智能電能表計(jì)量準(zhǔn)確性的影響因素及改進(jìn)對(duì)策

康鳳琴

摘要：隨著智能電網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)，越來(lái)越多的智能設(shè)備應(yīng)用于國(guó)家電網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中，其中智能電能表就替代了傳統(tǒng)電表，提高了電能計(jì)量數(shù)據(jù)反饋的時(shí)效性與準(zhǔn)確性。但由于環(huán)境因素、安裝技術(shù)、材料質(zhì)量等因素影響，導(dǎo)致了部門(mén)智能電能表的計(jì)量安全性與可靠性出現(xiàn)下降，直接影響到智能電能表的應(yīng)用社會(huì)價(jià)值。為此，技術(shù)人員需對(duì)其出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)解決，保證智能電能表的計(jì)量準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞：智能電能表;計(jì)量準(zhǔn)確性;影響因素;改進(jìn)對(duì)策

前言

為推動(dòng)我國(guó)智能電能表的安裝普及，并有效提高智能電能表的計(jì)量真實(shí)性與可靠性，需對(duì)影響計(jì)量數(shù)據(jù)變化的因素進(jìn)行深入研究分析，基于具體的影響因素提出對(duì)應(yīng)改進(jìn)對(duì)策，保證智能電能表應(yīng)用的安全性、可靠性與準(zhǔn)確性。本文就智能電能表計(jì)量準(zhǔn)確性的影響因素及改進(jìn)對(duì)策研究分析。

1智能電能表

智能電能表的核心工作部件為智能芯片，該類電能表可以實(shí)現(xiàn)，電功率計(jì)量、計(jì)時(shí)、計(jì)費(fèi)、通信數(shù)據(jù)、用電管理等多種功能，有效提升了用戶與電力企業(yè)之間的業(yè)務(wù)來(lái)往。下圖1是典型的單相智能電能表硬件設(shè)計(jì)框架圖，通過(guò)對(duì)其框架圖分析可知，該智能電能表主要包含了計(jì)量系統(tǒng)與單片機(jī)控制系統(tǒng)。

2影響因素

基于工作溫度對(duì)智能電能表計(jì)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性影響變化進(jìn)行分析論述，首先構(gòu)建電能表的電熱耦合仿真系統(tǒng)，在該系統(tǒng)構(gòu)建過(guò)程中，分析到電能表的PCB板的元器件較多且結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，為了避免元器件對(duì)該次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果造成影響，為此重新構(gòu)建仿真模型。

2.1軟件技術(shù)

通過(guò)Altium Designer軟件技術(shù)，對(duì)智能電能表PCB的元器件參數(shù)導(dǎo)入，并構(gòu)建相關(guān)3D模型。通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的模型轉(zhuǎn)配簡(jiǎn)化，最終，可以得到關(guān)于溫度變化的計(jì)量數(shù)據(jù)仿真模型。

2.2研究對(duì)象

本次研究采用的智能電能表為單相智能電能表，該電能表的負(fù)荷開(kāi)關(guān)為電磁繼電器保持性開(kāi)關(guān)。該繼電器的負(fù)載工作電流為90A，而電壓為250V。該智能電能表的線圈額定電壓為直流9V，對(duì)應(yīng)的電阻參數(shù)為50Ω。

當(dāng)智能電能表正常工作時(shí)，銜鐵通過(guò)永磁提供觸動(dòng)力，確保線圈可以保持在吸合的狀態(tài)下，此時(shí)電能表處于正常工作，繼電器線圈不發(fā)熱。

2.3實(shí)驗(yàn)搭建

在實(shí)驗(yàn)搭建時(shí)，將智能電能表的繼電器負(fù)載電流控制在5A，同時(shí)將智能電能表放入溫度箱內(nèi)，以對(duì)電能表的溫度進(jìn)行一定控制。為保證溫度監(jiān)測(cè)的質(zhì)量與準(zhǔn)確，需利用熱點(diǎn)偶測(cè)量電表進(jìn)行溫度測(cè)量。

2.4實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

通過(guò)對(duì)電能表的溫度進(jìn)行實(shí)測(cè)，并與仿真數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，則可以很好地校正仿真模型，提高仿真模型處理的可靠性。在不同的環(huán)境溫度下，智能電能表的變壓器關(guān)鍵元器件處的仿真結(jié)果，以及具體實(shí)驗(yàn)測(cè)試的工作溫度數(shù)據(jù)，如下表1所示。

3影響分析

通過(guò)對(duì)表1的仿真數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可知，通過(guò)仿真模型得到的數(shù)據(jù)信息，基本與實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)沒(méi)有發(fā)生較大差異。在高溫時(shí)差別稍大，此時(shí)的PTC仿真誤差值達(dá)到-5.17%。通過(guò)剖析實(shí)驗(yàn)設(shè)備可知，在高溫工作環(huán)境下，設(shè)備的損耗稍微變小，此時(shí)的發(fā)熱量也降低，熱負(fù)荷也降低，而對(duì)應(yīng)其他位置的溫度則有一定的下降。但是，仿真模型并沒(méi)有直接改變電能表的變壓器，因此，理論上仿真數(shù)據(jù)，應(yīng)當(dāng)比實(shí)測(cè)設(shè)備的溫度要高出一定值。

在實(shí)驗(yàn)測(cè)試工作開(kāi)展時(shí)，筆者基于智能電能表計(jì)量系統(tǒng)，分別對(duì)分壓式電阻與計(jì)量芯片進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以測(cè)試其工作計(jì)量數(shù)據(jù)在不同溫度下的工作狀態(tài)變化。筆者首先搭建了計(jì)量芯片的電能表溫度測(cè)試電路，以獲得其參考電壓，隨著工作溫度的變化產(chǎn)生的數(shù)據(jù)變化，并繪制出智能芯片的溫度特性曲線。

4改進(jìn)對(duì)策

通過(guò)開(kāi)展溫度補(bǔ)償技術(shù)方案，以減小由于工作溫度變化，造成的計(jì)量誤差。該技術(shù)應(yīng)用后，高溫下的電能表計(jì)量誤差值直接縮小一半，充分說(shuō)明溫度補(bǔ)償技術(shù)改進(jìn)對(duì)策的可行性與適用性。

結(jié)束語(yǔ)

上文就工作溫度變化下，智能電能表計(jì)量誤差的變化進(jìn)行研究。通過(guò)實(shí)驗(yàn)開(kāi)展與仿真工作開(kāi)展，論證了溫度的具體影響變化，并提出了溫度補(bǔ)償技術(shù)方案，以提高計(jì)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

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