摘要：随着我国社会主义市场经济的飞速发展，我国各行各业的发展都得到了快速的提升。我国电力行业的发展也极其迅速，在电力系统的发、输、供过程中，电能计量尤其是高电压大容量的电能计量是非常重要的一环。计量系统发生故障，不论是自然产生还是人为造成其结果都导致计量系统不能准确计量用户所用电量。因此，研究检测故障的方法非常必要。本文将对高压电能计量设备及其检验技术做具体论述，希望通过本文的分析研究，给行业内人士以借鉴和启发。
关键词：高压电能；计量设备；检验技术
引言
一般我们讲到的电能计量设备是电网中发电、供电、用电三方之间进行电能贸易结算的计量器具，其中，配电网高压电能计量设备，主要用于在高电压下计量用电户耗用的电能量，以便于电费结算。迄今为止，配电网高压电能计量设备已有多种不同的技术实现方案，其计量性能检验技术也突破了无法确定准确度等级、不能溯源等障碍，提出并形成了整体检验技术。
1电能计量与电能计量装置
电能的使用程度在某种意义上是一个国家发展程度、现代化水平高低的重要标志。电能是一种特殊的商品，它瞬间产生又瞬间被消耗。电力的生产和其他产品的生产不同，其特点是发电厂发电、供电部门供电、用户用电这三个部门是联成一个系统，不能间断地同时完成，而且互相紧密联系、缺一不可。因此，这些部门如何销售、如何结算就需要一个计量器具在这三个部门之间进行测量计算出电能的数量，即电量，这个计量器具就是电能计量装置。电能表是用于测量电能的仪表，是电能计量装置中的核心单元。电能表在世界上的出现和发展已有一百多年的历史。最早的电能表是感应式的，由于感应式电能表具有结构简单、操作安全、价格低廉、坚固耐用、又便于批量生产、使用、维修等一系列优点，所以发展很快，得到了普遍的应用。现代感应式电能表已有几十个品种规格，精确度可达到0.5一0.2级。我国的电能计量装置在20世纪50一70年代都是交流感应式的电能表，并随着时代的不断发展和感应式电能表相关技术的进步，在20世纪80一90年代开展了长寿命电能表的研制。随着计算机、微电子技术的发展，在20世纪80一90年代研制了机电一体化电能表和全电子电能表。电子式电能表的核心计量芯片按工作原理可分为两种：一种是以模拟乘法器为核心的模拟计量芯片；另一种是以采用DSP技术、以数字乘法器为核心的数字式计量芯片。后者采用了高精度、快速A/D转换器、可编程增益控制等最新技术。数字式计量芯片在计量精度、线性度、稳定性、抗干扰、温度漂移和时间漂移等方面远远优于模拟式芯
2目前影响电能计量装置异常的因素
目前影响电能计量装置异常的因素主要是两个方面，首先是局部地区电力供需失衡及不断上涨的电价因素，导致人为窃电情况日益严重。通过分析窃电行为的产生原因和特点，经济因素和装置异常监测手段的不完善是窃电行为屡禁不止的主因。目前，已有研究人员对窃电手段进行了分析和归纳，指出了各类窃电方式所呈现出的计量装置异常状态，并提出了一些常见的窃电行为监测方案，包括技术性的以及非技术性的方法。目前最普遍的防窃电措施是铅封，即将表计或计量柜中关键部位的紧固螺丝用丝线、钢丝及铅钉穿上，再用专用封钳将铅钉或铅球压上印模。它能有效防止简单的窃电行为，因而伪造的或开启后复原的铅封能对后期追补电量提供证据支撑。而从现有防此类窃电方法的产品来看，防窃电计量箱是一个较好的选择，已在广东部分高新工业区投入使用。它将电能表、辅助计量设备全部封入计量箱内。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时采用先进的密码锁和无线报警装置与电能表内置的发信单元相连来防范与报警各类表内窃电，其基本工作思路为在电能表表盖或计量柜柜门处设置多个连动开关，当发现表盖被打开时，电能表立即记录下开启表盖发生的时刻，并发送给远程后台中心，供用电人员查看。其次是计量装置故障。计量装置故障包括电能表故障，互感器故障以及计量回路故障等，计量装置的各种故障直接引起的后果就是计量装置综合误差的增大。现阶段电能计量装置接线是否异常的检测工作当前仍然是通过人工的方式进行测算，还有部分地区是通过使用电能表现场校验仪进行检测工作。
3高压电能计量设备的检验技术
高压电能计量设备检验装置的工作原理仍然是比较法，可直接测量出被检验高压电能计量设备整体的相对误差，即根据被检验高压电能计量设备和标准电能计量子系统的电能计量结果，测算前者的测量误差。高压电能计量设备检验装置主要由三相低压程控功率源、升压器、升流器、标准电能计量子系统、多路误差处理单元以及监控子系统等构成。三相低压程控功率源内部的数字式信号发生器，负责产生相序、幅值、相位、频率等参数均可控的三相数字电压和电流信号。这些数字信号经D/A转换成模拟信号，再由三组稳压、稳流、稳相功率放大器形成标准的三相低电压、电流信号。这些低电压、电流信号分别经升压器、升流器形成高电压和大电流信号，它们会由标准电能计量子系统中标准电压、电流互感器或传感器反馈给监控子系统，由监控子系统将标准电能计量子系统测得的电压、电流信号的实际值与设定值进行比较，并根据比较结果设置修正信号，再反馈给三相低压程控功率源内的数字式信号发生器。利用这一反馈过程，可使升压器、升流器输出信号的各项参数满足相关指标要求。同时，采用合相技术，即，使升压器、升流器输出的高电压信号和大电流信号通过同一个运行于高电压状态的端口，输出给被检验高压电能计量设备，根据被检验高压电能计量设备与标准电能计量子系统中的三相标准电能表各自计量得到的电能量值，就可得到被检验高压电能计量设备的整体误差。从被检验高压电能计量设备角度看，整体检验装置只提供三相回路的接口端子，即该整体检验装置本质上是一个高电压、大电流标准功率源。但由于采用了合相技术，所以整体检验装置的输出功率远小于实际配电线路的输送功率，这使得整体检验装置的实现具备技术可行性，同时能降低检验成本。高压电能计量设备检验装置，已经将影响高压电能计量误差的电压变换装置、电流变换装置、电能计量单元以及连接导线等各因素全部计及在内，能得到被检验高压电能计量设备的整体误差。如此，就能够有效解决高压电能计量设备的计量性能过去无法整体溯源的问题。
结语
总之，电能计量装置是供用电双方贸易结算的法律依据，其计量误差直接关系到双方贸易结算的公平合理性，所以对电能计量装置的运行状态评价显得尤为重要。国内对于电能计量装置运行状态评价的常规方法为采用周期现场检验的方式，而针对电能计量装置运行状况的在线监测设备和系统的应用性技术尚处于研究开发中。利用先进的传感技术、网络通信技术、数据分析和处理技术，将数据和信息通过远程计量装置传回计量中心进行集中分析是计量自动化技术发展的趋势，也是智能电网的发展方向。
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论文作者:白钰,于伟康
论文发表刊物:《电力设备》2019年第16期
论文发表时间:2019/12/9
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