計(jì)量用合并單元及計(jì)量接口規(guī)范化探討

馮文霞

摘要：現(xiàn)在我國(guó)大多數(shù)生產(chǎn)制造廠(chǎng)家在電子式互感計(jì)量接口的差異性比較大，導(dǎo)致了進(jìn)行計(jì)量合并單元的工作時(shí)遇到很多問(wèn)題。為了保證有效地傳送和輸出計(jì)量數(shù)，有關(guān)專(zhuān)家提出了計(jì)量用合并單位的概念，并且僅用了電流值和電壓值去提高電子式互感器計(jì)量接口的統(tǒng)一性，為了完善電子式互感器計(jì)量，還提出了互感器計(jì)量接口規(guī)范性的合理要求。

關(guān)鍵詞：計(jì)量用合并單元；計(jì)量接口；模擬輸出接口；電子式互感器；數(shù)字化電能計(jì)量系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：TM734 文章編號(hào)：1009-2374（2015）33-0064-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.33.034

1 電子式互感器

1.1 電子式互感器的優(yōu)點(diǎn)

現(xiàn)在，電熱智能電網(wǎng)在我們每個(gè)國(guó)家都掀起了高潮，電子式互感器也在慢慢發(fā)展，所以現(xiàn)在電子互感器也漸漸被人們應(yīng)用，因?yàn)樗粌H結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，而且它的傳感范圍特別廣，更重要的是還能適應(yīng)保護(hù)數(shù)字化等各方面的發(fā)展方向，所以越來(lái)越受到人們的

喜愛(ài)。

1.2 電子式互感器的來(lái)源和缺點(diǎn)

大約在1960年，國(guó)外的許多家公司對(duì)電子互感器已經(jīng)有了一些了解，并有了一些可靠的、準(zhǔn)確的數(shù)字，但是我們國(guó)家那個(gè)時(shí)候還沒(méi)有意識(shí)到電子式互感器的影響，直到近些年才被認(rèn)識(shí)和應(yīng)用，雖然認(rèn)識(shí)較晚，但是在我國(guó)的發(fā)展速度還是比較快的，現(xiàn)在我們國(guó)家的好多研究電子互感器制造單位都在電力系統(tǒng)掛網(wǎng)運(yùn)行，但是同時(shí)也帶來(lái)了許多問(wèn)題，比如：電子互感器在計(jì)量方面沒(méi)有一個(gè)好的管理規(guī)則，而且最可怕的是穩(wěn)定性特別差，這說(shuō)明我們要更加努力研究電子式互感器的規(guī)范方面。為了能應(yīng)用電子式互感器，我們首先要規(guī)范數(shù)字化電能計(jì)量系統(tǒng)，這樣才能讓合并單元及電子式互感能夠有一個(gè)合理的規(guī)范技術(shù)，現(xiàn)在我國(guó)的電力科學(xué)研究院對(duì)具有電表性的電子互感器進(jìn)行產(chǎn)品的研究。

2 計(jì)量用合并單元

2.1 計(jì)量用合并單元的提出和概念

2.1.1 計(jì)量用合并單元的提出?？偟膩?lái)講，計(jì)量通道和保護(hù)通道的要求是不一樣的，每一個(gè)通道都有各自的精確度，它們能影響到電能計(jì)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，而電子計(jì)量影響到用電量等各個(gè)指標(biāo)的計(jì)算，我們要建立一個(gè)數(shù)字電能計(jì)量系統(tǒng)，所以現(xiàn)在我們要進(jìn)一步確定計(jì)量用合并單位。

2.1.2 計(jì)量用合并單元的概念。為了建立一個(gè)更好的數(shù)字電能計(jì)量系統(tǒng)，我們得出了合并單元這一概念，它是主要提供電流和電壓的值，確定數(shù)據(jù)已經(jīng)傳送到了電氣計(jì)量?jī)x器，并且可以知道每個(gè)通道的傳送都有確定的電流值和電壓值，這樣也可以說(shuō)是合并單元的計(jì)量，能滿(mǎn)足計(jì)量的要求。最后有了計(jì)量用合并單元的概念，進(jìn)而將二次轉(zhuǎn)換器給計(jì)量合并單元光數(shù)字信號(hào)和電模擬信號(hào)。

2.2 計(jì)量用合并單元的計(jì)量要求

計(jì)量用合并單元和電子式互感器都是來(lái)進(jìn)行計(jì)量設(shè)備的貿(mào)易結(jié)算，我們不僅要選擇計(jì)量穩(wěn)定的計(jì)量器，還要對(duì)計(jì)量器的裝置進(jìn)行規(guī)范管理，這樣才能保證電子式互感器和計(jì)量合并單元雙方能夠公平地結(jié)算雙方的交易，另外，在計(jì)量合并單元和電子式互感器的各個(gè)端口封印時(shí)要用安裝封印等合格的封印方式，所施封印必須牢固，以此來(lái)確保裝置的封閉性，然后記錄施封的詳細(xì)記錄，再讓維護(hù)人員對(duì)鉛封的完好簽字。

3 電子式互感器計(jì)量接口現(xiàn)狀

3.1 電子式互感器模擬輸出接口

3.1.1 模擬小信號(hào)輸出額定值。根據(jù)國(guó)家相關(guān)規(guī)定，模擬電壓輸出的額定二次電壓的標(biāo)準(zhǔn)值是4V、225mV、200mV、150mV、22.5mV，如果不使用二次變換器，那么它的額定電壓就是150mV、225mV、22.5mV。現(xiàn)在我們國(guó)家對(duì)國(guó)內(nèi)的幾家電子式互感器進(jìn)行了調(diào)研，結(jié)果卻有許多不同，有的符合要求，有的不符合要求，對(duì)于電流信號(hào)的模擬輸出值，大部分ECT的輸出值一般都采用了4V和225mV，還有少部分是采用150mV和200mV，對(duì)于電壓信號(hào)的模擬輸出值，符合要求的ETC產(chǎn)品基本上都是采用了3.25/V的模擬輸出值。

3.1.2 模擬輸出接口負(fù)載能力。根據(jù)GB/T 20840.8-2007中規(guī)定的額定符合的標(biāo)準(zhǔn)值是2MΩ，而且額定負(fù)荷值必須小于總負(fù)荷，現(xiàn)在各個(gè)廠(chǎng)家的電子式互感器的額定負(fù)荷參數(shù)有10K等不同的數(shù)值。

3.1.3 模擬輸出接口插頭及信號(hào)線(xiàn)。模擬電壓輸出插件主要有phoenix等微型接插件，但是對(duì)于信號(hào)線(xiàn)卻沒(méi)有規(guī)定的具體要求?，F(xiàn)在我國(guó)各廠(chǎng)家的電子式互感器都是使用的航空插頭，只有少部分使用普通的接線(xiàn)端子，在信號(hào)線(xiàn)的使用中，大部分廠(chǎng)家還是偏向于使用屏蔽雙絞線(xiàn)去傳遞信號(hào)。

3.2 電子式互感器數(shù)字輸出接口

3.2.1 數(shù)字輸出額定值?，F(xiàn)在所有的廠(chǎng)家要求輸出的電流、電壓互感器計(jì)量通道都是2D41H。

3.2.2 數(shù)字輸出光纖。現(xiàn)在各個(gè)廠(chǎng)家最常用的光纖插頭的類(lèi)型主要有ST、PC等類(lèi)型，雖然很多廠(chǎng)家的接頭都不同，但是大部分還是選用的ST插頭，它們選用的波長(zhǎng)范圍都是在820～860nm之間。

3.2.3 同步方式。GB/T 20840.8-2007中有時(shí)鐘同步脈沖和插值法兩種同步方式，其中大多數(shù)廠(chǎng)家都是用合并單位發(fā)送時(shí)鐘同步脈沖。

3.2.4 數(shù)據(jù)幀格式。數(shù)據(jù)幀格式主要是采用雙通道冗余采樣數(shù)據(jù)來(lái)保護(hù)電流數(shù)據(jù)和電壓數(shù)據(jù)，它包括三相保護(hù)電流、三相電壓等。

4 計(jì)量用合并單位及電子式互感器計(jì)量接口的規(guī)范方案

4.1 電子式互感器計(jì)量模擬輸出接口規(guī)范要求

4.1.1 模擬小信號(hào)輸出額定值。根據(jù)GB/T 20840.8-2007規(guī)定的輸出額定值，ETC的額定電流不能超過(guò)4V，而對(duì)于EVT，它的額定值在4/V左右。

4.1.2 模擬輸出接口負(fù)載能力。為了能夠讓數(shù)字化電能計(jì)量系統(tǒng)獨(dú)立的計(jì)量通道，我們就讓計(jì)量單元輸出的數(shù)據(jù)幀直接傳給數(shù)字式電能表，而且因?yàn)橛?jì)量合并單元的輸出電阻比較大，所以GB/T 20840.8-2007規(guī)定計(jì)量用合并單位的輸入阻抗要低于2MΩ的最大值，而電子式互感器的阻抗不能大于2MΩ。

4.1.3 模擬輸出接口形式。針對(duì)不同的電子式互感器，我們的插座類(lèi)型和芯數(shù)也是不一樣的，ETC主要采用6芯航空插座，而三相電流電壓互感器都是8芯航空插座。

4.2 電子式互感器計(jì)量數(shù)字輸出接口規(guī)范要求

4.2.1 數(shù)字輸出額定值。根據(jù)GB/T 20840.8-2007規(guī)定的要求，電流互感器計(jì)量通道和電壓互感器計(jì)量通道的規(guī)定要求是不同的，它們分別為2D41H和-1/2D41H。

4.2.2 數(shù)字輸出采樣率。因?yàn)楦卟蓸勇士梢蕴岣咧C波的計(jì)量，隨后我們對(duì)高采樣率有了一些提高，并將采樣率設(shè)置為12800Hz。

4.2.3 數(shù)字輸出光纖。因?yàn)榇蠖鄶?shù)廠(chǎng)家都在使用數(shù)字光纖，所以我們只要使用FC和ST兩種光纖為接口類(lèi)型，同時(shí)要求的光波長(zhǎng)在1310nm左右。

4.2.4 同步方式?？紤]到計(jì)量要求的標(biāo)準(zhǔn)，我們一般采用的方式是原同步方式中的插值法和時(shí)鐘同步脈沖法兩種同步方式。

4.2.5 數(shù)據(jù)幀格式。我們采用的是FT3固定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)通信幀格式。

5 結(jié)語(yǔ)

我們通過(guò)獨(dú)立的電子式互感器的計(jì)量通道，得出了計(jì)量合并單位的概念，又利用接頭的實(shí)施封印讓電子式互感器和計(jì)量用合并單元能夠安全地計(jì)量管理，然后還介紹了電子互感器和計(jì)量用合并單元的具體方案，這樣就可以滿(mǎn)足雙方輸出接口的要求，最后還通過(guò)電子式互感器的狀況去說(shuō)明電子式互感器接口的作用。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)任編輯：秦遜玉）