智能化電能表校準(zhǔn)技術(shù)研究及應(yīng)用

田媛　張旭涵

摘要：在企業(yè)生產(chǎn)大力提倡節(jié)能減排的今天，能源計量是一項重要的基礎(chǔ)性工作。對電能表進行校準(zhǔn)，是電能表計量結(jié)果準(zhǔn)確的重要保證。電能表計量的準(zhǔn)確性，不僅有電能表本身的準(zhǔn)確性有關(guān)，與計量方式、運行方式、電壓、接線等因素也有著直接的關(guān)系，而這些都是電能表現(xiàn)場校準(zhǔn)工作的主要內(nèi)容。該文在闡述了電能表校準(zhǔn)必要性的基礎(chǔ)上，對電能表現(xiàn)場校準(zhǔn)技術(shù)進行研究和探討。

關(guān)鍵詞：電能表 現(xiàn)場校準(zhǔn) 計量

中圖分類號：TM933 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）04（a）-0025-02

隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，各行各業(yè)對電的需求越來越大，不同時間用電量不均衡的現(xiàn)象也日益嚴(yán)重。為緩解我國日趨尖銳的電力供需矛盾，調(diào)節(jié)負(fù)荷曲線，改善用電量不均衡的現(xiàn)象，全面實行峰、平、谷分時電價制度，“削峰填谷”，提高全國的用電效率，合理利用電力資源，國內(nèi)部分省市的電力部門已開始逐步推出了多費率電能表，對用戶的用電量分時計費。1995年4月，由國家計委、國家經(jīng)貿(mào)委和電力工業(yè)部聯(lián)合在上海召開的全國計劃用電工作會議上決定，用3-4年時間，在全國各大電網(wǎng)內(nèi)，有計劃、分步驟全面推行峰谷分時電價制度?？偰繕?biāo)是各網(wǎng)轉(zhuǎn)移高峰電力10～15%，全國實現(xiàn)轉(zhuǎn)移高峰電力1000-2000萬kW，推行的范圍不僅是工業(yè)、商業(yè)用戶，而且對非工業(yè)、農(nóng)業(yè)用電也要逐步實行。在有條件的地區(qū)，即已經(jīng)實行一戶一表的居民用電區(qū)，也將有計劃的開發(fā)低谷用電，實行峰谷電價，以提高電能利用率，提高居民的用電質(zhì)量。對電力用戶采用不同時段和不同計費標(biāo)準(zhǔn)。鼓勵低谷時段的電力消費。智能電表的自動抄表功能降低了抄表對應(yīng)的人力、物力成本，提高了抄表準(zhǔn)確性，避免了人工抄表的一些誤差，并且分時段計價的功能在很大程度上起到用電調(diào)峰的作用，減少用電高峰時的電網(wǎng)負(fù)擔(dān)；而電表數(shù)據(jù)在企業(yè)投資發(fā)展預(yù)測、能耗監(jiān)控等很多方面應(yīng)用潛力巨大。

1.電能表校準(zhǔn)的必要性

能源計量是企業(yè)實現(xiàn)節(jié)能減排的基礎(chǔ)工作之一，只有保證計量的準(zhǔn)確性，才能真正的了解能源消耗量，才能采取必要的措施降低能源消耗，并根據(jù)調(diào)整后的計量結(jié)果對節(jié)能措施的有效性進行判斷。電能表種類很多，但是無論是哪一種電能表在使用之前都需要根據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進行實驗室檢驗，以保證電能計量的準(zhǔn)確性。但是電能表在實際應(yīng)用中，要保證其計量的準(zhǔn)確性，僅憑電能表本身的準(zhǔn)確性是不夠的，在實際應(yīng)用中還會出現(xiàn)多種問題。實驗表明，電能表計量的準(zhǔn)確性受多方面因素的影響，與電表自身準(zhǔn)確性、計量方式、運行方式、電壓、接線等因素都有著直接的關(guān)系。任何一個因素出現(xiàn)問題，都會造成電能表計量誤差過大，造成電量的損失。檢驗電能表計量是否準(zhǔn)確的最好方法就是對電能表進行現(xiàn)場校準(zhǔn)，只有這樣，才能對電能表運行的異常情況及時的發(fā)現(xiàn)并采取有效的措施進行糾正。

之前企業(yè)對電能表進行校準(zhǔn)時，需要先進行停電，將電能表拆卸下來送往計量校準(zhǔn)部門進行校準(zhǔn)，這樣不僅操作麻煩而且區(qū)域性的停電也會對企業(yè)的正常生產(chǎn)和運行造成影響。隨著計算機技術(shù)以及智能技術(shù)的發(fā)展，電能表的現(xiàn)場校準(zhǔn)技術(shù)逐漸提高，準(zhǔn)確性也隨著不斷提高，電能表校準(zhǔn)更加快捷簡單，而且更加直觀、快速。一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，可及時對其更換或者調(diào)整。

2.電能表現(xiàn)場校準(zhǔn)技術(shù)

2.1電能表在線校準(zhǔn)技術(shù)級別原理

電能表現(xiàn)場校準(zhǔn)時利用便攜式電能表現(xiàn)場校驗儀器，在電能表正常工況和負(fù)載的情況下對電能表的接線、電能誤差進行在線校準(zhǔn)。電能表現(xiàn)場校準(zhǔn)通常采用比對法，在一段時間內(nèi)，將電能表計量的電能累計值與標(biāo)準(zhǔn)表的電能累計值進行比對。

2.2電能表現(xiàn)場校準(zhǔn)的優(yōu)勢

電能表現(xiàn)場校準(zhǔn)使電能表量值溯源更加便利，而且免去了以前將電能表拆裝、送檢的時間，電能表校準(zhǔn)更加快捷，節(jié)省了時間和成本。因為無需對電能表進行拆裝，可有效的避免了因電能表校準(zhǔn)而造成的企業(yè)停產(chǎn)，節(jié)省了人力、物力和財力。因為電能表在進行現(xiàn)場校準(zhǔn)的過程中是處于實時負(fù)載的狀態(tài)，也就是電能表處于日常工況，電能計量的準(zhǔn)確性也最能反映出來。另外，對電能表進行現(xiàn)場校準(zhǔn)，也可以將人為因素導(dǎo)致的電能表計量誤差過大的問題檢測出來，對電能表計量準(zhǔn)確性的提高非常有利。

2.3電能表現(xiàn)場校準(zhǔn)的不足

從實踐中看，以外夾式電流鉗為代表一些標(biāo)準(zhǔn)器精度不夠高，無法滿足現(xiàn)代高精度智能化電能表的現(xiàn)場校準(zhǔn)要求。電能表所處的環(huán)境、電能本身的質(zhì)量、接線等因素對電能表計量準(zhǔn)確性的影響較大。操作人員在進行電能表現(xiàn)場校準(zhǔn)的過程中存在安全隱患，防范意識差，一旦操作不當(dāng)，容易發(fā)生安全事故。

3.電能表現(xiàn)象校準(zhǔn)工作的內(nèi)容

3.1一般檢查

對電能表的檢定標(biāo)記和檢定證書進行檢查，查驗其是否處于有效期。檢驗保護標(biāo)記、封印是否有所破損，是否存在未經(jīng)授權(quán)人員對接卸進行改版、是否有不斷的數(shù)據(jù)記錄和操作，保證檢定的嚴(yán)格性和嚴(yán)肅性。

3.2測定電能表運行狀態(tài)中的計量誤差

一般來說，電能表現(xiàn)場校準(zhǔn)主要有兩種接線方式，即直接法和鉗型互感器校準(zhǔn)法。所謂直接法就是將校準(zhǔn)儀與電能表電流回路進行直接串聯(lián)，電壓端并聯(lián)。鉗型互感器校準(zhǔn)法就是使用校準(zhǔn)儀的鉗型互感器采樣電流信號，電壓端并聯(lián)。兩種方法相較而言種，第一方法準(zhǔn)確度相對較高，第二種方法因采用鉗型互感器，容易受到外界環(huán)境等因素的干擾，影響測量的準(zhǔn)確性。因此，如果對電能表準(zhǔn)確性要求較高，宜選擇第一種直接法進行現(xiàn)場校準(zhǔn)，如果對準(zhǔn)確度要求不高，或者受現(xiàn)實條件的影響無法實施第一種方法時，則采用第二種方法，再對測量結(jié)果進行修正。用校驗法對電能表進行校正是，在條件運行的情況下，最好用校驗儀電流回路直接串入二次電流回路，這樣結(jié)果會更加準(zhǔn)確一些，校驗誤差后還可以對接線進行進一步的檢查。

3.3檢查二次接線的正確性

將向量圖與電能表實際電流負(fù)載和功率因素進行比對分析，以檢驗接線是否準(zhǔn)確。如果檢驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)接線存在錯誤，則需要根據(jù)結(jié)果對測量表進行更正，在重做向量圖。如果仍然無法確定接線是否錯誤，則需要停電進行進一步的檢查。

3.4檢查計量方式

以下電能表的運行狀態(tài)需要對計量方式進行檢查：電流互感器如果有過大的變化，使電能表長時間在低于基本電流三分之一的狀態(tài)下運行的；電能表與其他二次設(shè)備共用一組電流互感器的；電流互感器與電壓在電力變壓器不同電壓側(cè)分別接線的；母線不同但是卻使用同一組電壓互感器的；無功和有功的電能表沒有按照止逆器的。

3.5現(xiàn)場校準(zhǔn)環(huán)境要求

現(xiàn)場校準(zhǔn)環(huán)境條件要求電壓與額定值之間的差值控制在±10%的范圍內(nèi)，頻率與額定值的差值控制在±5%的范圍內(nèi)。環(huán)境在0℃～30℃之間。實際的常見負(fù)載為校準(zhǔn)負(fù)載功率。電能表應(yīng)該在通電的狀態(tài)下進行現(xiàn)場校準(zhǔn)。校準(zhǔn)之間需要對功率因數(shù)進行計算，采用內(nèi)插法對功率因數(shù)的誤差限加以確定，以判斷電能表的誤差情況。

4.結(jié)語

對電能表進行現(xiàn)場校準(zhǔn)是企業(yè)開展節(jié)能減排工作的基礎(chǔ)，通過現(xiàn)場校準(zhǔn)，可清楚的了解電能表的利用情況和電能計量的準(zhǔn)確性。電能表計量的準(zhǔn)確受多方面因素的影響，企業(yè)需要定期對電能表進行校準(zhǔn)，這對于企業(yè)降低能源消耗，降低生產(chǎn)成本是十分必要的，有利于企業(yè)的能量審核和能源審計等相關(guān)數(shù)據(jù)的真實性和準(zhǔn)確性，促進企業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。