数字电能计量及其电能表检测技术研究

数字电能计量及其电能表检测技术研究

李璞

云南电网有限责任公司西双版纳供电局 云南西双版纳 666100

摘要：近年来, 信息化、网络化的脚步逐渐加快, 科学技术也相应在提高。也就是数字化变电站的发展已然成为趋势。电能表作为数字变电站的主要组成, 其检测技术的提升实为必然。所谓的数字电能表计量与检测, 就是将传统的信息采集、传输等内容智能化。其能够合理的消除二次压降以及模拟电表采集存在的误差,提升了电能计量的准确度。基于此,笔者就对其计量与检测进行相关研究, 以期能够为电能产业的发展提供帮助。

关键词：数字电能计量；电能表；检测技术

一、数字化电能表的技术特点

数字化电能表是采集数据信号，经过其内部微处理器实现数据报文解析、计量电能、显示和通信等功能的智能电能表。应用中在数字化电能表前端设置“合并单元”，“合并单元”采集电流电压信号，并转换为数字信号，向数字化电能表传送数字报文信号。“合并单元”采用测控计量共用或计量专用的方式，采样频率为4kHz或12.8kHz。

数字化电能表内部光模块通过光纤获得“合并单元”的数字报文。数字化电能表内部实时处理系统解析报文，采用“光模块”及“实时运算和处理系统”完成电能量计算。数字化电能表底层操作系统具有良好的可靠性和实时性，实现电能表的显示、通信等功能。

二、数字电能计量

当数字互感器在得到全面推广以及应用之后,光纤通信技术也得到了很大程度的发展,光纤通信技术具有很多我们意想不到的优势,最典型的就是它具有极强的抗电磁干扰的效果。在数字化变电站中,我们应用的最多的就是数字信号电子式互感器,这种互感器能够从很大程度上降低误差的出现,还能很好地控制饱和问题,提高保护、测量以及计量系统的精确性。在使用数字式电能表的过程中,特别是当接收光电互感器的信号时,我们要在实时运算的基础上,对数据展开进一步的处理过程,从而能够将动态的信息结果展示到液晶显示接口上。从目前设计电能表的情况来看,最常见的就是将中央微处理器与数字信号处理器适当地结合在一起,这样能够从很大程度上提升吞吐能力以及管理能力,与此同时,还能在数据协议包的基础上,进一步测量电参量,也可以很好地完成电能累积或者计算电能的任务,将数据和中央未处理器做进一步的交换,这样一来,在这个过程中,一些比较复杂的数据交换过程也能够很好地进行,大大提升了工作质量以及工作效率。

从功能的视角来看,传统的电能表与新型的数字电能表较为相似,其都能够对分相元件的正向与反向做功进行测量、能够分时、分区计量,同时二者均能够对断相、失压、装置失电以及自身进行检测计量。另外,两者还能够通过曲线的方式,对近月内的负荷进行分析、记录,了解近一个月的负荷情况,从而更好的调节负荷共计。而不同点在于,数字化电能表具有无源四路脉冲及三路测试脉冲输出,而且其内部还构置了时钟电路以及USB接口,这样就能够与服务端(电脑或主机)进行更好的连接,从而提升软件编程的效率,使其更加的便捷。

三、电能表检测技术的应用要点

（一）技术应用前准备工作

在使用电能表进行检测时，由于设备参数和外部检测自然环境造成的危害，有必要对这些关键技术进行初步准备。首先，深入检查电能表检测技术建立的基本原理，分析应用过程中常见的问题，以确保操作人员具备自己的专业知识和技能，满足技术应用标准，确保中后期电磁能量检测的准确性。其次，技术团队必须确保电磁能量检测技术的稳定性以及相应机械设备的应用。此时，应成立相应的实用型精英团队，集中分析实验仪器及其相关技术在应用过程中的不足，并根据维修管理团队及时解决关键技术问题。此外，有必要验证所有电能表检测系统软件中经常存在的安全隐患常见故障，并做好应急预案的解决工作，以确保出现问题时能够在第一时间得到处理，提高工作的连续性。最后，电能表的关键技术是检测温度，从而解决所有区域的清理问题，避免技术检测引起的偏差。

（二）电能表检测技术应用原理

就电能表检测的关键技术方法而言，目的是测量工作电压及其电流的变化，与原始数据指标进行核对，并研究新兴阶段电磁能量消耗的主要参数。在数字技术的支持下，这种电能表的检测精度逐渐提高，可以作用于电源完成模拟和智能检测，这标志着一种用于机械设备检测的网络技术和智能控制系统的架构支持模式。在具体测量过程中，准确指示了精确测量区域内各种指标值的主要参数。通过内部结构信息存储和传输控制模块，将信息同步意见反馈给主系统以检测错误。然而，在实际应用过程中应注意，电能表检测的关键技术范围应严格遵循内部结构大规定值的设置，以防止内部结构保护系统的运行导致精度降低。此外，员工必须完成电能表设备的实时检测和运行维护管理。由于此类机器和设备在操作过程中属于连续消耗，因此内部结构部件的精度将随着工作时间和输出功率的增加而降低。此时，专业技术人员必须进行标准化测试，以避免数据电能表在运行过程中出现偏差问题。

（三）电能表功率检测

根据国家可追溯性的相关规定，数值检测是一个具有所需测量不确定度的连续链，可以合理地将检测结论与规范联系起来。针对智能电能表设备，在分析电力工程元件的电压和电流时，根据内部结构程序流优化算法逐一比较各种信息。该过程中的信息数据应实时显示，因此整个数据库不具备追溯功能。此外，在不同的解决方案下，模拟信号和数字信号之间存在很大差异。受功率值及其工作场景变化的限制，整个求解过程的动态基本特性如果应用于电能表，很容易造成数据描述不合格的情况。这就需要在特定的检测周期内针对不同的方法设置相应的检测系统，如将数据电源解决方案设置为静态数据检测，将模拟电源设置为动态检测，这样可以根据最终显示过程中的不同操作模式提高数据信息检测的科学性和准确性。

（四）影响量试验

电网在实际运行中负荷比较复杂，报文传输过程会受外界电磁环境的干扰。考虑到电网实际负荷波形的复杂性，应开展不同影响量条件下计量性能测试。在传送的数字报文检测方面，数字化电能表接收“合并单元”的报文信号，在输入数字化电能表的数字报文中添加噪声，测试计量误差；在抗干扰试验中，改变基波的波形和频率测试计量误差，在负荷谐波试验中测试叠加谐波对计量误差的影响，在输入瞬态冲击负荷条件下测试计量误差，确保误差在各个等级电能表误差限内，分析影响量变化与误差变化的相关性规律，确保数字化电能表现场运行的准确性和可靠性，满足数字化电能表在现场复杂工况条件下的计量准确性要求。

四、结论

综上所述，数字电能计量及其电能表检测技术的应用，是电力企业统计计量工作开展的基础所在。数字化、智能化的实现，增强系统应用效能，精密算法的支撑，强化各类数据传输功能，为用户提供精细化服务。期待在未来发展中，应进一步加强对电力设施的研发力度，稳固电力市场，为我国社会稳定发展奠定坚实基础。

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