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摘要：电能表检定装置是电能计量重要的组成部分，其发展技术水平的高低将会直接影响计量的准确性及检定的工作效率。因此推动电能表检定装置及技术的发展至关重要。本文将会对电能表检定装置的组成、工作原理及控制方式进行概述，并提出电能表检定装置及技术的发展情况，以达到加强装置自动化程度、提高计量准确性和检定效率的目的，从而有力保障供电企业的经济效益和用电客户的切身利益。
关键词：电能表；检定装置；技术
1.前言
电能表是电能计量体系的核心之一，其用于用电客户与供电企业之间电费的结算，是电能公平交易主要的参考依据，直接关系到用户和供电企业的实际利益。而电能表检定装置，是测试电能表是否合格的重要武器，对于电能的准确计量有重大意义。本单位目前使用的检定装置有两种：一是老旧的人工接线检定装置。需要先把电表挂接上装置的电流柱，再手动接电压线、脉冲线。表位并不多，单相检定装置是24个，三相是12个。用这种装置开展检定工作，不仅工作效率低下，也容易导致人为错误。另一种是半自动化接线检定装置。先把电表挂接上装置的电流柱，再把电压接线针及脉冲接线针对准电能表相应的接线端子，将装置的手压板压下来就可以。这种装置存在的问题是，电能表尺寸规格有局限性，且接线针使用久了会变形导致接触不良，亦无法对配变计量检测终端和负荷管理终端进行检测。因此，我们需要对检定装置进行改进和优化，以更好的满足时代发展的需求。
2.电能表检定装置的概述
2.1电能表检定装置的组成
供电企业所采用的电能表检定装置主要是由标准电能表、标准功率电源、控制系统及相关辅助设备组成，其具体结构如图1所示。（1）标准电能表属于电能表检定装置的核心部件，同时是电能表误差检定的计算装置，其在电能表体系中具有非常高的级别，并在被检表的脉冲信号控制下来时对其电能进行计量，根据被检电能表信息和自身电能计量结果来获得被检电能表电能计量过程中存在的误差。此外，标准电能表可以把外界电流、电压转变为电流小信号，然后通过乘法器转化为能够对外部电功率进行直观反映的电流信号，最后还需要借助一定的手段转化为脉冲信号，从而得到电功率、电能和电能表误差等信息。（2）标准功率电源能够为标准电能表和被检电能表提供所需要的交流电流和电压，并能够对电能表的实际工作状态进行准确模拟。（3）显示部分。其能够对当前系统状态进行显示，主要包括被检表的类型、电流、电压、功率、误差等信息。（4）控制系统。将上述所有部分结合在一起就是控制系统部分，其将会直接决定整个装置的可操作性、实用性、安全性等。
图1 电能表检定装置组成结构图
2.2电能表检定装置的工作原理
对于电能表检定装置而言，供电企业一般会选择标准电能表法直接比较原理来对电能表进行检定。通常情况下，校验装置的稳定电流、电压源主要是由智能功率放大器、数字合成正弦信号源、电流和电压输出变换电路、过载自动保护电路、工作电源电路等部分组成，同时还涉及到分布式误差计算器、二次绕组隔离互感器、时基频率仪、标准电能表等标准仪器，以及键盘、通信模块、PC机等控制部件组成。
2.3电能表检定装置的控制方式
电能表检定装置选用了PC机软件自动校表方式，其通常是在微机控制下，来完成校表的所有操作。同时，该装置的通信方式选择了10/100M以太网络，而且在PC机与装置连接的网络通信电缆也需要满足相关标准。将附加功能转接板安装在电能表检定装置侧面板（或后面板）上，并具有与之相对应的双向物理接口，从而实现电能表检定装置外部和内部各通信信号的有效转接。
3.电能表检定的技术发展
3.1标准表的发展
在电能表检定装置中标准表既是装置的核心，又是是主标准器。标准电能表产品在我国得到了快速的发展，其从最初的模拟乘法器技术逐渐向采样计算技术演变。目前，采样计算技术具有非常优异的性能，开始在电能表检定领域占据着主流的位置。虽然模拟乘法器技术具有功能上的劣势，但是其具有非常稳定的性能，而且价格低廉，因此广泛应用于功能单一的电能表检定装置中。
3.1.1模拟式标准表
20世纪80年代中期，电子模拟乘法器开始在全国得到广泛关注，推动了功率电能测量技术的发展。而时分割乘法器是其中精度最高的一种，而其中的电压与电流的输入量和输出量均为模拟量，同时输入量与输出量的乘积保持正比例关系。将交流电流、电压作为乘法器的输入量，则瞬时功率与输出模拟量保持着正比例关系。对乘法器输出进行滤波处理，就可以获得直流分量，其与平均功率保持正比关系。通过对乘法器输出电流或(电压)进行I—D或（U—f）转换就可以得到方波脉冲，从而转化为数字量，输入功率的平均值与脉冲频率保持正比关系，输入电能与脉冲个数保持正比关系。
3.1.2采样计算式标准表
其工作原理是：经高精度信号可以对电流和电压进行采集，并测量交流电流和电压信号的瞬时值，这样可以分别获取电流、电压的瞬时值，因此可以通过快速傅立叶变换来对其数字信号进行相应的处理，随后根据被测参数的定义就可以得到各相电流和电压的相位、幅度和相位差，同时也可以得到各相无功、有功、视在功率和总无功、总有功、总视在功率、频率、功率因数等参数。还可以计算电流和电压各次谐波的失真度和含量。目前，在电能表检定装置中采样计算式标准表成为首选的主标准器。
3.2功率源的发展
传统的电子式功率源一般选择了模拟信号发生电路，其工频振荡器是由集成器件组成，并由此产生工频正弦信号，随后通过可变电阻就可以实现对电流和电压的调频和调幅。借助裂相电路可以达到移相的目的，通过功率放大和线性电压放大电路就可以得到必要的功率输出该类模拟电路不易实现程控，稳定性相对较差。在程控功率源技术发展过程中，不断引入新器件、新技术，例如借助软件校准技术，嵌入式控制技术等，可以有效提高产品的性能。目前大部分的电子式程控功率源均选择了数字调幅、数字移相、数字波形合成、数字变频技术。功率放大和信号放大通常选择线性电路，为了确保输出的稳定度，通常会选择稳幅电路。
目前，我们所采用的程控功率源产品输出稳定度最高可达0.005%/lOOs，一般维持在0.01%/lOOs。波形失真度未超过0.2%或0.5%。此外，也实现对功率源控制特性的有效改善。在程控功率源中输出电流、电压功率因数、相位角、频率等可根据实际需求进行设置，并借助多种细度对其实施在线调节。为了更好的达到电能表跌落电压试验标准，可以对其功率源的升降速度给予适当的提升，并允许连续实施冲击通断，以确保输出电压的间断时间和维持时间能够被控制在毫秒级。3.3检定操作软件的发展
如今，大多数的电能表检定装置均采用了计算机操作，这样一来检定软件与装置的性能息息相关，被称之为装置的大脑。好的软件可以更好的扩展检定功能，挖掘硬件的潜力，加快检定速度，简化操作方法，更好的提高工作的效率和质量，因此满足大多数的用户需求。
随着用户信息的不断积累和编程技术的发展，操作软件技术水平不断提高。目前，电能表检定装置中所采用的电子式和感应式电能表具有非常成熟的一套操作软件，可以满足首检、周检、抽检等项目的基本要求。对于多功能表检定装置而言，其不仅具备普通电能表检定功能，而且还可以测定四象限无功电能基本误差、正反向有无功电量、时段投切误差和日计时误差、最大需量周期误差和需量误差、GPS对时、电能存储器检查、需量清零、费率时段设置、电压跌落等项目。除此之外，该软件中还配备了通信规约，以确保通信工作的正常进行。
4.电能表检定装置未来的展望
4.1多表位
随着经济社会的发展，使日常用电量急剧升高，尤其是一户一表制电能计量装置的使用，使电能表的检定量急剧增加。传统的电能表检定装置已经无法满足时代发展需求，因此未来大电流、大批量和全自动化电能表检定装置将成为必然发展趋势。如今德国的SIEMENS公司和瑞士的LADIS&GYR公司研发出了特大批量校表架，其每次可挂1000块电子表。而我国也加大了该方面的研发力度，只有这样才可以更好的满足时代发展需求。
4.2多功能
目前，在进行电能表检定过程中，大多数的用户要求采用国家标准对短时过电流影响、波形影响(如直流和偶次谐波、单次谐波、次谐波、奇次谐波影响等)等进行测试，该标准比较高，因此需要相关厂家对其功能进行完善。同时，多功能电能表的电压合格率、数据曲线、铁损铜损、负荷控制以及失流和失压事件记录等也需要进行检定。在对多功能、多表位电能表进行检定的时候，往往需要花费大量的时间，因此需要对其技术进行更新和完善，以更好的缩短检定时间，提高检定效率。
5.结束语
综上所述，电能表检定装置属于供电系统中比较重要的组成部分，但是现在我供电企业所采用的电能表检定装置相对比较落后，需要对其进行不断的改进和优化，以期更好的满足时代发展需求，为推动我国供电行业的发展奠定良好的基础。
参考文献：
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[2]许卓,陈卫强,赵山.电能表检定装置现场自动检定系统的研究与应用[J].电测与仪表,2015,3(12):63-64.
论文作者:黄唯佳
论文发表刊物:《防护工程》2017年第33期
论文发表时间:2018/3/22
标签：电能表论文; 装置论文; 电压论文; 电流论文; 功率论文; 电能论文; 乘法器论文; 《防护工程》2017年第33期论文;