电子式互感器及智能电能表校验技术研究

李欣，濮克冰

（江西科晨高新技术发展有限公司，江西 南昌 330096）

电子式互感器及智能电能表校验技术研究

李欣，濮克冰

（江西科晨高新技术发展有限公司，江西 南昌 330096）

随着我国通信技术的发展，供电企业数字化变电站也在不断进步，电子式互感器以及智能电表在数字化变电站中对智能电网的建设起到关键作用，成为供电企业所关注的重点之一。因此，电子式互感器与智能电表的应用、在线校验与实时监测的水平与质量直接决定了电网能否安全运行。

电子式互感器；智能电表；校验技术

随着计算机技术在我国的日益普及，通信技术和计算机应用水平也在不断提高。数字化变电站自动化技术也在不断发展。目前，数字化变电站的技术比较成熟，在很多试点推进操作。近年来，由于变电站的形式逐渐转为无人值守并不断推广，数字化变电站正面临着更大的挑战。

传统的电子式互感器或电能表存在较多缺陷，因此，电子式互感器与智能电表的研究工作在我国逐渐展开。二者在我国数字化变电站的推广中一方面推进了我国数字化变电站的发展，另一方面，电子式互感器及智能电表的校验技术也需要不断提高。这就要求不仅需要对二者相应性能充分了解，更要结合经验不断创新，保证整个系统安全、稳定运行。

1 电子式互感器

电子式互感器是一种装置，由连接到传输系统和二次转换器的一个或多个电压或电流传感器组成，用以传输正比于被测量的量，供给测量仪器、仪表和继电保护或控制装置。在数字接口的情况下，一组电子式互感器共用一台合并单元完成此功能。

传统的电磁式互感器以及电流互感器均存在运行缺陷，如绝缘问题与电磁干扰问题中的磁饱和问题。此外，无论是造价还是体积二者均存在着不同程度的问题。随着我国电力事业的发展，行业要求提升很快，电力系统的容量与传输量级不断增加，种种因素使得这些问题愈发凸显。显然，以往的互感器已无法满足行业发展。而电子式互感器绝缘性能优良，绝缘结构简单；造价低，且随着电压等级的升高，其造价优势愈加明显；在不含铁芯的电子式互感器中，成功消除了磁饱和、铁磁谐振等问题；由于电子式互感器的高压侧与低压侧只存在光纤联系，其抗磁性能较好。

1.1 电子式互感器校验系统原理

传统的互感器校验系统一般采用电路平衡调节的方式，过程过于繁琐，这就在校验时间上增加了成本。电子式互感器的校验方法与传统互感器完全不同，现阶段最常见的方法是数字校验法。此法需要借助数据采集装置，将标准电磁式互感器与待测电子式互感器的信号录入计算机中加以软件分析，整体校验过程相对简单。

1.2 电子式互感器校验技术

电子式互感器的校验方式分为离线式校验与在线校验两种。离线校验由于其校验过程导致现场校验效率降低，因此，在线校验的效率的优越性明显。在线校验的过程首先需要对电子互感器加以了解和考虑，掌握电子互感器的运行方式、性能、特点。其次，建立信号采集、对比与传输通道，从而建立起内部电子式互感器信息校验平台。通过平台，可将已采集到的数据进行高精度在线校验，最后得出误差值。

以电子式电流互感器为例，其在线校验技术有以下三个方面。首先，在线校验需带电操作，这一特征是在线校验技术的基础。通常来说，电子式电流互感器在校验过程中，需要持续电流供应，一般使用高电压的电气设备作为供电系统。此时，校验人员需要注意自身人身安全，操作工具、衣物材料、等电位工具均必须采用绝缘材料，操作过程必须根据规范，不得违规操作，以免发生意外。

其次，在线校验采用高精度数据处理算法。在电子式互感器校验过程中，数据处理算法运行质量将直接决定最终校验的结果，其主要作用是计算所测电力系统的信号参数，并确定误差范围。在线校验技术之所以能够大幅度提高数据的精确性，是因为在线校验技术的测试环境发生更改。离线校验采用傅立叶校验方法，其缺陷是当某些干扰因素（如大范围信号波动）出现时，适应能力和相应处理能力较差；电子式互感器在线校验所采用的是信号处理方式，这很大程度上提高了信息处理的抗干扰能力，在数据处理的准确性上得到了保障。

最后，在线校验技术采用搞准度电流传感头，这又是一区别于离线校验的明显特征，也是在线校验的优越性所在。由于在线校验的校验环境是在带电的情况下，因此对电流传感头的精确度也有着很高的要求。目前，行业中钳形结构电流传感头被普遍认为最适于在线校验的要求。

2 智能电表

图1 全球智能电表出货量

如图1所示，全球智能电表出货量逐年上升，表明全球智能电表的覆盖率越来越高，越来越融入人们的生活。因此，智能电表的检修技术必须得以重视。

2.1 智能电表的构成与工作原理

智能电表有着计量、存储、显示、通讯等功能。这些功能的实现就需要依赖智能电表的构成元件：电流互感、电压分压及计量芯片实现电表计量；显示部分由LCD或LED液晶驱动芯片负责；信息储存功能则是由E2PROM等元件共同实现；载波等模块负责实现智能电表的通讯功能。以上所有元件均统一受CPU控制，CPU负责协调各部分的工作。此外，智能电表还有软件部分，以此实现用户所规定的功能。

智能电表在工作时，对电源电压和用电点电流进行取样与计算，及时进行记录电压、电流数据以及二者的相位关系，再对一系列数据进行处理得出结果。这一过程是由智能电表内部微处理器完成。一般来说，分别运用分压电阻或电压互感器与分流器或电流互感器将电压、电流信号转变为可用于电子测量的小信号，利用专用电能测量芯片将处理后的电压、电流信号进行模拟或数字乘法，并对电能进行累计，最后输出频率与电能成正比的脉冲信号。

2.2 智能电表的校验技术

（1）报警代码的校验。智能电表在实践过程中，其报警代码已经可以通过显示屏及时显现，但不同型号的智能电表的报警代码的规定与呈现存在差异。在实际校验过程中，查看报警代码这一环节却往往被省略。但是，就安全角度考虑，报警代码应当首先被查看。此外，由于报警代码与智能电表的型号相关联，校验人员应当熟悉每一种型号的报警代码以及其所对应的涵义，并在智能电表的发展中不断更新。如此才能保证智能电表的安全隐患得以顺利排除。

（2）电池电压的校验。电池是智能电表不可或缺的元件之一，其主要作用是在外部电源停电时，其保证整个电表时钟正常运行。但电池本身存在容量限制，元件自身也会耗电，因此，电池电压不足导致时钟显示错误的情况在所难免。因此，在进行校验时，智能电表的电池也是必须要检查的 ，此外还要对智能电表的时钟的准确性加以检查。

（3）电量的校验。在实际工作中，有时会出现智能电表在累计、存储停电数据转储过程中，组合电量、正向电量与反向电量不一致的情况，这往往是由于程序设计上的失误。在实际生活中，有时会出现红外掌机抄读电量与液晶显示电量不符的情况，这是由于红外掌机抄读的电量与液晶显示的电量在实质上并非是一个电量，二者分别记录正向电量与组合电量。一般电量计价时所采用的标准是红外掌机抄读的电量，但由于二者的差异便会引起纠纷。因此，在校验中需对二者电量进行对比，检查是否有差异。

3 结语

随着我国通信技术的发展，电子式互感器以及智能电表在数字化变电站中的广泛运用。由于其对智能电网的建设的重大作用，为保证电网安全运行，电力系统稳定发展，电子式互感器与智能电表的校验技术成为供电企业关注的重点技术。本文简要阐述了电子式互感器与智能电表相关校验技术，以期对未来校验过程有所助益。

[1]邵国庆，张豪，王崇林，冯岩，孔华东.数字化变电站中电能计量及校验技术研究[J].电力需求侧管理，2012.

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1671-0711（2017）07（上）-0073-02