數字電能計量與電能表檢測技術研究

李華　陳虹　李宇峰

摘 要：隨著我國電力系統的不斷發展，智能變電站越來越多地出現在我們的日常生產生活中，為了能夠與智能變電站的發展相適應，必然在現有技術的基礎上，進一步設計出具有數字化變電站特點的計量系統。從目前的情況來看，計量系統也處于不斷更新的狀態中。和傳統的計量系統比較來說，智能計量系統的優勢更多一些。

關鍵詞：數字電能計量；電能表；檢測技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.23.182

近年來，信息化、網絡化的腳步逐漸加快，科學技術也相應在提高。也就是數字化變電站的發展已然成為趨勢。電能表作為數字變電站的主要組成，其檢測技術的提升實為必然。所謂的數字電能表計量與檢測，就是將傳統的信息采集、傳輸等內容智能化。其能夠合理的消除二次講演以及模擬電表采集存在的誤差，提升了電能計量的整體穩定。基于此，筆者就對其計量與檢測進行相關研究，以期能夠為電能產業的發展提供幫助。

1 數字電能計量

當數字互感器在得到全面推廣以及應用之后，光纖通信技術也得到了很大程度的發展，光纖通信技術具有很多我們意想不到的優勢，最典型的就是它具有極強的抗電磁干擾的效果。在數字化變電站中，我們應用的最多的就是數字信號電子式互感器，這種互感器能夠從很大程度上降低誤差的出現，還能很好地控制飽和問題，提高保護、測量以及計量系統的精確性。在使用數字式電能表的過程中，特別是當接收光電互感器的信號時，我們要在實時運算的基礎上，對數據展開進一步的處理過程，從而能夠將動態的信息結果展示到液晶顯示接口上。從目前設計電能表的情況來看，最常見的就是將中央微處理器與數字信號處理器適當地結合在一起，這樣能夠從很大程度上提升吞吐能力以及管理能力，與此同時，還能在數據協議包的基礎上，進一步測量電參量，也可以很好地完成電能累積或者計算電能的任務，將數據和中央未處理器做進一步的交換，這樣一來，在這個過程中，一些比較復雜的數據交換過程也能夠很好地進行，大大提升了工作質量以及工作效率。

從功能的視角來看，傳統的電能表與新型的數字電能表較為相似，其都能夠對分相元件的正向與反向做功進行測量、能夠分時、分區計量，同時二者均能夠對斷相、失壓、裝置失電以及自身進行檢測計量。另外，兩者還能夠通過曲線的方式，對近月內的負荷進行分析、記錄，了解近一個月的負荷情況，從而更好的調節負荷共計。而不同點在于，數字化電能表具有無源四路脈沖及三路測試脈沖輸出，而且其內部還構置了時鐘電路以及USB接口，這樣就能夠與服務端（電腦或主機）進行更好的連接，從而提升軟件編程的效率，使其更加的便捷。

2 數字電能表檢測技術

數字電能表與傳統的電能表不同，其是由DSP（數字信號處理器）以及CPU（中央為處理器）結合而成的構架。其能夠將CPU復雜管理能力與DSP高速數據吞吐能力進行有機的融合。而從工作的原理方面來看，數字電能表也與傳統的電能表不同，其接收的是數字化電壓、電流信號，并不是傳統的固定電壓及電流信號，其內并沒有數字與模擬轉換的單元。從特點上來看，數字電能表能由于內部的設置，僅需要進行較為簡單的基本運算，故而使其誤差較小。但由于通信過程中存在誤碼情況，也會存在誤差。

在電能表檢測技術方面，通過很多學者的研究也逐漸衍生了兩個方面，標準數字功率源檢測技術、標準模擬功率源檢測技術。基于此，筆者針對該技術進行分析。

一般來說電能表檢測技術都是以裝置或者系統的方式來進行檢測，數字功率源校驗技術也不例外，其檢測技術如圖1所示。

采用上述的方法進行檢測，能夠有效的檢驗數字電能表的通信誤碼率以及程序算法錯誤引發的誤差。依據國家溯源的相關規定，量值的測量是一條具有規定不確定度的不間斷的比較鏈，其可以將檢測的結果與標準進行有效連接。但在數字電能表檢測技術中，由于電壓與電流都是通過程序算法計算而來，所以并不能夠進行溯源。另外，數字功率源與模擬信號不同，其輸出的功率都是相對穩定的情況。但現場的功率則由于種種原因處于變化過程。這就容易造成數字電能表檢測不合格。

模擬功率源數字電能表檢測技術相較于數字功率源檢測有著諸多不同。但從功能性上來看，模擬功率源，無論是在復雜程度上，還是檢測的結果的準確性上都有著明顯的改善。

采用該種檢測技術能夠準確的模擬現場的實際情況，從而滿足數字電能表的各種情況。另外，該檢測技術是由服務端（上位機）直接進行控制，能夠對誤差、斷相及丟幀等進行全面檢測，從而了解數字電能表的精度及功能穩定性。

3 結束語

數字電能表是改善變電站的重要組成。基于此，對其計量與檢測技術進行分析研究能夠不斷的完善其精度與穩定性，這對智能變電站的發展有著極為重要的作用。

參考文獻：

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作者簡介：李華（1981-），女，湖南岳陽人，本科，工程師，研究方向：電氣測量與電能計量。endprint