智能电表检定装置发展现状

吕付刚 陈媛媛

(烟台东方威思顿电气有限公司 山东烟台 264003)

中国电力系统正在逐步成熟，智能电表作为电力系统重要环节，关键指标准确度受到工程师的关注，对应的智能电表检定装置成为研究热点。其中城网、农网电力系统，正在进行更新升级，新并网设备在功能、结构上与初期一代电能表区别较大。针对当时情况，国家在2002年颁布GB/T11150-2001《智能电表检验装置》，后期为适应新型电能表的更新，2006年颁布JJG597-2005《交流智能电表检定装置检定规程》,在标准制定中，抓住最新版国标《1级和2级静止式交流有功智能电表》与《0.2s和0.5s级静止式交流有功智能电表》中有关电磁兼容与谐波影响问题，更新了现有标准中的漏洞，是现行被行业认可的标准。

1 装置用标准表

现具备采样计算技术的电能表受到行业认可已经占据大部分市场。但模拟乘法器技术因成本低、运行稳定，在部分低端产品中仍继续使用。

1.1 模拟式标准表

时分割乘法器在80年代中期被提出，迅速在全国范围行业内被认可，功率电能测量技术进入崭新的时代。时分割乘法器在准确度方面做到革新，其将输入量与输出量均运用模拟量进行代替，并形成乘积成正比状态。针对交流电压与电流可通过乘法器模拟输入量,其形成输出模拟量能够和瞬时功率完成正比。将乘法器输出信号完成滤波处理,提取直流分量,达到形成平均功率成正比。针对输出的模拟信号，完成U-f(或I-f)计算,形成方波脉冲信号,最终输出数字量。主要依托分割乘法器自身拥有较强的线性关系,能够确保最终结果的准确度。

在测量原理上，模拟式标准表具有很大局限性，存在功能简单,仅能够完成测量有功功率、电能,无法进行功率因素、无功功率、电压、电能、电流、相位、频率等测试工作。同时，模拟式标准表无法轻易实现过程控制，实现成本极高，无法在行业内进行推广使用。

1.2 采样计算式标准表

现阶段电子相关技术日渐成熟，针对单一的宽量程标准表已经进入市场，在标准表中通过电压与电流量程的扩展完成各种量程电能表检定，不用再进行TV、TA信号调整，优化检定的流程，提高了检定效率。采样计算式标准表具备智能化、多功能、宽量限的优势，现阶段相关产品已经占领大部分市场。采样计算式标准表的出现，冲击传统模拟乘法器标准表行业市场，技术的革新转变成产品的换代。现阶段，市场上占有率最高的产品是电子式多功能标准表。

目前,中国的检定装置中，优先安装的是采样计算式标准表。在使用过程中，采样计算式标准表应具备相应的检定负载点，在使用时可以针对不同量程进行检定工作。面对采样计算式标准表的误差分析，确保检验点的测量误差及时检定，成为关键。

《标准智能电表检定的补充规定》是国家电网为进一步规范市场上的标准智能电表的准确度颁布，《规定》中针对检定装置准确度划定级别，并严格地规范检定装置的稳定性。针对0.05级及以上等级标准智能电表提出了明确的规范，检定误差应控制在其他标准电能表67%内。同时针对0.1级及以下等级标准智能电表提出了明确的规范，检定误差应控制在其他标准电能表50%内。完善现阶段检定装置国家标准，规范市场上检定装置稳定性。

2 功率源

在检定装置出现初期，功率源运用的是模拟信号发生电路,其主要构成是振荡器,主要的信号来源是正弦信号,调节信号准确度是通过可变电阻实现,移相通过裂相电路,采用线性电压、功率放大实现必要功率的输出。在以上工作原理下，存在模拟电路稳定性差的情况,难以完成检定装置的过程控制。

现阶段，电子技术不断革新，针对功率源的过程控制产品逐步推出，例如软件校准技术、嵌入式控制技术,改善了初代产品的一些短板。

近年来功率源多采取数字调幅、数字波形合成、数字移相、数字变频技术。信号与功率放大通过线性电路实现,稳定性问题常采用稳幅电路。现阶段，市场上功率源稳定度能够维持在0.01%/100s,优秀的可实现0.005%/100s。同时,功率源优化设立大屏幕液晶显示器,人机交流更加方便。针对相关的检定指标，可按照需求设定输出相位角、电压、功率因数、电流、频率等可任意设置,可以适应不同检定场景。

3 宽量程标准表的问题

近年来智能电表功能逐步完善，检定装置方面要求也越来越高。在早期技术中需要通过调节标准TV、TA，达到不同量程检测工作，现阶段新技术的引入，相关功能的实现操作不再复杂。其功能实现，主要依靠负载点的设立，同时在检定任务开展前需对检验点的误差进行评估。

4 检定操作软件

近年来，智能电能表的检定工作通过电脑实现，相关检定操作软件成为智能检定的重要环节。优秀的检定操作软件，可以将硬件功能实现完善，同时可以简化使用流程，高效完成相关检定工作，用户体验感比较好。相关操作软件经过升级和客户群体的发展，已经达到一定的成熟度。软件的使用在主流市场已经取得认可，并已经实现首检、抽检、周检等日常工作，能够较好实现各个功能的衔接。检定装置自身具备的检定功能，在软件能够很好地实现。同时在自动化程度高的检定装置中，相关负载点之间的转变时间差应控制在切换过程的稳定在10s之内。

5 结语

我国电网建设正在进行中，智能电能表作为电网关键环节功能正在逐步完善，同时对其准确度的要求也日趋严格，其中运用的技术种类也更加多元，这对检定装置相关技术是一种挑战。现阶段智能电表的0.2级是最高等级,但0.1级及以上正在研发中，这对检定装置中的主标准器提出更高要求。

未来国内外检定装置预计将向这几个方向发展:

多表位检定装置研发，国家电网正在高速发展期，每年用电量正在逐步攀升，按户装表是现在实行的制度，电能表的检测工作可预见地会增长迅速。初期初代的检定装置是零星检测，已经无法适应市场的要求。德国EMH公司在90年代初,率先开展多表位检定装置的研发，近期有消息德国SIEMENS与瑞士LADIS&GYR研发出1000块电子表同时检定设备。国内相关产业工程师，紧跟步伐已经研发出具有自主知识产权多表位检定装置。

多功能检定装置研发，市场对检定设备的要求更专业化，例如短时过电流影响分析、波形影响分析(直流和偶次谐波、单次谐波、奇次谐波、次谐波、90°相位触发波形、尖顶波波形影响等)，针对特殊功能的检定装置目前行业尚未成熟。同时,多功能检定装置研发方向还包括异常情况记录、负荷控制分析、铁损铜损分析等。相关附件功能的补充，对检定装置检测的优化，成为行业要解决的热点问题。