段江洪

摘要：隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的快速發(fā)展，當(dāng)前電網(wǎng)電能的計(jì)量正向自動(dòng)化與信息化轉(zhuǎn)變。數(shù)字化電能計(jì)量系統(tǒng)包括信息的采集、運(yùn)輸及處理，其運(yùn)行離不開(kāi)電子式電壓互感器和電流互感器，為電能計(jì)量提供了便捷的信息獲取途徑，避免了資金的過(guò)度投入。文章探究了數(shù)字化電能計(jì)量的檢測(cè)方案，旨在促進(jìn)數(shù)字化電能計(jì)量系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化電能計(jì)量;檢修技術(shù);誤差分析

一、數(shù)字化電能計(jì)量系統(tǒng)分析

（一）電子式互感器

電子式互感器大多采用多模光纖傳輸，光電互感器與二次設(shè)備的接口是其主要光纖通道，這兩種光纖通道可以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，以及測(cè)量、控制設(shè)備的接口規(guī)范性。電子式互感器由電壓傳感器、電流傳感器、一次轉(zhuǎn)換器、光纖輸出單元和二次轉(zhuǎn)換器構(gòu)成，一次轉(zhuǎn)換器可以把電壓和電流傳感單元輸出的信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，使之變成適合光纖傳輸?shù)男盘?hào)，再將這種信號(hào)傳送到二次轉(zhuǎn)換器，二次轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)換為適合合并單元接收的信號(hào)，通過(guò)光纖通道傳輸至合并單元[1]。

（二）合并單元

一臺(tái)合并單元有很多二次轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)通道，每一個(gè)通道都能傳送一臺(tái)電子式互感器的信號(hào)。但是在某些情況下，多個(gè)數(shù)據(jù)通道可以共用一個(gè)物理接口，從二次轉(zhuǎn)換器傳輸至合并單元。合并單元依照自身的運(yùn)行機(jī)制，把傳輸過(guò)來(lái)的信息進(jìn)行錄入，根據(jù)協(xié)議內(nèi)容對(duì)各種信號(hào)進(jìn)行整理與傳輸，然后以IEC61850格式傳輸至二次設(shè)備[2]。二次轉(zhuǎn)換器獲取信號(hào)的方式有很多種，還可以從電壓互感器中獲得信號(hào)并傳送至合并單元。

（三）數(shù)字化電能表

電能表有數(shù)字接口和低壓信號(hào)接口兩種。數(shù)字接口是光學(xué)接口，它根據(jù)數(shù)字編碼信息和時(shí)間信息進(jìn)行信息采集，完成電能的計(jì)量。低壓信號(hào)接口是電氣接口，必須與電子式電流互感器一起使用。

二、數(shù)字化電能計(jì)量系統(tǒng)的誤差分析

理論上，數(shù)字化電能計(jì)量系統(tǒng)是通過(guò)光纖傳輸數(shù)據(jù)，在形式上為數(shù)字量，未對(duì)系統(tǒng)中的電壓和電流進(jìn)行二次線路模擬，因此數(shù)據(jù)在線路傳輸過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)誤差。另外，具體操作過(guò)程也不會(huì)受溫度等外界因素的影響。因此，與傳統(tǒng)電能計(jì)量系統(tǒng)相比，數(shù)字化電能計(jì)量系統(tǒng)誤差較小。

但在實(shí)際操作過(guò)程中，電壓信號(hào)和電流信號(hào)不可能是理想化的周期信號(hào)，采樣點(diǎn)數(shù)在不同周期會(huì)有所差異，直接影響數(shù)字化電能計(jì)量的準(zhǔn)確度。電壓互感器和電流互感器規(guī)格的不同，會(huì)導(dǎo)致計(jì)量量化系數(shù)的不同，量化系數(shù)主要通過(guò)對(duì)電壓和電流的實(shí)際值計(jì)算得出，因此額定電壓也會(huì)影響數(shù)字化電能計(jì)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。另外，數(shù)字化電能計(jì)量系統(tǒng)如果收到不合理的數(shù)據(jù)信息，則會(huì)進(jìn)行容錯(cuò)處理，因此容錯(cuò)能力也會(huì)影響數(shù)字化電能計(jì)量的準(zhǔn)確性。

三、數(shù)字化電能計(jì)量系統(tǒng)的檢測(cè)方案

（一）電子式互感器的檢測(cè)

電子式電壓互感器、電流互感器的檢測(cè)方案是相似的。在檢測(cè)電流互感器時(shí)，升流器提供一次電流;在檢測(cè)電壓互感器時(shí)，調(diào)壓器提供一次電壓。在采集器采集數(shù)據(jù)時(shí)，采樣同步信號(hào)觸發(fā)器可以根據(jù)指令進(jìn)行采樣。將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換，得到輸出的幅值與相對(duì)位移，從而計(jì)算出被檢測(cè)電子式互感器的相位誤差，完成對(duì)電子式互感器的檢測(cè)。

（二）模擬接口數(shù)字化電能表的檢測(cè)

通過(guò)低壓標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試系統(tǒng)和變換單元的組合，可以檢測(cè)模擬接口數(shù)字化電能表的準(zhǔn)確度。電能表的檢測(cè)裝置主要由標(biāo)準(zhǔn)源和電壓、電流變換單元分組成。該檢測(cè)系統(tǒng)在其他軟件的控制下不僅能對(duì)基本誤差進(jìn)行分析，還能夠檢測(cè)出走字、啟動(dòng)、潛動(dòng)、失壓、斷相等問(wèn)題。

（三）數(shù)字接口電能表的檢測(cè)

數(shù)字接口電能表具有數(shù)字化特征，所以應(yīng)將其檢測(cè)重心放在安全性、準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性等方面。進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，應(yīng)參照協(xié)議，通過(guò)電壓和電流的波形信號(hào)與網(wǎng)絡(luò)端口進(jìn)行配對(duì)。該檢測(cè)系統(tǒng)由上位機(jī)軟件控制，能累計(jì)電能輸出脈沖，并送入誤差處理器進(jìn)行比對(duì)。

四、結(jié)語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電網(wǎng)電能的計(jì)量逐漸向自動(dòng)化與信息化方向轉(zhuǎn)變。研究電子式互感器、模擬接口數(shù)字化電能表、數(shù)字接口電能表的檢測(cè)方案具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)

[1]李前，章述漢，陸以彪等.數(shù)字電能計(jì)量系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)檢定技術(shù)研究[J].電測(cè)與儀表，2010（10）：25-28. .

[2]艾兵，肖勇，李福超等.基于IEC61850通信協(xié)議的新型數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)電能表[J].電測(cè)與儀表，2014（17）：1-5.