李欣，濮克冰

（江西科晨高新技術(shù)發(fā)展有限公司，江西 南昌 330096）

電子式互感器及智能電能表校驗技術(shù)研究

李欣，濮克冰

（江西科晨高新技術(shù)發(fā)展有限公司，江西 南昌 330096）

隨著我國通信技術(shù)的發(fā)展，供電企業(yè)數(shù)字化變電站也在不斷進(jìn)步，電子式互感器以及智能電表在數(shù)字化變電站中對智能電網(wǎng)的建設(shè)起到關(guān)鍵作用，成為供電企業(yè)所關(guān)注的重點之一。因此，電子式互感器與智能電表的應(yīng)用、在線校驗與實時監(jiān)測的水平與質(zhì)量直接決定了電網(wǎng)能否安全運行。

電子式互感器；智能電表；校驗技術(shù)

隨著計算機技術(shù)在我國的日益普及，通信技術(shù)和計算機應(yīng)用水平也在不斷提高。數(shù)字化變電站自動化技術(shù)也在不斷發(fā)展。目前，數(shù)字化變電站的技術(shù)比較成熟，在很多試點推進(jìn)操作。近年來，由于變電站的形式逐漸轉(zhuǎn)為無人值守并不斷推廣，數(shù)字化變電站正面臨著更大的挑戰(zhàn)。

傳統(tǒng)的電子式互感器或電能表存在較多缺陷，因此，電子式互感器與智能電表的研究工作在我國逐漸展開。二者在我國數(shù)字化變電站的推廣中一方面推進(jìn)了我國數(shù)字化變電站的發(fā)展，另一方面，電子式互感器及智能電表的校驗技術(shù)也需要不斷提高。這就要求不僅需要對二者相應(yīng)性能充分了解，更要結(jié)合經(jīng)驗不斷創(chuàng)新，保證整個系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行。

1 電子式互感器

電子式互感器是一種裝置，由連接到傳輸系統(tǒng)和二次轉(zhuǎn)換器的一個或多個電壓或電流傳感器組成，用以傳輸正比于被測量的量，供給測量儀器、儀表和繼電保護或控制裝置。在數(shù)字接口的情況下，一組電子式互感器共用一臺合并單元完成此功能。

傳統(tǒng)的電磁式互感器以及電流互感器均存在運行缺陷，如絕緣問題與電磁干擾問題中的磁飽和問題。此外，無論是造價還是體積二者均存在著不同程度的問題。隨著我國電力事業(yè)的發(fā)展，行業(yè)要求提升很快，電力系統(tǒng)的容量與傳輸量級不斷增加，種種因素使得這些問題愈發(fā)凸顯。顯然，以往的互感器已無法滿足行業(yè)發(fā)展。而電子式互感器絕緣性能優(yōu)良，絕緣結(jié)構(gòu)簡單；造價低，且隨著電壓等級的升高，其造價優(yōu)勢愈加明顯；在不含鐵芯的電子式互感器中，成功消除了磁飽和、鐵磁諧振等問題；由于電子式互感器的高壓側(cè)與低壓側(cè)只存在光纖聯(lián)系，其抗磁性能較好。

1.1 電子式互感器校驗系統(tǒng)原理

傳統(tǒng)的互感器校驗系統(tǒng)一般采用電路平衡調(diào)節(jié)的方式，過程過于繁瑣，這就在校驗時間上增加了成本。電子式互感器的校驗方法與傳統(tǒng)互感器完全不同，現(xiàn)階段最常見的方法是數(shù)字校驗法。此法需要借助數(shù)據(jù)采集裝置，將標(biāo)準(zhǔn)電磁式互感器與待測電子式互感器的信號錄入計算機中加以軟件分析，整體校驗過程相對簡單。

1.2 電子式互感器校驗技術(shù)

電子式互感器的校驗方式分為離線式校驗與在線校驗兩種。離線校驗由于其校驗過程導(dǎo)致現(xiàn)場校驗效率降低，因此，在線校驗的效率的優(yōu)越性明顯。在線校驗的過程首先需要對電子互感器加以了解和考慮，掌握電子互感器的運行方式、性能、特點。其次，建立信號采集、對比與傳輸通道，從而建立起內(nèi)部電子式互感器信息校驗平臺。通過平臺，可將已采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行高精度在線校驗，最后得出誤差值。

以電子式電流互感器為例，其在線校驗技術(shù)有以下三個方面。首先，在線校驗需帶電操作，這一特征是在線校驗技術(shù)的基礎(chǔ)。通常來說，電子式電流互感器在校驗過程中，需要持續(xù)電流供應(yīng)，一般使用高電壓的電氣設(shè)備作為供電系統(tǒng)。此時，校驗人員需要注意自身人身安全，操作工具、衣物材料、等電位工具均必須采用絕緣材料，操作過程必須根據(jù)規(guī)范，不得違規(guī)操作，以免發(fā)生意外。

其次，在線校驗采用高精度數(shù)據(jù)處理算法。在電子式互感器校驗過程中，數(shù)據(jù)處理算法運行質(zhì)量將直接決定最終校驗的結(jié)果，其主要作用是計算所測電力系統(tǒng)的信號參數(shù)，并確定誤差范圍。在線校驗技術(shù)之所以能夠大幅度提高數(shù)據(jù)的精確性，是因為在線校驗技術(shù)的測試環(huán)境發(fā)生更改。離線校驗采用傅立葉校驗方法，其缺陷是當(dāng)某些干擾因素（如大范圍信號波動）出現(xiàn)時，適應(yīng)能力和相應(yīng)處理能力較差；電子式互感器在線校驗所采用的是信號處理方式，這很大程度上提高了信息處理的抗干擾能力，在數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性上得到了保障。

最后，在線校驗技術(shù)采用搞準(zhǔn)度電流傳感頭，這又是一區(qū)別于離線校驗的明顯特征，也是在線校驗的優(yōu)越性所在。由于在線校驗的校驗環(huán)境是在帶電的情況下，因此對電流傳感頭的精確度也有著很高的要求。目前，行業(yè)中鉗形結(jié)構(gòu)電流傳感頭被普遍認(rèn)為最適于在線校驗的要求。

2 智能電表

圖1 全球智能電表出貨量

如圖1所示，全球智能電表出貨量逐年上升，表明全球智能電表的覆蓋率越來越高，越來越融入人們的生活。因此，智能電表的檢修技術(shù)必須得以重視。

2.1 智能電表的構(gòu)成與工作原理

智能電表有著計量、存儲、顯示、通訊等功能。這些功能的實現(xiàn)就需要依賴智能電表的構(gòu)成元件：電流互感、電壓分壓及計量芯片實現(xiàn)電表計量；顯示部分由LCD或LED液晶驅(qū)動芯片負(fù)責(zé)；信息儲存功能則是由E2PROM等元件共同實現(xiàn)；載波等模塊負(fù)責(zé)實現(xiàn)智能電表的通訊功能。以上所有元件均統(tǒng)一受CPU控制，CPU負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各部分的工作。此外，智能電表還有軟件部分，以此實現(xiàn)用戶所規(guī)定的功能。

智能電表在工作時，對電源電壓和用電點電流進(jìn)行取樣與計算，及時進(jìn)行記錄電壓、電流數(shù)據(jù)以及二者的相位關(guān)系，再對一系列數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得出結(jié)果。這一過程是由智能電表內(nèi)部微處理器完成。一般來說，分別運用分壓電阻或電壓互感器與分流器或電流互感器將電壓、電流信號轉(zhuǎn)變?yōu)榭捎糜陔娮訙y量的小信號，利用專用電能測量芯片將處理后的電壓、電流信號進(jìn)行模擬或數(shù)字乘法，并對電能進(jìn)行累計，最后輸出頻率與電能成正比的脈沖信號。

2.2 智能電表的校驗技術(shù)

（1）報警代碼的校驗。智能電表在實踐過程中，其報警代碼已經(jīng)可以通過顯示屏及時顯現(xiàn)，但不同型號的智能電表的報警代碼的規(guī)定與呈現(xiàn)存在差異。在實際校驗過程中，查看報警代碼這一環(huán)節(jié)卻往往被省略。但是，就安全角度考慮，報警代碼應(yīng)當(dāng)首先被查看。此外，由于報警代碼與智能電表的型號相關(guān)聯(lián)，校驗人員應(yīng)當(dāng)熟悉每一種型號的報警代碼以及其所對應(yīng)的涵義，并在智能電表的發(fā)展中不斷更新。如此才能保證智能電表的安全隱患得以順利排除。

（2）電池電壓的校驗。電池是智能電表不可或缺的元件之一，其主要作用是在外部電源停電時，其保證整個電表時鐘正常運行。但電池本身存在容量限制，元件自身也會耗電，因此，電池電壓不足導(dǎo)致時鐘顯示錯誤的情況在所難免。因此，在進(jìn)行校驗時，智能電表的電池也是必須要檢查的 ，此外還要對智能電表的時鐘的準(zhǔn)確性加以檢查。

（3）電量的校驗。在實際工作中，有時會出現(xiàn)智能電表在累計、存儲停電數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲過程中，組合電量、正向電量與反向電量不一致的情況，這往往是由于程序設(shè)計上的失誤。在實際生活中，有時會出現(xiàn)紅外掌機抄讀電量與液晶顯示電量不符的情況，這是由于紅外掌機抄讀的電量與液晶顯示的電量在實質(zhì)上并非是一個電量，二者分別記錄正向電量與組合電量。一般電量計價時所采用的標(biāo)準(zhǔn)是紅外掌機抄讀的電量，但由于二者的差異便會引起糾紛。因此，在校驗中需對二者電量進(jìn)行對比，檢查是否有差異。

3 結(jié)語

隨著我國通信技術(shù)的發(fā)展，電子式互感器以及智能電表在數(shù)字化變電站中的廣泛運用。由于其對智能電網(wǎng)的建設(shè)的重大作用，為保證電網(wǎng)安全運行，電力系統(tǒng)穩(wěn)定發(fā)展，電子式互感器與智能電表的校驗技術(shù)成為供電企業(yè)關(guān)注的重點技術(shù)。本文簡要闡述了電子式互感器與智能電表相關(guān)校驗技術(shù)，以期對未來校驗過程有所助益。

[1]邵國慶，張豪，王崇林，馮巖，孔華東.數(shù)字化變電站中電能計量及校驗技術(shù)研究[J].電力需求側(cè)管理，2012.

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