空載電能表計量巡檢測試儀設(shè)計與應(yīng)用

曲樂斌

摘要：近年來社會用電需求的不斷增大，電力工程建設(shè)數(shù)量也逐漸增多。面對日益增加的電力消耗，有必要確保電網(wǎng)電能計量的可靠性和穩(wěn)定性，維護(hù)雙方的利益，減少電力消耗糾紛。在任何計量工作都會產(chǎn)生誤差的問題，電能計量也不例外，但計量誤差是可以采取一定的措施來減少，以此來保證電能計量裝置的平穩(wěn)運行，保證計量的準(zhǔn)確性和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。本文就 空載電能表計量巡檢測試儀設(shè)計與應(yīng)用 展開探討。

關(guān)鍵詞：電能表;空載電流;極性判斷;電壓信號

引言

在電能計量裝置巡檢過程中，當(dāng)回路空載運行，即電能表的空載電流很小，0.05A以下時，電能表現(xiàn)場測試儀器均無法判斷電能表的極性和相位是否正確。對此研制了空載電能表計量巡檢測試儀，可在空載電流0.05A以下時判斷電能表的極性和相位是否正確。

1城市電網(wǎng)計量裝置安裝運行現(xiàn)狀

（1）施工不規(guī)范。近年來，為了適應(yīng)城市發(fā)展，電網(wǎng)建設(shè)越來越完善，但總體上還沒有取得良好的發(fā)展效果。許多項目放寬了設(shè)計和施工的要求，因為施工單位盲目追求施工期，留下了許多質(zhì)量隱患。對于計量裝置的構(gòu)造和操作環(huán)境的高度復(fù)雜性，它受到各種因素的極大影響。如果預(yù)先設(shè)計不合理，對現(xiàn)場條件不了解，主觀設(shè)計不僅會增加施工難度，還會導(dǎo)致后期測量裝置出現(xiàn)問題的可能性更大。（2）外界干擾大。城市建設(shè)速度加快，各種基礎(chǔ)設(shè)施和建設(shè)項目不斷增加，導(dǎo)致大量地下作業(yè)，尤其是管道數(shù)量不斷增加。在一定程度上，它也會對城市電網(wǎng)建設(shè)產(chǎn)生影響，即使是因為相關(guān)部門的聯(lián)系不及時，也會造成施工期間計量裝置的損壞，影響計量裝置的正常運行。在城市建設(shè)中，采用機(jī)械挖掘、鉆井和頂管等施工工程分布廣泛，沒有明確規(guī)律，從根本上造成了電網(wǎng)運行維護(hù)管理的難度。根據(jù)數(shù)據(jù)分析，過去城市電網(wǎng)計量裝置線路故障，由于外部因素引起的比例可達(dá)到2/3，這成為影響城市電網(wǎng)運行狀態(tài)的關(guān)鍵因素。（3）運維難度大。計量裝置在施工過程中具有很強(qiáng)的隱蔽性，故障檢測和操作維護(hù)管理更加困難。特別是為了滿足不同地區(qū)的電能量計量要求，存在不同分類的電能量計量裝置，主要是包括5種類型的電能量計量裝置。不同類型的電能計量裝置對布線方法有不同的要求。例如，訪問中性點絕緣系統(tǒng)的電能計量裝置應(yīng)采用三相三線有功、無功電能表。由于電能計量裝置的分類和布線要求不同，計量裝置的運行和維護(hù)都很困難，不利于維護(hù)電網(wǎng)企業(yè)和用戶的用電效率。

2空載電能表計量巡檢測試儀設(shè)計及測試

（1）極性判斷原理。新型測試儀極性判斷原理是比較電流、電壓回路中電壓信號的相位，為180°則判斷為極性正確，反之極性不正確。（2）硬件組成。測試儀由MCU（微處理器）、AD（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）、LCD（液晶顯示器）、過零檢測電路、濾波器、采樣電壓互感器和放大器組成。采用部件型號及功能見表1所示。

（3）硬件電路設(shè)計。測試儀電路原理圖如圖1所示，過零檢測電路包括第一過零檢測電路GL1和第二過零檢測電路GL2。濾波器包括第一濾波器LB1、第二濾波器LB2、第三濾波器LB3、第四濾波器LB4。第一采樣電壓互感器TV1的一次側(cè)和第二采樣電壓互感器TV2的一次側(cè)分別與三相三線電壓互感器TV的二次側(cè)級聯(lián)并接，TV1的二次側(cè)極性端和TV2二次側(cè)極性端均等電位相連，AD轉(zhuǎn)換器與MCU通過總線連接，MCU輸出端與LCD相連。第一放大器FD1的輸入端和第二放大器FD2的輸入端分別與L1相電流互感器L1-TA和L3相電流互感器L3-TA的二次極性端S1連接，F(xiàn)D1的輸出端和FD2的輸出端分別通過LB3和LB4與AD轉(zhuǎn)換器的輸入端相連，F(xiàn)D1的放大控制端和FD2的放大控制端分別與MCU的輸入輸出控制端連接，實現(xiàn)電流信號放大倍數(shù)同步調(diào)節(jié)。LB1和LB2分別通過GL1和GL2與MCU的輸入端相連，過零檢測電路的作用是把正弦波變?yōu)門TL電平的方波傳至MCU，用來同步測量計算TV的相位。

3電能裝置檢驗策略

隨著科技的迅速發(fā)展而逐步提高，產(chǎn)品質(zhì)量也在不斷穩(wěn)定，可以更準(zhǔn)確的進(jìn)行電能計量工作。對電能計量裝置進(jìn)行周期現(xiàn)場檢驗時，如果按照現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，會帶來一些負(fù)面的影響，比如安全風(fēng)險較高，經(jīng)濟(jì)效益降低，可能產(chǎn)生一些不必要的浪費，效率降低等。在上面我們已經(jīng)講到過，裝置有四種表現(xiàn)形式，分別是正常、注意、異常、和嚴(yán)重，這四種狀態(tài)可以有目的性的開展現(xiàn)場檢驗。例如可以通過常規(guī)來進(jìn)行檢驗時，則判斷計量裝置的運行狀態(tài)為正常;當(dāng)可以通過在常規(guī)檢驗的基礎(chǔ)上進(jìn)行檢驗時，計量裝置的運行狀態(tài)應(yīng)為注意;當(dāng)可以按照實際適時的檢驗時，計量裝置應(yīng)為異常;當(dāng)需要通過立即檢驗時，計量裝置判斷為為嚴(yán)重，并應(yīng)該盡快查出原因，直到問題解決。通過大量的實踐證明，要想知道計量裝置的運行狀態(tài)，可以通過對其運行狀態(tài)的結(jié)果來進(jìn)行判斷。與之前規(guī)定好的檢驗次數(shù)相比較，這在很大程度上減少了檢驗員的工作時間，減輕了工作量。通過大量的事實可以證明，提高計量裝置年檢的工作效率可以在進(jìn)行電力營銷的時候采取狀態(tài)檢驗的方法。

4模擬試驗

如圖2所示，在實驗室中，采用0.05級5000A/1A互感器、2kVA升流器和1kVA調(diào)壓器組成1個電流發(fā)生回路，模擬小電流，在0.0026A小電流情況下，測試儀可以判斷電能表極性。如表2所示，在1%Ian情況下，二次電流為0.05A，實際電流也是0.05A，極性正確;如果把Ia2個端子KD交換，則二次電流為-0.05A，極性錯誤。表3中，在0.01%Ian的小電流情況下，二次電流為0.005A，實際電流也是0.005A，極性正確;如果把KD2個端子交換，則二次電流為-0.005A，極性錯誤。

5電網(wǎng)計量裝置運維管理

（1）加強(qiáng)計量人員素質(zhì)培訓(xùn)。電能計量裝置的運行和維護(hù)與城市電力用戶的正常電力需求有關(guān)。面對經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，越來越多的用戶對電力服務(wù)提出了更高的要求，許多用戶具有不斷的法律和權(quán)利意識。加強(qiáng)電力公司必須更加重視電能計量管理，因為這不僅關(guān)系到電力公司的經(jīng)濟(jì)效益，也是滿足用戶需求的必要途徑。在這方面，要加強(qiáng)對計量人員的素質(zhì)培養(yǎng)，掌握電能計量裝置的業(yè)務(wù)技術(shù)和學(xué)習(xí)培訓(xùn)，建立一支技術(shù)精湛，服務(wù)優(yōu)良的專業(yè)運行維護(hù)隊伍，電能計量裝置。運行維護(hù)為實現(xiàn)電能計量裝置運行維護(hù)效率的不斷提高奠定了良好的基礎(chǔ)。（2）做好定期巡檢。對于電能計量裝置的運行維護(hù)管理，應(yīng)當(dāng)完成現(xiàn)場周期檢定計劃，同時實施輪換和抽樣檢查措施，嚴(yán)格按照現(xiàn)場周期檢定計劃執(zhí)行，從而保證電能計量安裝穩(wěn)定運行，避免因校準(zhǔn)不完整而導(dǎo)致設(shè)備故障。

結(jié)語

針對目前市場上的電能表測試儀器在空載電流很小情況下無法判斷其極性的問題，設(shè)計了空載電能表計量巡檢測試儀，該儀器操作簡單、實用，且無需另外提供電源，直接使用二次測試回路電源供電，解決了現(xiàn)場取電困難的問題，對變電站、進(jìn)出線間隔、設(shè)備更新改造以及新裝用戶裝置測量具有重要意義。

參考文獻(xiàn)

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