宗和剛，王朝淳

（1.華能瀾滄江水電股份有限公司烏弄龍·里底水電站，云南迪慶674606；2.華能瀾滄江水電股份有限公司黃登大華橋水電廠，云南大理671003）

0 引言

電能表的檢定分為首次檢定和后續(xù)檢定。首次檢定是對(duì)未被檢定過的電能表進(jìn)行的檢定；后續(xù)檢定是在首次檢定后的任何一種檢定，包括強(qiáng)制周期檢定和修理后的檢定，修理后的電能表，其檢定原則須按首次檢定進(jìn)行[1]。水電廠運(yùn)行中的單、三相電能表在進(jìn)行周期性檢定時(shí)，若全部拆回試驗(yàn)室檢定，困難較多，①工作量比較大，任務(wù)繁重；②影響用戶用電；③影響供、售電量指標(biāo)的完成。因此，對(duì)運(yùn)行中的電能表除了采取周期性抽檢的方法外，還可采用現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)的方法[2]。

某電廠在2016～2017年度的檢修工作中，以5號(hào)發(fā)電機(jī)組作為第1臺(tái)檢修對(duì)象，5號(hào)機(jī)組LCU的A5柜安裝有3臺(tái)三相電能表PW1（機(jī)組出口側(cè)主用電能表）、PW2（機(jī)組出口側(cè)備用電能表）、PW3（主變高壓側(cè)電能表）。這3臺(tái)電能表的定檢周期是6年，從封印上可以看到從上次檢定結(jié)束到今年剛好6年，需要按規(guī)定對(duì)它們進(jìn)行檢定。剛好利用本次檢修的機(jī)會(huì)，一并辦理工作票進(jìn)行檢定。在檢定過程中使用了電測(cè)儀表通用檢定裝置AT1022和便攜式電能表現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)儀AT6012對(duì)電能表進(jìn)行了離線和在線兩種方法的檢定，文章詳細(xì)介紹了兩種校驗(yàn)方法并交代了校驗(yàn)過程中需要注意的事項(xiàng)，旨在給電力生產(chǎn)技術(shù)人員提供一定參考。

1 校驗(yàn)裝置介紹

在本次校驗(yàn)過程中主要用到兩種校驗(yàn)設(shè)備：電測(cè)儀表通用檢定裝置AT1022和便攜式電能表現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)儀AT6012，兩種設(shè)備的精度等級(jí)都是0.05級(jí)。在利用這兩種設(shè)備對(duì)電廠電能表進(jìn)行校驗(yàn)之前，需要利用精度等級(jí)為0.01級(jí)的精密儀器對(duì)兩種設(shè)備進(jìn)行校核，確保兩種設(shè)備精度等級(jí)在誤差范圍內(nèi)，并出具檢測(cè)報(bào)告，方可使用。

1.1 電測(cè)儀表通用檢定裝置AT1022

該裝置的電壓、電流輸出經(jīng)過內(nèi)部基準(zhǔn)自動(dòng)跟蹤比對(duì)，精度、穩(wěn)定度更好；配置RS-232、RS-485、擴(kuò)展I/O、以太網(wǎng)、USB、WIFI等接口，方便上位機(jī)操作、程序升級(jí)、改進(jìn)及遠(yuǎn)程故障診斷；另外，該裝置的諧波源性能突出，具備高至63次的諧波輸出，對(duì)三相電源的每個(gè)量分別做出相位和幅度設(shè)置，并有分析圖表，波形圖、柱狀圖和矢量圖可供觀察；因此配備8寸彩色觸摸屏，人機(jī)界面友好、操作使用簡(jiǎn)單。它在科研機(jī)構(gòu)、電廠、電網(wǎng)公司、鐵路、大型工礦企業(yè)等計(jì)量測(cè)試部門和國(guó)家各級(jí)計(jì)量測(cè)試機(jī)構(gòu)等都有應(yīng)用。利用該裝置可檢定示儀表、數(shù)顯表、電量變送器、電能表等，還可檢測(cè)交流采樣RTU，也可作為一個(gè)諧波源輸出諧波?？梢哉f該裝置由于軟硬件功能組合非常強(qiáng)大，已經(jīng)在一個(gè)便攜式的儀器內(nèi)實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)小型實(shí)驗(yàn)室的功能。

1.2 便攜式電能表現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)儀AT6012

該校驗(yàn)儀是新一代的精密交流電測(cè)量?jī)x器，主要用于RTU、交流采樣裝置、保護(hù)裝置和三相電能表等的現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)及各種交流電參數(shù)的測(cè)量（例如：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、視在功率、頻率、相位、諧波、向量圖、電能等）。它采用了32位ARM處理器，高分辨率彩色液晶顯示器，多路16位精密A/D轉(zhuǎn)換器，內(nèi)置0.01級(jí)寬量程電流互感器，并可配置多種電流鉗，具有極寬的測(cè)量范圍和較高的測(cè)量準(zhǔn)確度。采用低功耗電路設(shè)計(jì)，高能量鋰電池供電，可連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間工作。

2 三相電能表的現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)

本次檢修需要校驗(yàn)的3塊表都是由澳大利亞紅相電力設(shè)備公司生產(chǎn)的型號(hào)為MK6E三相電能表。電能表的現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)按照機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)可以分在線校驗(yàn)（此時(shí)機(jī)組處于發(fā)電態(tài)）和離線校驗(yàn)（此時(shí)機(jī)組處于檢修態(tài)或者停機(jī)態(tài)）。下邊以機(jī)組出口側(cè)主用電能表PW1的校驗(yàn)進(jìn)行說明。

2.1 MK6E簡(jiǎn)介

MK6E是為適合現(xiàn)代化電能計(jì)量要求而專門設(shè)計(jì)制造的高精度、高可靠性電能表。它不但具有高準(zhǔn)確性電能雙向計(jì)量的功能，同時(shí)還記錄一系列必需的系統(tǒng)電力參數(shù)。表內(nèi)數(shù)量眾多的寄存器使得MK6E表具有多種復(fù)雜功能，不但保證了電能計(jì)量的正確性，而且實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)記錄及用電管理。

如圖1，MK6E有以下幾個(gè)部分：

（1）1個(gè)2×16位字符的液晶顯示屏。

（2）1個(gè)用于顯示的步進(jìn)按鈕（Select Button）。步進(jìn)按鈕能讓用戶可以按EziView軟件預(yù)編的LCD液晶顯示項(xiàng)一屏屏翻動(dòng)，而不需等待編程設(shè)定的自動(dòng)翻屏?xí)r間才能查看液晶顯示內(nèi)容。

（3）1個(gè)計(jì)費(fèi)復(fù)位按鈕（BillingReset）。MK6E表計(jì)費(fèi)復(fù)位有2種方式：手動(dòng)復(fù)位和自動(dòng)復(fù)位。按手動(dòng)復(fù)位后，MK6E首先把上期寄存器的數(shù)據(jù)加到上上期計(jì)費(fèi)寄存器中，再把當(dāng)前計(jì)費(fèi)寄存器的數(shù)據(jù)傳送到上期計(jì)費(fèi)寄存器中，且把當(dāng)前計(jì)費(fèi)寄存器清零。計(jì)費(fèi)復(fù)位按鈕上備封簽孔以防止用戶任何誤操作，也可以通過EziView軟件設(shè)置使此項(xiàng)功能失效。

（4）2個(gè) LED（分別示為 Pulse1和 Pulse2）。Pulse1的缺省設(shè)置（注：可以更改）為有功電能輸出，脈沖常數(shù)為 5 000 imp/kW·h；Pulse2的缺省設(shè)置（注：可以更改）為無功電能輸出，脈沖常數(shù)為5 000 imp/kvar·h。

（5）1個(gè)用于本地通訊的光電讀寫端口。它既可以采用磁鐵吸附式，也可以采用卡式。

（6）端子蓋。端子蓋用來保護(hù)電壓、電流端口。移去表蓋，可以發(fā)現(xiàn)電壓端口、電流端口、脈沖輸入輸出端口、RS485或RS232通訊端口，備用電池,見圖2。

圖1 MK6E外觀圖

圖2 接線端子及通訊端口

MK6E的主要特點(diǎn)：

（1）三相四線或三相三線一表通用，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況接線，然后通過軟件設(shè)置就能實(shí)現(xiàn)不同接線方式下的電能測(cè)量。

（2）具備輔助電源（AUX）供電和PT供電自動(dòng)切換功能（圖3）。輔助電源供電方式是當(dāng)三相PT電壓斷電時(shí)，電能表從輔助電源中取電。采用輔助電源供電方式時(shí)，即使線路停電也不影響電能表工作狀態(tài)，輔助電源的電壓可以是110/220 V任選，供電的電源優(yōu)先級(jí)可以通過軟件設(shè)定。

圖3 電能表引腳功能圖

（3）MK6E的脈沖輸出有兩種方式，面板上有兩個(gè)發(fā)光二極管輸出，端子板上最多可達(dá)6個(gè)電氣隔離無源脈沖輸出，二者物理性質(zhì)一致，輸出所代表的量及類型可以通過程序任意設(shè)定。

MK6E的基本參數(shù)：

（1）額定電壓：3×57.7 V/100 V，3×100 V或者3×220 V/380 V;工作電壓范圍：57～240 V（相對(duì)于地的電壓）。

（2）額定電流：5 A或1 A。（3）頻率：（1±5%）×50 Hz。

（4）輔助電源的供電電壓：100 V～250 VAC/DC。（5）精度等級(jí)：有功0.2S級(jí)，無功0.5級(jí)。

2.2 PW1的離線校驗(yàn)

離線校驗(yàn)時(shí)，機(jī)組一般處于停機(jī)態(tài)，利用AT1022作為信號(hào)源輸入到PW1進(jìn)行校驗(yàn)。校驗(yàn)之前需要記錄一下底表的讀數(shù)，校驗(yàn)后再記錄一遍電能表讀數(shù)，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行上報(bào)。

2.2.1 接線原理

圖4所示為發(fā)電機(jī)出口側(cè)主用表PW1和備用表PW2的接線原理圖，PT二次側(cè)的電壓信號(hào)線直接與端子排XCPT5上端子9、11、13、15相連，再通過這些端子輸入到PW1的電壓信號(hào)輸入端2、5、9、13；CT的二次側(cè)電流回路為PW1和PW2共用，電流的正向端通過端子排XCPT5上的端子1、2、3輸入到PW1的電流信號(hào)輸入端1、4、8，電流的負(fù)向端通過端子排XCPT5上的端子4、5、6輸入到PW2的電流信號(hào)輸入端3、6、10，最后PW1和PW2串聯(lián)在一起構(gòu)成一個(gè)完整回路。圖5所示，是端子排XCPT5短接原理圖，其中端子4～6短接，7、8短接，9、10 短接，11、12 短接，13、14 短接，15、16 短接，粗線加黑部分是分組隔板，并且端子1～8是試驗(yàn)端子，剩下的是普通端子。

圖4 PW1和PW2接線原理圖

圖5 XCPT5端子短接圖

2.2.2 校驗(yàn)前的安全措施

（1）在上位機(jī)將5號(hào)機(jī)組置為檢修態(tài)；

（2）將5號(hào)機(jī)組LCU的A1、A2、A3柜置為調(diào)試態(tài)，并在調(diào)試按鈕上懸掛“禁止合閘，有人工作”標(biāo)示牌；置于調(diào)試態(tài)的LCU，由于其繼電器插箱的電源掉電，故不管輸入到繼電器的電壓為多大，繼電器都不會(huì)動(dòng)作，防止了繼電器向外開出信號(hào)導(dǎo)致事故。

（3）短接5號(hào)機(jī)組LCU A5柜端子排XCPT5的端子1和4，2和4,3和4；并將端子1～6左側(cè)的劃片劃到右側(cè)。另外，需要拆除5號(hào)機(jī)組LCU—A5柜中端子排XCOM1上的端子1、3、5內(nèi)側(cè)的接線，因?yàn)檫@3根線是電能表與PLC主機(jī)進(jìn)行通信的數(shù)據(jù)線，只有將其斷開，才能保證校驗(yàn)過程中不會(huì)有數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇LC導(dǎo)致誤動(dòng)作。

2.2.3 校驗(yàn)步驟

AT1022開機(jī)之后在觸摸屏上按電能表→四線用功→參數(shù)設(shè)置進(jìn)行選擇，按照電能表的額定參數(shù)和現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際接線方式進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，這里設(shè)置好還需要依據(jù)JJG596-2012《電子式交流電能表檢定規(guī)程》對(duì)校驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行選擇。

解下端子排 XCPT5上端子 9、11、13、15的內(nèi)側(cè)接線，利用導(dǎo)線將AT1022的交流電壓輸出端子Ua、Ub、Uc、Uo分別與上面解下來的線相接，將交流電壓信號(hào)送到 PW1；解下端子排 XCPT5 上端子 1、2、3、4、5、6的內(nèi)側(cè)接線，利用導(dǎo)線將AT1022的交流電流輸出端子與解下來的線相連，具體連接方式是Ia(黃色)與端子1上解下的線相連，Ia(黑色)與端子4上解下的線相連，Ib(綠色)與端子2上解下的線相連，Ib(黑色)與端子5上解下的線相連，Ic(紅色)與端子3上解下的線相連，Ic(黑色)與端子6上解下的線相連。

文章僅對(duì)PW1的正向有功的校驗(yàn)進(jìn)行說明，此時(shí)電能表的脈沖輸出通道1（端子C和端子OP1）與AT1022的電能脈沖輸入端口OS連接。C和OP2為正向無功通道，C和OP3為反向有功通道，C和OP4為反向無功通道，這里功能與通道的對(duì)應(yīng)關(guān)系可以在程序中進(jìn)行修改。

完成上邊的步驟之后，即可開始校驗(yàn)。校驗(yàn)方式選擇連續(xù)，即按校驗(yàn)點(diǎn)的順序進(jìn)行依次校驗(yàn)，并計(jì)算誤差，校驗(yàn)的數(shù)據(jù)會(huì)存儲(chǔ)在AT1022的存儲(chǔ)器中，利用U盤拷貝出來，即可打印。

2.3 PW1的在線校驗(yàn)

在很多時(shí)候，機(jī)組處于運(yùn)行狀態(tài)，此時(shí)如果對(duì)電能表的計(jì)量存在異議，就需要進(jìn)行在線校驗(yàn)。在線校驗(yàn)具有不需要拆卸計(jì)量器具、不需要中斷計(jì)量并且可真實(shí)記錄現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際影響的優(yōu)點(diǎn)，還可節(jié)約人力物力，提高工作效率。

為便于現(xiàn)場(chǎng)操作，現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)儀常采用電流鉗接入電流，不需要斷開線路。由于電流鉗的等級(jí)不會(huì)很高，一般不超過0.2級(jí)，所以現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)儀的等級(jí)一般也可以以0.2級(jí)為限。若采用電流直接接入方式時(shí)，等級(jí)可以提高，通?？蛇_(dá)0.1級(jí)或0.05級(jí)。

在本次檢定中使用的便攜式電能表現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)儀AT6012就是采用電流鉗接入電流。接線過程中遵循電流回路與PW1串聯(lián)，電壓回路與PW1并聯(lián)。具體接線方式如圖6所示。電壓回路，電能表的Va、Vb、Vc、Vn 分別與 AT6012 的 Ua、Ub、Uc、Un 相并；電流回路，電能表的接線端 1、3、4、6、8、10 分別與AT6012 的 Ia+、Ia-、Ib+、Ib-、Ic+、Ic- 相 串 聯(lián) ；AT6012 的 Ia、Ib、Ic端是 A、B、C 三相的電流鉗端子，電流鉗的連接，要注意電流鉗上箭頭的方向要和電流回路的方向一致。然后將AT6012的電能脈沖采樣器安裝好，置于電能表的LED閃光處，進(jìn)行脈沖采集。完成以上工作之后，將AT6012開機(jī)，并進(jìn)行相關(guān)設(shè)置，包括參數(shù)設(shè)置和檢測(cè)點(diǎn)設(shè)置，設(shè)置完成后即可開始測(cè)量。

圖6 電能表的三相四線制接法

3 電能表校驗(yàn)注意事項(xiàng)

式中S：試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差；n:測(cè)量次數(shù)；ri:第i次測(cè)得的相對(duì)誤差（%）；r:各次測(cè)量得出的相對(duì)誤差平均值（%），即：

不管是利用離線式校驗(yàn)還是利用在線式校驗(yàn)，都必須明確幾點(diǎn)。

（1）由于現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)是一種不嚴(yán)格的校驗(yàn)，校驗(yàn)的外部條件達(dá)不到實(shí)驗(yàn)室規(guī)定的檢定條件，最終判斷電能表是否超差，要以實(shí)驗(yàn)室的檢定為主。

（2）由于電能表的三相電壓、電流分別來自于電壓互感器、電流互感器的二次側(cè)，假如互感器的倍率選擇不合適，或者互感器精度降低，都會(huì)對(duì)電能表的校驗(yàn)造成很大誤差[3]。

（3）在進(jìn)行相對(duì)誤差測(cè)試時(shí)，對(duì)0.01、0.02和0.05級(jí)儀表，進(jìn)行不少于10次試驗(yàn)；對(duì)0.1、0.2和0.5級(jí)儀表，進(jìn)行不少于5次試驗(yàn)[4]。按下式計(jì)算儀表試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差（%）：

4 總結(jié)

文章詳細(xì)介紹了利用電測(cè)儀表通用檢定裝置AT1022和便攜式電能表現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)儀AT6012對(duì)水電廠三相電能表進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)的兩種方法。兩種方法比較下來，在線校驗(yàn)由于使用精度不是很高的電流鉗，從測(cè)量結(jié)果上分析可信度不如離線式校驗(yàn)。另外，從安全方面看，在線式校驗(yàn)始終是帶電操作，不是很安全。所以現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)人員應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，綜合考慮，選出適合的方法。

[1]JJG 1085-2013標(biāo)準(zhǔn)電能表檢定規(guī)程[S].北京：中國(guó)質(zhì)檢出版社，2013.

[2]賈海霞.淺談電能表的現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn) [J].科技傳播,2010(14):77-78.

[3]趙淑權(quán).關(guān)于電能表現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)工作的思考[J].中國(guó)科技縱橫,2011(19):316-316.

[4]GB/T 17215.701-2011標(biāo)準(zhǔn)電能表[S].