董文娟 申李 杨永建
(国网新疆电力公司电力科学研究院)
摘要：电能因其方便控制、污染小、效率高的特点, 在我国的能源中占有重要的地位。要做到电能合理、有效使用, 就必须要确保电能计量仪表的准确可靠,就必须对电能表进行检定,这样才能确保电能计量的可靠性和准确性。
关键词：电能表；检定装置；问题分析；处理
1、检定内容
1.1 主标准器
装置的主标准器采用0.01 级RD－33 型三相标准表。测量原理是基于高速积分A／D 信号转换的基础上，采用了2 个独立的电压和电流A／D 转换器，提供给数字信号处理器准确的信号。为了保证仪表不受环境的影响，RD－33 的内部参考标准是密封的。内部参考标准包括电压参考标准，电阻参考标准和时间晶振参考标准。RD－33 可以在开机时自动校准，校准结束后进入运行状态。电压和电流输入完全是自动量程的，不需进行人工切换档位及其它人工操作。电压测量范围30～525V，电流测量范围0.02～120A。
1.2 自动校验软件
1)软件的功能
针对标准电能表的特点，检定软件需要灵活的设计较多检定方案，并充分考虑各种标准电能表实际检定流程的实现，检定软件的功能如下。
①能够快速复制测试点、克隆量程、克隆方案。把量程克隆多次，克隆后再逐一修改电压量程和电流量程，这种情况特别适用于型式试验和全面检定。这个方式的特点是针对宽量程表的各个接线方式下的每个量程进行检定，每个量程的测试方式一样。
②电表资产（含量程和测试点）可以被整体复制，这样对于检定类似的标准电能表或周期检定非常方便。
③可以一边检定一边修改方案。测试方案点与测试数据同步移动，修改方案中测试点顺序不会影响结果。
④针对被试标准电能表输出电能常数的多种形式，可以自由设置，方便地解决检定标准电能表中不同常数模式的问题，可以随时修改常数；可以同时检定不同常数的３块表。
⑤针对多量程标准电能表的量程和接线切换方式的多样性，软件设计了断点技术，解决了表计需要人工改变量程和切换接线方式问题。
2）软件的应用要点
计算机软件的优劣直接影响到装置整体性能的发挥，该系统检定软件与传统的电能表检定软件有较大的区别。不仅能够完成常规试验项目启动、潜动、校核常数、基本误差、S 值的测试，也可以完成8h 变差、24h 变差的测量，通过延时设置还可以完成自热影响等试验。
①新检一块标准电能表，程序自动生成ID，ID 是一个唯一的记录编号。对于周期检定的电能表以前已检过此表，选择“克隆电表”这样能省去很多工作量。
②试验数据随时自动保存到临时数据库中。如果突然断电或突然退出程序，不会丢失数据，开启程序后，返回软件从中断点继续检定即可。
③延时的设置使方案的灵活性和扩展性变强。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆延时＝-1 时表示这是个暂停点，遇到暂停点时，自动关闭输出，并弹出对话框。此时根据需要手动切换被检表的档位、接线方式或其他操作，然后点“确定”继续。延时＝3600，可用来延时1h，共设8 个延时，完成做8h 变差。延时＝1～40 无效，基本误差时默认为0，切换试验点时，程序会根据参数变化情况自动延时10～40s。等输出稳定后再接收误差，这个时间对于大多数标准电能表是恰当的，但有些标准电能表反应较慢，还没达到稳定状态，可以在10～40s 的基础上再增加一定时间，如10s、20s。
④根据被检对象不同，灵活选择误差计算方法，E 为被检表实际误差。正检时，即用该装置检定被检表，分2 种情况：当检定等级为0.02级被检表时，E1＝示值误差＋修正值（修正值是标准表RD－33 的数值，由上级证书提供）；E2＝示值误差（适用于0.05 级及以下低等级电能表的检定）。反检时，即用被检表检定该装置，适用于被检表无输出脉冲，只有输入脉冲的情况，此时只能把装置的输出脉冲接入被检表输入脉冲，由被检表显示误差。也分2 种情况：用0.05 级及以下低等级被检表对本装置进行测试，E3＝-示值误差；用0.02 级被检表对该装置进行测试，E4＝－示值误差＋修正值（修正值是标准表RD－33 的数值，由上级证书提供）。
⑤检表方案中量程的顺序强制了各个量程的检定顺序。测试点的序号强制了测试点之间的检定顺序。为了能够随意调整顺序，软件中的量程顺序号和测试点序号属性设计成了数字格式，可以输入小数，例如输入1.1。在检定的时候，程序会重新排列量程顺序号和测试点序号。
2、装置检定结果的验证
任何标准装置无论其结构如何先进，控制软件如何高效，最重要的是满足测量准确性，检定装置测量准确性可通过检定或校准结果的验证进行评价，即对用该计量标准得到的检定或校准结果与参考值相比较，来验证所得到的测量结果是否在合理范围之内。
验证采用传递比较法，用被考核的计量标准测量一稳定的被测对象，然后将该被测对象用另一更高级的计量标准进行测量。若用被考核计量标准和高一级计量标准进行测量时的扩展不确定度（U95 或k＝2时的U）分别为Ulab 和Uref，它们的测量结果分别为ylab 和yref，在两者的包含因子近似相等的前提下应满足下式｜ylab-yref｜≤ U2lab＋U2ref
3、装置使用中的问题分析及处理
标准电能表检定装置共有3 个被试电能表脉冲输入端子，可以同时校验3 块被试表。3 个脉冲输入端口内部均有脉冲处理电路芯片，因此对输入脉冲频率有要求，该装置要求输入脉冲频率不得大于600kHz，当输入脉冲频率大于600kHz 时会出现检定误差不稳定现象，其原因是输入电路有丢失脉冲现象发生造成的。
实际中会遇到一些只有高频脉冲输出的标准电能表，当工作在大电压和大电流时输出脉冲频率较高，检定时出现误差超差现象。例如检定RD33 系列电能表时在检定三相四线220V、10A 时检定误差正常，而检定三相四线220V、100A 时检定误差超差。通过计算分析被试电能表脉冲频率，RD33 系列电能表脉冲常数为108p／kWh，即27.777p／J。
检定三相四线220V、10A 时总功率P1＝3×220V×10A＝6600W，电能表脉冲输出频率f1＝183.33kHz，频率小于该装置的要求（600kHz），检定误差过程正常。当检定三相四线220V、100A 时总功率P2＝3×220V×100A ＝66000W 电能表脉冲输出频率f2＝1833.3kHz，远大于该装置脉冲频率小于600kHz 的要求，因而出现检定误差不正常的现象。这种情况可将电能表输出脉冲经过一个脉冲分频器进行10 分频后再接入装置，设置参数输入电表常数时，输入参数值应等于原电表常数值除以分频系数值。因此当被校表频率大于600kHz 时，则必须使用硬件分频。
结束语
电能表检定装置和配套的主标准器RD－33 三相标准表及自动校验软件组成的0.01 级电能表检定装置，是保证实验室开展电能表检定或校准工作，并取得准确可靠的测量数据最重要装备，各项技术指标、性能指标优良，自动化程度高。由于电能表脉冲输出频率较高会导致误差计算模块工作速度跟不上，致使算出的误差不稳定，因此，使用该检定装置检定脉冲输出频率较高的电能表时，必须把脉冲分频后，再接入电能表检定装置，以提高误差计算的可靠性和校准结果的准确性。
参考文献：
[1]曹晓鹏,刘红姝.多功能电能表检定中常见问题分析解决[J].供用电,2010.
[2]黄伟.电能表检定方法的简单分析研究[J].计量与测试技术,2008.
[3]赵增隆,马坤.电能表检定中若干问题的探讨[J].中国计量,2010.
论文作者:董文娟 申李 杨永建
论文发表刊物:《建筑模拟》2015年4月总第100期供稿
论文发表时间:2015-6-19
标签：脉冲论文; 电能表论文; 量程论文; 误差论文; 标准论文; 装置论文; 测量论文; 《建筑模拟》2015年4月总第100期供稿论文;