荊曉莉

引言：在經(jīng)濟(jì)發(fā)展條件與科技進(jìn)步水平日新月異的今天，電氣工程中各電氣設(shè)備也變得日益成熟與完善，但也變得越來越復(fù)雜，同時系統(tǒng)中的各設(shè)備發(fā)出的諧波給電量計量與測量造成了極大的影響。在電子計算機(jī)技術(shù)的幫助下，運(yùn)用電子式計量設(shè)備能夠有效提升計量與測試的可靠性與準(zhǔn)確性，這也使電氣工程將其作為了首選。文章從電氣工程用電特點(diǎn)出發(fā)，分析了影響電能計量與測試的因素，并探討了測試技術(shù)在電氣工程中的具體應(yīng)用。

引文

在電氣化技術(shù)普及與廣泛應(yīng)用的新時代里，電氣工程遇到的難題也在逐漸增多，出現(xiàn)了諸多影響電能計量可靠性與準(zhǔn)確性的問題與因素。在電力事業(yè)中，電能計量發(fā)揮著杠桿的重要作用，其可靠準(zhǔn)確性直接關(guān)系到社會經(jīng)濟(jì)各生產(chǎn)部門的經(jīng)濟(jì)與社會效益。隨著社會各界用電的不斷增大，電能計量在其中發(fā)揮的作用也在日益凸顯，因此需要不斷發(fā)展與完善電能計量與測驗技術(shù)，提升其穩(wěn)定性，為社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。

一、電氣工程的用電特點(diǎn)

電氣工程電力運(yùn)行系統(tǒng)通常會有強(qiáng)弱點(diǎn)之分，電能計量與測量技術(shù)是其中的關(guān)鍵。由于電力系統(tǒng)中存在著部分電氣設(shè)備會給電力系統(tǒng)本身造成較大的沖擊，且設(shè)備的運(yùn)行過程也基本是不規(guī)律的，這就會在特殊時段出現(xiàn)設(shè)備集中使用而帶來的電網(wǎng)負(fù)荷過重情況。這時系統(tǒng)中的各電氣設(shè)備、計量以及測試設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)都會出現(xiàn)較大波動或出現(xiàn)負(fù)荷過大的情況，因此電氣工程中，電力負(fù)荷出現(xiàn)極不平衡的狀況，尤其是在電氣工程中較為大型的智能控制與變頻設(shè)備在應(yīng)用中對電能計量造成了一定干擾，所以在電力現(xiàn)代化不斷發(fā)展的背景下電氣工程對電量計量的要求也在不斷提高。因此，電氣設(shè)備運(yùn)行不均衡與干擾較多就是電氣工程用電的特點(diǎn)，這也給電量計量與測試提出了極大的壓力與挑戰(zhàn)，特別是在其可靠性與準(zhǔn)確性上的要求更是提出了更大的挑戰(zhàn)。

二、電能計量的方法分析

1、常規(guī)計量辦法

當(dāng)前，我國電氣工程中使用的電量計量方法一般為兩種，一種是利用電壓進(jìn)行測量，另一種是利用電流互感器來對電量進(jìn)行計量。以這兩種方法實現(xiàn)對弱點(diǎn)側(cè)與110kV側(cè)的電量計量。實際情況如下：（1）對110kV側(cè)進(jìn)行計量時，通常采用的是三相四線有功電能表來實現(xiàn)電量計量工作。由于電氣工程使用的110kV交直流供電，在依據(jù)電量計量設(shè)備的管理規(guī)章的規(guī)定，110kV側(cè)是中性點(diǎn)有效接地的系統(tǒng)。在這種設(shè)計情況下，能夠有效減少由于不均衡電荷而造成的電能表出現(xiàn)計量誤差。電量計量工作中某個時段使用的電量是依據(jù)抄表之差計算得來的。（2）弱點(diǎn)側(cè)的計量主要對變電器的弱點(diǎn)側(cè)進(jìn)行的電量計量，這也是針對電力用戶終端而進(jìn)行的電能計量。電氣工程中通常的終端分為電氣設(shè)備與電機(jī)，供電主要面對的是辦公、空調(diào)系統(tǒng)、電梯以及居民等。在這一電量計量中需要克服各電氣設(shè)備的干擾，比如設(shè)備出現(xiàn)的諧波。這種干擾會影響到電量計量與測試，需要電量計量計算時采取合適的辦法，這是因為不管是在電流計量方式還是電壓中，電量計量都是以電流的正弦波為依據(jù)，所以就會出現(xiàn)諧波，進(jìn)而對電量計量造成干擾。

2、計量表在運(yùn)行中受到的影響

首先，電能表造成的影響。電能表主要是由電磁結(jié)構(gòu)構(gòu)成，其計量誤差主要是由于線圈產(chǎn)生的力矩，其力矩大小會影響到電能表計量能力，而線圈功率決定了力矩的大小與起到的作用。電能表受到諧波功率的影響主要是由于電表盤力矩因諧波而改變了方向與大小，這也就是造成電能表出現(xiàn)誤差的主要因素。根據(jù)相關(guān)研究顯示，由于受到高次諧波影響，電能表的運(yùn)轉(zhuǎn)速度會偏慢，這也就出現(xiàn)了不同程度的計量偏差。

其次，對電子式計量表的影響。電氣設(shè)備產(chǎn)生的諧波會影響到全電子式電能表的計量。該類型的電能表主要是通過交流采樣來讀取相位角度與電壓電流信號，然后通過計算機(jī)芯片將讀取的信號數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，這樣就可以得到對電量的計量，然后再將測試的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成具體的顯示單元或儲存單元。在這種情況下，電量計量出現(xiàn)誤差的因素不是計算機(jī)芯片，而是受到采集與讀取信息的準(zhǔn)確性的影響。與機(jī)械式電能表相比，諧波對全電子式電能表造成的影響相對較小。換句話說，在相同的條件下，使用電子式電能表進(jìn)行電量計量的精度較高，且還能通過利用芯片的處理能力來對計量誤差進(jìn)行修正，所以在利用這一電能表進(jìn)行電量計量時，可以通過合理設(shè)計電子電路來提升計量的抗干擾性能與精確度。在電氣工程中使用電子式電表進(jìn)行計量，而測試使用的電表通常采用的是A/D采樣原理，而且其操作功能也較容易實現(xiàn)，但其抗諧波干擾的能力較弱，因此在具體應(yīng)用中還需要利用計量測試調(diào)試，提升其抗干擾效果。

三、計量與測試技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用

在電氣工程使用電子式計量表時，需要利用計量測試技術(shù)對其調(diào)試，解決諧波干擾造成的計量誤差。該技術(shù)通過人為方式對電子式計量表進(jìn)行試驗測試，并對其進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性等綜合評價，逐漸形成一個科學(xué)合理的電量計量系統(tǒng)，以滿足電力用戶的需求。在其設(shè)計中通常運(yùn)用A/D形式采樣，A表進(jìn)行采樣得到的數(shù)據(jù)，可以通過單片機(jī)進(jìn)行計算處理得到電能量。而A/D電能表是分時間、分段對電能量進(jìn)行計量。該方法比較適用于靜態(tài)功率環(huán)境下，但對電氣設(shè)備的諧波的抗干擾能力相對較低。而在實際生活中，設(shè)備出現(xiàn)諧波的量較大，對諧波抵抗能力的強(qiáng)弱直接關(guān)系到電量計量的精確程度。很顯然，簡單A/D模式根本無法適用于上述情況，于是出現(xiàn)了改進(jìn)型的T型表。這種電能表采用了A/D采樣與“時分隔乘法器”相結(jié)合的方式，對功率采用時分隔方式進(jìn)行連續(xù)測試，克服功率不平衡與諧波干擾造成的計量失誤情況的出現(xiàn)，實現(xiàn)電量計量的可靠性與精準(zhǔn)性。之后利用A/D采樣，記錄無功電能與其他電力參數(shù)數(shù)據(jù)，保障有功電能測試的準(zhǔn)確性，并且實現(xiàn)了多功能的擴(kuò)展，但相應(yīng)的計量測試成本也會相應(yīng)增加。

在對電能計量表改進(jìn)完成并使用后，對其進(jìn)行的經(jīng)濟(jì)性評價，得到的評級結(jié)果更加完善與準(zhǔn)確，實際值與理論值之間的差值也更?。辉谑褂萌娮邮接嬃勘砗?，實際上降低了成本，提升了智能化水平；利用最終測試技術(shù)充分體現(xiàn)出改進(jìn)型T型表的計量測試精準(zhǔn)性遠(yuǎn)高于A表，所以應(yīng)在電氣工程中進(jìn)行大范圍推廣與應(yīng)用。從控制與調(diào)整電能的角度來看，使用高性能的計量表雖然會提升成本，但卻能獲得更大的經(jīng)濟(jì)與社會效益。

四、結(jié)束語

隨著社會各界對電能計量精準(zhǔn)性提出更高要求時，電氣工程也在技術(shù)的推動下向著更加先進(jìn)、高效的方向發(fā)展，其中智能化與自動化技術(shù)也逐漸地滲透并應(yīng)用于電氣工程之中，而其中的計量技術(shù)在智能化與自動化系統(tǒng)中發(fā)揮著巨大的作用，推動著智能化與自動化技術(shù)的發(fā)展與完善。計量與測試技術(shù)是保證電氣工程穩(wěn)定發(fā)展的保障技術(shù)與基礎(chǔ)條件，因此，相關(guān)部門與工作人員必須從具體實際出發(fā)，結(jié)合多元化技術(shù)，逐步提升檢測與測驗的精準(zhǔn)性，從而獲得更高的經(jīng)濟(jì)與社會效益，拓寬電氣工程發(fā)展空間，推動電氣工程的高效發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]高健.電氣工程中計量與測試技術(shù)的應(yīng)用[J].科技風(fēng)，2011，12（8）.

[2]張志濤.計量與測試技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用[J].電子科技，2010，23（12）.

[3]莊嚴(yán)，王煥琦.計量測試技術(shù)的發(fā)展[J].現(xiàn)代測量與實驗室管理，2002，12（6）.

[4]沈兆陽. SQL Server 2000OLAP解決方案—數(shù)據(jù)倉庫與Analysis Services [M].北京：清華大學(xué)出版社， 2001.

（作者單位：黑龍江省電子技術(shù)研究所）