對組件間接口進行測試，重點檢測子系統(tǒng)和外部系統(tǒng)彼此間的交互點，對數(shù)據(jù)交換進行檢查，是一個控制管理及傳遞的過程。

3.3 故障注入測試

該測試方法具有較高的靈活性，依據(jù)現(xiàn)有故障模式，形成故障并施加在相應的目標系統(tǒng)，增快發(fā)生系統(tǒng)錯誤以及失效的速度，采集回收、分析注入故障的有關(guān)反應信息，并提供最終結(jié)果。

4 智能電能表的質(zhì)量控制

4.1 控制生產(chǎn)過程

全面檢測各元件所需材質(zhì)和開關(guān)性能等，確保元件的運用可以符合新型智能電能表的相關(guān)標準。相關(guān)企業(yè)需指定專人親自去廠家展開監(jiān)督，重點對電能表功能質(zhì)量和廠家生產(chǎn)能力進行檢測，以便及時發(fā)現(xiàn)問題并處理。

4.2 控制繼電器及結(jié)構(gòu)材質(zhì)

對表殼、端子座等關(guān)鍵零部件的材料進行嚴格的質(zhì)量檢測，防止內(nèi)部出現(xiàn)損傷且保證其內(nèi)部的完整性。同時，為了更好地保障電氣安全，延長電能表的使用周期，強化適應周圍環(huán)境的性能，需對繼電器有關(guān)性能進行檢測，旨在及時找出存在的故障。

4.3 進行抽樣檢測

智能電能表到貨后應進行抽檢，通常會運用抽樣檢測的手段校驗繼電器及其安全性能，確保電能表誤差符合檢定規(guī)程的要求，由此為產(chǎn)品合格率提供保障，如合格率沒有達到具體標準，應退貨處理。針對運行狀態(tài)下的新型智能電能表，應重視質(zhì)量跟蹤工作，同時依據(jù)電能表實際運行情況。針對存在的運行故障開展模擬測驗，同時制訂更具針對性、可行性的解決方案。全面調(diào)查和深入分析收集的異常數(shù)據(jù)信息，針對異常出現(xiàn)的原因全面了解并妥善處理，保證電能表運行的安全性。

4.4 設(shè)定校驗標準

若想讓電能表順利檢測以及穩(wěn)定運行，必須制定科學的工作標準，提高檢測的規(guī)范性。生產(chǎn)廠家有必要將電能表的各種型號樣圖、部件信息等重要資料交付給計量中心，從而避免由于零件難以匹配電能表，對電能表的正常運行造成嚴重影響。同時，廠家需要補充說明電能表的出廠參數(shù)、內(nèi)部設(shè)計及功能等，明確部件所用材料的質(zhì)量，讓元件質(zhì)量能符合電能表的運行需要。

4.5 進行質(zhì)量監(jiān)督

在進行室內(nèi)檢測時如果發(fā)現(xiàn)故障電能表，應將故障產(chǎn)生原因找出且馬上處理，如果無法進行現(xiàn)場處理的應該將其返廠維修。電能表不只是要進行室內(nèi)檢測，還需要構(gòu)建并完善整個過程的監(jiān)督標準，應將重點的計量檢測內(nèi)容加以明確，針對已投入日常運行的電能表，監(jiān)督小組需依據(jù)抽檢監(jiān)督計劃進行抽樣檢測，并及時反饋最終的抽檢結(jié)果。針對存在故障的新型智能電能表，計量中心需及時進行處理，同批次電能表檢測合格之后需跟蹤后期運行情況。對檢測場地的濕度、溫度、磁場強度等要素嚴格控制，同時需定期評估場地環(huán)境，確保和檢測環(huán)境實際需求相符合。

5 檢測優(yōu)化措施

5.1 建立運行穩(wěn)定的硬件與軟件環(huán)境

通過良好的硬件設(shè)施及完備的軟件系統(tǒng)為檢測新型智能電能表提供重要保障。深入研究檢測技術(shù)、升級優(yōu)化現(xiàn)有裝置、開發(fā)新的檢測設(shè)備和技術(shù)、研發(fā)新型檢測系統(tǒng)等，構(gòu)建長時間平穩(wěn)運行的檢測硬件、軟件工作環(huán)境，從而為全國的新型智能電能表檢測提供必要的技術(shù)保障。

5.2 科學構(gòu)建與完善有關(guān)規(guī)程規(guī)范

電能表當前的檢定規(guī)程，是針對傳統(tǒng)IEC標準框架下的電能表而言的。新型智能電能表檢測內(nèi)容雖然部分適用，但是當前標準的主要參數(shù)變更和限值改變導致以往的檢測規(guī)程難以適用。基于此，應該構(gòu)建以新型智能電能表為基礎(chǔ)的相關(guān)使用規(guī)程、檢測指導體系，有效指導新型智能電能表的應用，旨在讓我國電能表檢測可以依據(jù)統(tǒng)一的規(guī)范和標準進行。

5.3 科學構(gòu)建質(zhì)量管理及控制體系

質(zhì)量監(jiān)管及控制體系屬于重要的質(zhì)量保障手段。有關(guān)該項體系的構(gòu)建應該關(guān)注以下內(nèi)容：（1）應加大檢驗力度，升級抽樣驗收和全檢驗收工作程序，需要實現(xiàn)全方位變更參數(shù)，并通過運用各種新方法構(gòu)建各層級的質(zhì)量控制體系；（2）升級系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，主要囊括全檢及抽樣驗收數(shù)據(jù)、監(jiān)督抽檢等相關(guān)數(shù)據(jù)，從而提高質(zhì)量管理的科學性及有效性。

6 結(jié)束語

為了確保電能表功能質(zhì)量，應針對其軟件性能、計量性能等展開嚴格檢測。從實際檢測情況看，無論是硬（軟）件設(shè)施還是檢測人員配備上均存在一定問題，導致傳統(tǒng)檢測技術(shù)難以滿足現(xiàn)階段的檢測要求，使新型裝置無法實現(xiàn)批量生產(chǎn)。為了解決上述問題，需從操作規(guī)程、裝置環(huán)境、控管體系和技能進行完善，以保障新型智能電能表的使用性能。