测试技术在电气工程中的应用

荆晓莉

引言：在经济发展条件与科技进步水平日新月异的今天，电气工程中各电气设备也变得日益成熟与完善，但也变得越来越复杂，同时系统中的各设备发出的谐波给电量计量与测量造成了极大的影响。在电子计算机技术的帮助下，运用电子式计量设备能够有效提升计量与测试的可靠性与准确性，这也使电气工程将其作为了首选。文章从电气工程用电特点出发，分析了影响电能计量与测试的因素，并探讨了测试技术在电气工程中的具体应用。

引文

在电气化技术普及与广泛应用的新时代里，电气工程遇到的难题也在逐渐增多，出现了诸多影响电能计量可靠性与准确性的问题与因素。在电力事业中，电能计量发挥着杠杆的重要作用，其可靠准确性直接关系到社会经济各生产部门的经济与社会效益。随着社会各界用电的不断增大，电能计量在其中发挥的作用也在日益凸显，因此需要不断发展与完善电能计量与测验技术，提升其稳定性，为社会经济的发展打下良好的基础。

一、电气工程的用电特点

电气工程电力运行系统通常会有强弱点之分，电能计量与测量技术是其中的关键。由于电力系统中存在着部分电气设备会给电力系统本身造成较大的冲击，且设备的运行过程也基本是不规律的，这就会在特殊时段出现设备集中使用而带来的电网负荷过重情况。这时系统中的各电气设备、计量以及测试设备的运行状态都会出现较大波动或出现负荷过大的情况，因此电气工程中，电力负荷出现极不平衡的状况，尤其是在电气工程中较为大型的智能控制与变频设备在应用中对电能计量造成了一定干扰，所以在电力现代化不断发展的背景下电气工程对电量计量的要求也在不断提高。因此，电气设备运行不均衡与干扰较多就是电气工程用电的特点，这也给电量计量与测试提出了极大的压力与挑战，特别是在其可靠性与准确性上的要求更是提出了更大的挑战。

二、电能计量的方法分析

1、常规计量办法

当前，我国电气工程中使用的电量计量方法一般为两种，一种是利用电压进行测量，另一种是利用电流互感器来对电量进行计量。以这两种方法实现对弱点侧与110kV侧的电量计量。实际情况如下：（1）对110kV侧进行计量时，通常采用的是三相四线有功电能表来实现电量计量工作。由于电气工程使用的110kV交直流供电，在依据电量计量设备的管理规章的规定，110kV侧是中性点有效接地的系统。在这种设计情况下，能够有效减少由于不均衡电荷而造成的电能表出现计量误差。电量计量工作中某个时段使用的电量是依据抄表之差计算得来的。（2）弱点侧的计量主要对变电器的弱点侧进行的电量计量，这也是针对电力用户终端而进行的电能计量。电气工程中通常的终端分为电气设备与电机，供电主要面对的是办公、空调系统、电梯以及居民等。在这一电量计量中需要克服各电气设备的干扰，比如设备出现的谐波。这种干扰会影响到电量计量与测试，需要电量计量计算时采取合适的办法，这是因为不管是在电流计量方式还是电压中，电量计量都是以电流的正弦波为依据，所以就会出现谐波，进而对电量计量造成干扰。

2、计量表在运行中受到的影响

首先，电能表造成的影响。电能表主要是由电磁结构构成，其计量误差主要是由于线圈产生的力矩，其力矩大小会影响到电能表计量能力，而线圈功率决定了力矩的大小与起到的作用。电能表受到谐波功率的影响主要是由于电表盘力矩因谐波而改变了方向与大小，这也就是造成电能表出现误差的主要因素。根据相关研究显示，由于受到高次谐波影响，电能表的运转速度会偏慢，这也就出现了不同程度的计量偏差。

其次，对电子式计量表的影响。电气设备产生的谐波会影响到全电子式电能表的计量。该类型的电能表主要是通过交流采样来读取相位角度与电压电流信号，然后通过计算机芯片将读取的信号数据进行处理，这样就可以得到对电量的计量，然后再将测试的数据转化成具体的显示单元或储存单元。在这种情况下，电量计量出现误差的因素不是计算机芯片，而是受到采集与读取信息的准确性的影响。与机械式电能表相比，谐波对全电子式电能表造成的影响相对较小。换句话说，在相同的条件下，使用电子式电能表进行电量计量的精度较高，且还能通过利用芯片的处理能力来对计量误差进行修正，所以在利用这一电能表进行电量计量时，可以通过合理设计电子电路来提升计量的抗干扰性能与精确度。在电气工程中使用电子式电表进行计量，而测试使用的电表通常采用的是A/D采样原理，而且其操作功能也较容易实现，但其抗谐波干扰的能力较弱，因此在具体应用中还需要利用计量测试调试，提升其抗干扰效果。

三、计量与测试技术在电气工程中的应用

在电气工程使用电子式计量表时，需要利用计量测试技术对其调试，解决谐波干扰造成的计量误差。该技术通过人为方式对电子式计量表进行试验测试，并对其进行经济性等综合评价，逐渐形成一个科学合理的电量计量系统，以满足电力用户的需求。在其设计中通常运用A/D形式采样，A表进行采样得到的数据，可以通过单片机进行计算处理得到电能量。而A/D电能表是分时间、分段对电能量进行计量。该方法比较适用于静态功率环境下，但对电气设备的谐波的抗干扰能力相对较低。而在实际生活中，设备出现谐波的量较大，对谐波抵抗能力的强弱直接关系到电量计量的精确程度。很显然，简单A/D模式根本无法适用于上述情况，于是出现了改进型的T型表。这种电能表采用了A/D采样与“时分隔乘法器”相结合的方式，对功率采用时分隔方式进行连续测试，克服功率不平衡与谐波干扰造成的计量失误情况的出现，实现电量计量的可靠性与精准性。之后利用A/D采样，记录无功电能与其他电力参数数据，保障有功电能测试的准确性，并且实现了多功能的扩展，但相应的计量测试成本也会相应增加。

在对电能计量表改进完成并使用后，对其进行的经济性评价，得到的评级结果更加完善与准确，实际值与理论值之间的差值也更小；在使用全電子式计量表后，实际上降低了成本，提升了智能化水平；利用最终测试技术充分体现出改进型T型表的计量测试精准性远高于A表，所以应在电气工程中进行大范围推广与应用。从控制与调整电能的角度来看，使用高性能的计量表虽然会提升成本，但却能获得更大的经济与社会效益。

四、结束语

随着社会各界对电能计量精准性提出更高要求时，电气工程也在技术的推动下向着更加先进、高效的方向发展，其中智能化与自动化技术也逐渐地渗透并应用于电气工程之中，而其中的计量技术在智能化与自动化系统中发挥着巨大的作用，推动着智能化与自动化技术的发展与完善。计量与测试技术是保证电气工程稳定发展的保障技术与基础条件，因此，相关部门与工作人员必须从具体实际出发，结合多元化技术，逐步提升检测与测验的精准性，从而获得更高的经济与社会效益，拓宽电气工程发展空间，推动电气工程的高效发展。

参考文献

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[4]沈兆阳. SQL Server 2000OLAP解决方案—数据仓库与Analysis Services [M].北京：清华大学出版社， 2001.

（作者单位：黑龙江省电子技术研究所）