数字电能计量及其电能表检测技术探究

刘宁　王慧

摘要：在电力系统发展的大力推动之下，人们的日常生产生活之间已经逐步实现对智能变电站的广泛使用。在原有的基础上进行进一步创新与改革，是实现与智能变电站发展之间相适应的重要前提。具有数字化变电站特点的计量系统就是在此种趋势与背景下出现，通过对现阶段的发展情况进行分析后可以发现，计量系统处于不断更新状态当中，与传统计量系统相比智能计量系统占据相当强的优势。

关键词：数字电能计量；电能表；检测技术

近些年来，信息化以及网络化的发展速度可以说是相当迅猛，科学技术也取得教育明显的成就，数字化变电站是变电工作未来发展的主要趋势与方向，电能表是数字变电站不可缺少的组成部分，同时也在其中占据重要位置，对检测技术进行提升是其提出的客观要求。传统的信息采集、传输等内容智能化是数字电能表计量与检测工作的实质。在此过程中，电表采集存在的误差可得到较为合理的消除，并对电能计量的整体稳定性进行真正意义上的提升。

一、数字电能计量

当数字互感器在得到全面推广以及应用之后，光纤通信技术也得到了很大程度的发展，光纤通信技术具有很多我们意想不到的优势，最典型的就是它具有极强的抗电磁干扰的效果。在数字化变电站中，我们应用的最多的就是数字信号电子式互感器，这种互感器能够从很大程度上降低误差的出现，还能很好地控制饱和问题，提高保护、测量以及计量系统的精确性。

二、数字式电能表使用方法

在使用数字式电能表的过程中，特别是当接收光电互感器的信号时，我们要在实时运算的基础上，对数据展开进一步的处理过程，从而能够将动态的信息结果展示到液晶显示接口上。从目前设计电能表的情况来看，最常见的就是将中央微处理器与数字信号处理器适当地结合在一起，这样能够从很大程度上提升吞吐能力以及管理能力，与此同时，还能在数据协议包的基础上，进一步测量电参量，也可以很好地完成电能累积或者计算电能的任务，将数据和中央未处理器做进一步的交换，这样一来，在这个过程中，一些比较复杂的数据交换过程也能够很好地进行，大大提升了工作质量以及工作效率。

三、数字式电能表原理

从功能角度来说，传统电能表与新型数字电能表之间存在一定的相似性。分相元件的正向与反向做功测量都是其起到的主要作用。分时、分区计算工作也是电能表的主要工作范围。二者可实现对断相，失压以及装置失电等现象的检测与计量。在使用曲线方式的基础上，传统电能表与新兴数字电能表均可进行分析与记录，实现对一个月内复核情况的有效掌握，进而促是复合调节工作得以顺利开展。但是二者也有不同点存在。无源四路脉冲及三路测试脉冲输出是数字化电能表所具备的独特优势。同时内部还具备时钟电路以及USB接口，这是实现与服务端或者电脑主机连接的有效途径。对软件编程效率的提升有重要作用，将更为便捷的性能提供给工作人员。

四、数字电能表检测技术

数字电能表与传统的电能表不同，其是由DSP（数字信号处理器）以及CPU（中央为处理器）结合而成的构架。其能够将CPU复杂管理能力与DSP高速數据吞吐能力进行有机的融合。而从工作的原理方面来看，数字电能表也与传统的电能表不同，其接收的是数字化电压、电流信号，并不是传统的固定电压及电流信号，其内并没有数字与模拟转换的单元。

1、基于电能表特点进行分析

我们可从特点角度进行分析。受到内部设置的影响，数字电能表只需要进行较为简单的基本运算，这是其误差较小的主要原因。但是因为通讯过程当中会有不可避免的误码情况存在，因此还是不能实现对误差的完全杜绝。很多学者通过对电能表检测技术的研究已经逐步衍生出标准数字，功率源检测技术以及标准模拟功率源检测技术两种，在实际作业过程中，需要结合作业情况对其进行科学选择。

2、基于数字功率源校验技术的分析

一般来说电能表检测技术都是以装置或者系统的方式来进行检测，数字功率源校验技术也不例外。采用这种方法进行检测，能够有效的检验数字电能表的通信误码率以及程序算法错误引发的误差。依据国家溯源的相关规定，量值的测量是一条具有规定不确定度的不间断的比较链，其可以将检测的结果与标准进行有效连接。但在数字电能表检测技术中，由于电压与电流都是通过程序算法计算而来，所以并不能够进行溯源。另外，数字功率源与模拟信号不同，其输出的功率都是相对稳定的情况。但现场的功率则由于种种原因处于变化过程。这就容易造成数字电能表检测不合格。

3、基于模拟功率源检测技术的分析

模拟功率源数字电能表检测技术相较于数字功率源检测有着诸多不同。但从功能性上来看，模拟功率源，无论是在复杂程度上，还是检测的结果的准确性上都有着明显的改善。采用该种检测技术能够准确的模拟现场的实际情况，从而满足数字电能表的各种情况。另外，该检测技术是由服务端（上位机）直接进行控制，能够对误差、断相及丢帧等进行全面检测，从而了解数字电能表的精度及功能稳定性。

五、电能计量检测系统

数字电能表本身可以做到无误差，因此数字电能表校验仪对数字式电能表进行的误差测试本质上是对电能表通信误码率以及电能表的算法误差进行定级，这和常规电子式电能表校验仪有本质的不同。数字电能表的工作方式导致传统电能表校验台（仪）无法对数字电能表进行检定工作，有必要重新设计一个校验装置。该装置必须具备以下几个功能：

一是具备光纤以太网接口；二是链路层可采用IEC61850-9-1或FT3标准格式，在电子式互感器标准中，数字输出的格式为IEC61850-9-1或FT3格式，但按照IEC61850建设的数字化变电站，可能存在电流、电压信号按照IEC61850-9-2标准提供给二次设备的情况，因此电能表校验仪也应具备IEC61850-9-2扩展能力以适应这种应用需求。

结语：

在针对变电站进行改善的过程当中，必须实现对数字电能表的使用。因此，我们也需要提高对计量以及检测技术的重视程度，在不断深化研究的基础上，促使其精度以及稳定性得到真正意义上的提升，这对智能变电站进一步发展有重要作用。从宏观角度来说，对社会以及经济发展也有较为积极的意义。

参考文献：

[1]杨存芬.数字电能计量及其电能表检测技术研究[J].工程技术：全文版：00190-00190.

[2]刘卫新，李斌，高峰.数字化电能计量检测技术研究[J].新疆电力技术，2013（1）：1-4.