電能表在線不停電校驗技術研究

郭曉晶

國網福建省電力有限公司泉州供電公司，福建 泉州 362000

0 引言

以往工作中，現場使用的電能表都是結合各相關用戶負荷對應的大小予以劃分，定期執行現場校驗操作，其不足之處在于現場校驗周期需要較長的時間，要想實現電能表負荷狀況的實時監測具有一定的難度。

1 電能表的誤差原因

在電能表的運行中，電流、電壓、頻率、負載、溫度、傾斜、外磁場、天氣等均是影響電能表計量，使之產生誤差的原因。在檢定規程中，對電能表的工作環境給出了規定，但在實際使用時，往往會受到環境條件影響，長時間處于極限工作環境時，甚至超過極限條件。在這樣的情況下，很可能使電能表內部元器件失去正常的工作性能，造成計量誤差。

1.1 電流互感器原因

電流互感器的倍率選取不恰當，會導致出現誤差。當電流互感器工作在較小電流的狀況時，磁通密度較小，導致誤差變大，因此在對互感器實際容量加以選取的過程中，不可以選取過大，也應有效規避在較小電流下的運行。電流互感器二次容量選取不合適時，也會導致誤差情況的出現。接入電流互感器的二次負荷主要包含外接導線電阻、接觸電阻和電能表電流線圈阻抗。若是二次負荷阻抗中有一部分是電流互感器二次回路導線阻抗，特別是對于用電負荷相對偏大的用戶而言，會對電流互感器的精準性產生一定影響。在互感器的一次側對應電流長時間超出額定電流20%時，由于鐵心產生角誤差和磁飽和的負偏差，互感器的一次回路連接導線老化或是線徑不夠和接點接觸電阻加大，導致二次負荷偏大。由于二次負載實際大小和互感器誤差之間是正比關系，角誤差會有所加大。在互感器接入的一次側電流低于額定電流5%時，會在一定程度上影響激磁電流，造成角誤差比較大的偏差。

電流互感器通常包含一次線圈、二次線圈以及鐵心幾個基本構成部分。鐵心具有一定的磁阻，電流互感器在進行電流的傳變時，勢必會消耗一些電流，應用于勵磁，促使鐵心產生磁化作用，這樣二次線圈便會形成二次電流與感應電勢，電流互感器的誤差也正是因為鐵心消耗勵磁電流所造成。由于激勵電流與鐵耗的問題，電流互感器一次電流與二次電流的差值為一個向量，誤差主要包含相角差與比值差。

1.2 電壓互感器原因

在構成電能計量綜合組差的各種誤差中，電壓互感器二次回路壓降所導致的計量誤差通常最大，而壓降相對偏大，導致少計電量和發供電量不平衡等問題的發生。在互感器的實際二次負荷超出額定容量上限過程中，對應的互感器比和角誤差向負值便會有所加大。互感器二次繞組若是產生匝間短路問題，會導致電壓線圈的匝數顯著減少，進而導致互感器出現嚴重損壞或是出現較大的負誤差。處于運行中的互感器，由于二次回路連接導線發生老化或是回路接點的接觸電阻加大，會導致二次回路壓降有所提高，當超出規定要求時，便會造成運行狀況中互感器比、角誤差的負超差。

電壓互感器二次回路壓降通常會導致較大的誤差，這也是電能表計量綜合誤差的重要來源。因為壓降比較大，導致電量少計量和發供電量不平衡情況的發生，所以針對處于運轉狀態下的電壓互感器二次回路壓降應實施周期測試，為了計算電能計量誤差，可以兩年進行一次測試。

2 電能表現場校驗工作的注意要點

（1）電壓對于額定值的偏差需要保持在±10%范圍內；（2）頻率對額定值的偏差需要保持在±5%范圍內；（3）環境溫度需要保持在0～35 ℃；（4）標準電能表中所通如的電流需要高出基本電流約為20%；（5）現場校驗相應的負載功率需要是實際的經常負載；（6）在負載電流不足額定負荷的3%時，不應執行誤差測定操作。

3 不停電狀況下電能表遠程在線校驗系統相關理論

雖然國家監督管理部門頒發了相關文件，對校驗技術的相關方法、設備、復校準間隔的相應標準以及條件等方面都給出較為確切的規定，但因為管理的缺失，導致電能表校驗技術文件狀態相對空白。因此，創建一套能夠預測的運維管理體系，是電能表校驗的基礎。換而言之，可以利用電能表整體運行狀態的評定，并對比連續校驗數據信息，第一時間發現初期階段的故障，還可以針對潛在故障問題的嚴重程度與發展態勢加以評定，能夠在第一時間內精準地對電能表的具體運轉狀況加以掌握，從而對電能表的最佳檢定時間加以確立。不停電狀態下電能表遠程在線校驗理論的基礎：在線校驗不在檢定工作范圍中，雖然評定應用數據合格，但并不表示被檢測電能表合格。但是若是產生了不合格的相關采用數據信息，對應檢測的電能表多數不合格。因此，應用實時或是定時測量方法針對電流相關數據信息、實時電壓以及環境溫度和濕度等相關信息加以采樣。借助針對被測電能表相關歷史運行數據信息與近期連續檢測相關數據信息的比較，針對具有一定隱蔽性的故障問題加以判定，對故障的嚴重程度及其發展趨勢加以精準掌握，從而更加科學地對選擇檢定時機加以掌握[1]。

4 電能表在線不停電校驗方法與技術實現

電能表在線不停電校驗系統可以在不停電的情況下對電能表相應接線裝置進行更換，同時存在電能表在線檢測相關的預留接口，可以實時在線計量檢測，以使相關問題得到有效解決。

4.1 實現方法

電能表接線裝置能夠借助物理開關對線路切換、隔離以及短接的情況加以控制，能夠在不停電的情況下對數字電能表進行更換或是對高精度數字電能表實施并接處理，可以使不停電切換得以實現幾種不同工作模式。首先，正常工作模式。借助于接線裝置，數字電能表可以接入電能對電路加以監測。數字電能表會對相關用電數據信息加以采集，并向能源監測系統服務器進行傳輸，以實現其基本的電能監測功能。其次，在線換表安裝模式。電能表接線裝置在完成線路隔離后，能夠在用戶不停電的狀況下，對原本的電能表加以更換，再利用相應接線裝置切換至正常工作模式，電能接入其中需要對電路進行監測。最后，在線計量檢測模式。利用電能表接線裝置的切換，數字電能表在能源檢測系統服務器與電能需監測電路中接入。能源監測系統相應管理軟件可以起到電能表計量檢測分析對比的作用，在線計量檢測模式中，利用在線計量精度結果對能否與電能表精度管理相關要求相契合加以判斷。利用電能表數據信息分析計量精度，將高精度數字電能表的相關數據信息作為基準源，與數字電能表計量精度進行比對，從而使電能表計量檢測技術方法得以良好實現，再判斷其能否與相應精度要求相契合，同時生成相應的定期歷史數據信息。被測電能表與高精度采集裝置是確保電能表遠程在線不停電校驗得以實現的相關數據信息來源，詳細的信息內容包含電流、電壓、溫度和濕度、功率因數等[2]。

4.2 具體操作步驟

在不停電的狀況下，針對電能表實施遠程在線校驗的具體操作步驟如下。第一，預采集高精度裝置。前端處的高精度采集裝置自動或是定期根據約定負荷點方式自動對電能數據信息與非用電有關數據信息進行采集，重點包含針對當前時間范圍中（一般是1 min的設定，能夠根據負載的實際大小對采樣間隔加以調節），高頻采集場地的離散電流和電壓，并且對有關電能數據信息與非電能數據信息被測電能表輸出的相應電能脈沖數加以采集，也可以采集附近環境的溫度和濕度等相關數據信息。第二，借助高精度預采集設備壓縮與幀化處理數據信息。對于高精度預采集裝置，其存在比較強大的數據信息采集功能，采樣周期中的數據信息量超過23 M。保證采集數據信息能夠更加方便快捷、精準地向主站傳輸的基礎方法是數據信息的壓縮。此外，通信幀的促成是將相關通信協議作為根據，對主站的數據信息請求進行等待。第三，主站所采集的結果應結合需要進行采集或是讀取高精度前端采集設備。主站數據信息召測命令的發出應定時或是根據要求實施，確保數據幀的有效獲取。在主站，針對數據信息實施校驗與壓縮，確定無誤后儲存在相應服務器中。第四，主站對采樣數據信息加以處理并存。對于采樣所獲取的相關數據信息實施數模轉換，應根據所存儲的A/D采樣變比進行相關數據信息的轉換，分類型保存與針對數據信息的處理需要應用插值算法實施。第五，主站數據的計算與判定。主站通過相互匹配的電能計算法，仔細對周期中離散狀態的電壓和電力進行計算采樣，同時計算該時間段的有用功能值和無用功能值[3]。

5 結束語

文章提出一種不停電狀況下實施電能表遠程在線校驗的方法，同時對能夠實現這一措施的相關方案加以制訂。該模式的校驗系統由通信系統、主站服務器以及高精度前端采集裝置等構成。通過創建電能表實施運維管理的相關軟件平臺，以促進新型電能表主動運維管理體系的建立。