關口電能計量裝置誤差的實時監測

黃運蓉

摘要：隨著電力事業的發展，電能的計量技術得到快速的發展。電能計量裝置的誤差一直是影響電力生產的重要問題，筆者通過對電能計量裝置產生誤差分析，以及采取實時監測的重要性及具體技術的討論，供該行業參考。

關鍵詞：電能計量;裝置誤差;實時監測

1引言

電能計量裝置是目前電力生產中的重要設備，它對于各項電力指標及維護有著很大作用，面對裝置產生的人為誤差及系統誤差，需要合理的方案加以解決和完善。

2關口電能計量裝置誤差的分析

2.1關口電能計量的意義及計量裝置的組成

在我國，電能屬于國民經濟中十分重要的可再生二次能源。如今社會電能已得到了普遍的使用，尤其在工業、商業、交通業，共用事業、農業及居民日常生活等，都需要電能的支持。電能的各項使用程度在某些方面能夠體現一個國家的發展程度高低以及現代化水平的高低。

關口電能計量的意義在于它是一種特殊的商品，能立刻產生與消耗。由于電力的生產以及其他產品生產模式不同，發電廠發電、供電部門進行供電以及用戶用電三部門是整合為一個系統，該系統同時完成，且要互相緊密地聯系，缺一不可。

此外，有關部門銷售策略、結算策略需要相應的計量器具在這三個部門間進行測量與計算。以得出電能電量，也就是電能計量裝置，其中電能表屬于用于測量電能的儀表，且是電能計量裝置中的核心。其余組成電能計量裝置的是互感器及其二次負荷及二次壓降裝置等。

2.2電能計量標準的要求

電能計量是電力部門用于電能測算及維護的重要工作，根據電力系統的諧波產生特點，得出對電能計量影響方式不一致，現階段考慮在諧波作用下時的電能計量標準如下：

（1）普通電能表能夠準確地反映實際的功率，包括基波及諧波的綜合功率大小，也叫做全能標準，是如今國內通常采取的電能計量標準。

（2）電能表只能夠反映基波的功率，稱為基波電能標準，而不計量諧波的功率。

（3）如果電能表能夠分別計量基波功率及諧波功率，其稱為諧波電能標準。

2.3電能計量裝置產生誤差的原因及解決措施

一般的關口電能計量裝置的故障及計量的差錯是多種多樣的，[1]其主要形式主要體現在如下的幾個方面：

（1）組成電能計量裝置的各個組成部分，如電能表、互感器以及互感器二次回路的本體發生故障，造成電能表或互感器的誤差超差或發生二次回路的接觸故障。

（2）在計量裝置的接線階段出現錯誤。

（3）由于竊電行為造成計量的失準。

（4）由于人為抄讀電能計量裝置以及電量計算的錯誤。

（5）由于外界的不可抗力因素造成的電能計量裝置故障，例如雷擊或過負載等。

具體解決方案：

（1）盡量使用性能優良的產品，在電壓互感器的二次回路推廣方面選擇快速自動的空氣開關。

（2）使用電能計量的專用電壓及電流互感器，避免系統誤差。

（3）在有大概率落雷的地區安裝相應的電能計量裝置，還要在其進線處安設避雷裝置。

（4）進行電能表的互感器、二次回路及二次負荷的現場校驗工作。.

（5）加強電能計量裝置倍率管理，嚴格封印管理，使其不受人為干涉與破壞，防止竊電行為。

（6）加強對電能計量的實時監控，此為控制電能計量的核心。

3電能計量裝置實時監測概述

3.1實時監測的目的

在關口采取專用計能表進行電能計量，在線路母線的運行中引起電能表通過繼電器在兩段母線間長時間切換，造成與之相連的二次回路壓降隨之發生變化，因此對電能計量的實時監測十分重要。

此外，由于電能表的互感器在長期在易變化的環境中運行時，二次負荷也會經常改變，高頻率的變化會造成電能計量的誤差，電能表由于不同原因還會存在失壓、斷相及超差等問題。在一定時間內，這些問題最終會被發現及消除，但是不能準確地斷定，無形中增大了電量的誤差。因此，為解決誤差問題必須進行實時監測。

3.2實時監測系統的組成

實時監測系統是用于電能計量監測的核心，[2]目前實時監測系統大體有集中式的在線監測系統、分區集中式的模擬總線監測系統以及分布式的數字化在線監測系統。

（1）集中式的在線監測系統

集中式在線監測系統主要利用大量的屏蔽電纜將模擬信號經過傳感器引導到控制室的計算機系統，并通過計算機通過擴展外部電路，來記性各路模擬信號的采集，然后進行數據處理和檢測。

（2）分區集中式的模擬總線監測系統

分區集中的模擬總線監測系統主要是根據監控設備分布狀況，將被測的信號分成許多不同區域，分別進行匯集和選通，之后通過模擬信號傳送至控制室的計算機系統。該系統主要是減少現場電纜的數量，在信號抗干擾傳輸及同步測量上需要進行改進。

（3）分布式的數字化在線監測系統

分布式的數字化系統可從根本上解決模擬信號長距離傳輸易受干擾、同步測量以及減少現場工作量的問題。采取分布式的系統是由安裝在監控設備之上的數據采集及分析系統、控制室內主副控 系統構成。數據采集及處理系統對模擬信號能夠達到就地數字化處理的目標，然后通過現場總線將數字化模擬信號傳送至主控機。主控機還能夠實現測量的同步控制，以及測量時不同參數的控制。

3.3不同實時監測技術的分析

3.3.1遠程校準監測技術

一般的電能計量裝置遠程校準監測系統主要由電能計量裝置現場的具體監測設備、通訊網絡以及后 臺的管理中心組成。該系統通過現場監測設備能夠實現對現場每個不同接入計量點的校驗信號的采 集、分析與處理和存儲及通訊工作，還可以對電能計量裝置的誤差進行實時檢測與實時計算，應用廣泛。其監測系統原理及具體表現如表1所示。

表1? 遠程監測系統原理及具體表現

遠程監測系統原理

具體表現

電能表的現場校驗工作

在該系統中，對于電能表精度的測試是與如今普通人工現場校驗原理及方法完全一致的，通過被檢表電能脈沖的輸出信號所代表的電能值與標準表在相同時間內累計電能值之間的比較，來計算兩者的差別。

對電壓互感器的二次壓降進行測試

該系統中，測試二次回路壓降的方法與一般方法也相同，都通過測量二次回路的始端及末端的電壓差值，并將臨時測試的長電纜以專用電纜布線的方式固定，通過專門電路模塊來進行電壓的測算及比較。

對電流互感器的二次回路負荷進行測試

在該監測系統，針對二次回路工作狀態的監測主要通過測量回路的導納值。由于二次回路導納處于正常工作狀態下的導納值基本不改變，在發生二次回路故障時（匝間短路、荷載能力惡化、開關接觸不良、電能表的分流及通道的阻抗值過高等）都可能會造成的導 納值偏移正常值大小，需要根據具體的實測值進行改變。

3.3.2虛擬儀器實時監測技術

虛擬儀器監測技術主要是通過計算機硬件資源、儀器的硬件、數據的分析處理軟件、通信軟件以及圖形界面之間的有效結合。此外，虛擬儀器擁有傳統儀器所具有的信號的采集、信號的處理分與析以及信號輸出等基本功能，該系統的基本構成是計算機、虛擬儀器的軟件、硬件接口以及測控裝置等。相比較傳統的監測儀器相比，在電能的實施監測方面虛擬儀器擁有很多優點：

（1）利用關口電能計量的在線監測和遠程校準系統研制塊化、可重復性使用及互換性等優點，可根據電站需要，選用不同品牌的標準接口產品，使開發的儀器更加高效，且能夠縮短儀器的組建及開發時間，增加利用時間。

（2）技術中融入了大量計算機硬件資源。高性能處理器、高分辨率的顯示器及大容量硬盤等已經漸漸成為虛擬儀器的必要配置，增強了數據處理、顯示及存儲等多方面的作用，改善監測的條件，降低監測的誤差。

（3）很強靈活性，虛擬儀器功能由用戶自定義，可進行計算機平臺、硬件、軟件及各種應用系統所需附件的自由組合。

（4）憑借計算機網絡技術及接口技術使得虛擬儀器更加方便、靈活、互聯，能夠廣泛支持各類工業總線的標準，易于構建自動化的測試系統，最終實現自動化測量及控制。

4總結

關口電能計量裝置由于組成結構的電能表、互感器以及互感器二次回路的本體故障或者人為操作失誤產生一定的數據誤差，對于電站的運行于管理問題很大，因此，通過實時監測系統，采取遠程校準監測技術及虛擬儀器實時監測技術等，對于實現電能計量的精確性有很大作用。

參考文獻：

[1]康廣庸.電能計量裝置故障接線分析模擬與檢測[J]，中國水利水電出版社，2007（2）

[2]高毅，王思彤.關口電能計量裝置運行工況跟蹤與分析系統，中國電力，2008（6）