关口电能计量装置误差的实时监测

黄运蓉

摘要：随着电力事业的发展，电能的计量技术得到快速的发展。电能计量装置的误差一直是影响电力生产的重要问题，笔者通过对电能计量装置产生误差分析，以及采取实时监测的重要性及具体技术的讨论，供该行业参考。

关键词：电能计量;装置误差;实时监测

1引言

电能计量装置是目前电力生产中的重要设备，它对于各项电力指标及维护有着很大作用，面对装置产生的人为误差及系统误差，需要合理的方案加以解决和完善。

2关口电能计量装置误差的分析

2.1关口电能计量的意义及计量装置的组成

在我国，电能属于国民经济中十分重要的可再生二次能源。如今社会电能已得到了普遍的使用，尤其在工业、商业、交通业，共用事业、农业及居民日常生活等，都需要电能的支持。电能的各项使用程度在某些方面能够体现一个国家的发展程度高低以及现代化水平的高低。

关口电能计量的意义在于它是一种特殊的商品，能立刻产生与消耗。由于电力的生产以及其他产品生产模式不同，发电厂发电、供电部门进行供电以及用户用电三部门是整合为一个系统，该系统同时完成，且要互相紧密地联系，缺一不可。

此外，有关部门销售策略、结算策略需要相应的计量器具在这三个部门间进行测量与计算。以得出电能电量，也就是电能计量装置，其中电能表属于用于测量电能的仪表，且是电能计量装置中的核心。其余组成电能计量装置的是互感器及其二次负荷及二次压降装置等。

2.2电能计量标准的要求

电能计量是电力部门用于电能测算及维护的重要工作，根据电力系统的谐波产生特点，得出对电能计量影响方式不一致，现阶段考虑在谐波作用下时的电能计量标准如下：

（1）普通电能表能够准确地反映实际的功率，包括基波及谐波的综合功率大小，也叫做全能标准，是如今国内通常采取的电能计量标准。

（2）电能表只能够反映基波的功率，称为基波电能标准，而不计量谐波的功率。

（3）如果电能表能够分别计量基波功率及谐波功率，其称为谐波电能标准。

2.3电能计量装置产生误差的原因及解决措施

一般的关口电能计量装置的故障及计量的差错是多种多样的，[1]其主要形式主要体现在如下的几个方面：

（1）组成电能计量装置的各个组成部分，如电能表、互感器以及互感器二次回路的本体发生故障，造成电能表或互感器的误差超差或发生二次回路的接触故障。

（2）在计量装置的接线阶段出现错误。

（3）由于窃电行为造成计量的失准。

（4）由于人为抄读电能计量装置以及电量计算的错误。

（5）由于外界的不可抗力因素造成的电能计量装置故障，例如雷击或过负载等。

具体解决方案：

（1）尽量使用性能优良的产品，在电压互感器的二次回路推广方面选择快速自动的空气开关。

（2）使用电能計量的专用电压及电流互感器，避免系统误差。

（3）在有大概率落雷的地区安装相应的电能计量装置，还要在其进线处安设避雷装置。

（4）进行电能表的互感器、二次回路及二次负荷的现场校验工作。.

（5）加强电能计量装置倍率管理，严格封印管理，使其不受人为干涉与破坏，防止窃电行为。

（6）加强对电能计量的实时监控，此为控制电能计量的核心。

3电能计量装置实时监测概述

3.1实时监测的目的

在关口采取专用计能表进行电能计量，在线路母线的运行中引起电能表通过继电器在两段母线间长时间切换，造成与之相连的二次回路压降随之发生变化，因此对电能计量的实时监测十分重要。

此外，由于电能表的互感器在长期在易变化的环境中运行时，二次负荷也会经常改变，高频率的变化会造成电能计量的误差，电能表由于不同原因还会存在失压、断相及超差等问题。在一定时间内，这些问题最终会被发现及消除，但是不能准确地断定，无形中增大了电量的误差。因此，为解决误差问题必须进行实时监测。

3.2实时监测系统的组成

实时监测系统是用于电能计量监测的核心，[2]目前实时监测系统大体有集中式的在线监测系统、分区集中式的模拟总线监测系统以及分布式的数字化在线监测系统。

（1）集中式的在线监测系统

集中式在线监测系统主要利用大量的屏蔽电缆将模拟信号经过传感器引导到控制室的计算机系统，并通过计算机通过扩展外部电路，来记性各路模拟信号的采集，然后进行数据处理和检测。

（2）分区集中式的模拟总线监测系统

分区集中的模拟总线监测系统主要是根据监控设备分布状况，将被测的信号分成许多不同区域，分别进行汇集和选通，之后通过模拟信号传送至控制室的计算机系统。该系统主要是减少现场电缆的数量，在信号抗干扰传输及同步测量上需要进行改进。

（3）分布式的数字化在线监测系统

分布式的数字化系统可从根本上解决模拟信号长距离传输易受干扰、同步测量以及减少现场工作量的问题。采取分布式的系统是由安装在监控设备之上的数据采集及分析系统、控制室内主副控 系统构成。数据采集及处理系统对模拟信号能够达到就地数字化处理的目标，然后通过现场总线将数字化模拟信号传送至主控机。主控机还能够实现测量的同步控制，以及测量时不同参数的控制。

3.3不同实时监测技术的分析

3.3.1远程校准监测技术

一般的电能计量装置远程校准监测系统主要由电能计量装置现场的具体监测设备、通讯网络以及后 台的管理中心组成。该系统通过现场监测设备能够实现对现场每个不同接入计量点的校验信号的采 集、分析与处理和存储及通讯工作，还可以对电能计量装置的误差进行实时检测与实时计算，应用广泛。其监测系统原理及具体表现如表1所示。

表1  远程监测系统原理及具体表现

远程监测系统原理

具体表现

电能表的现场校验工作

在该系统中，对于电能表精度的测试是与如今普通人工现场校验原理及方法完全一致的，通过被检表电能脉冲的输出信号所代表的电能值与标准表在相同时间内累计电能值之间的比较，来计算两者的差别。

对电压互感器的二次压降进行测试

该系统中，测试二次回路压降的方法与一般方法也相同，都通过测量二次回路的始端及末端的电压差值，并将临时测试的长电缆以专用电缆布线的方式固定，通过专门电路模块来进行电压的测算及比较。

对电流互感器的二次回路负荷进行测试

在该监测系统，针对二次回路工作状态的监测主要通过测量回路的导纳值。由于二次回路导纳处于正常工作状态下的导纳值基本不改变，在发生二次回路故障时（匝间短路、荷载能力恶化、开关接触不良、电能表的分流及通道的阻抗值过高等）都可能会造成的导 纳值偏移正常值大小，需要根据具体的实测值进行改变。

3.3.2虚拟仪器实时监测技术

虚拟仪器监测技术主要是通过计算机硬件资源、仪器的硬件、数据的分析处理软件、通信软件以及图形界面之间的有效结合。此外，虚拟仪器拥有传统仪器所具有的信号的采集、信号的处理分与析以及信号输出等基本功能，该系统的基本构成是计算机、虚拟仪器的软件、硬件接口以及测控装置等。相比较传统的监测仪器相比，在电能的实施监测方面虚拟仪器拥有很多优点：

（1）利用关口电能计量的在线监测和远程校准系统研制块化、可重复性使用及互换性等优点，可根据电站需要，选用不同品牌的标准接口产品，使开发的仪器更加高效，且能够缩短仪器的组建及开发时间，增加利用时间。

（2）技术中融入了大量计算机硬件资源。高性能处理器、高分辨率的显示器及大容量硬盘等已经渐渐成为虚拟仪器的必要配置，增强了数据处理、显示及存储等多方面的作用，改善监测的条件，降低监测的误差。

（3）很强灵活性，虚拟仪器功能由用户自定义，可进行计算机平台、硬件、软件及各种应用系统所需附件的自由组合。

（4）凭借计算机网络技术及接口技术使得虚拟仪器更加方便、灵活、互联，能够广泛支持各类工业总线的标准，易于构建自动化的测试系统，最终实现自动化测量及控制。

4总结

关口电能计量装置由于组成结构的电能表、互感器以及互感器二次回路的本体故障或者人为操作失误产生一定的数据误差，对于电站的运行于管理问题很大，因此，通過实时监测系统，采取远程校准监测技术及虚拟仪器实时监测技术等，对于实现电能计量的精确性有很大作用。

参考文献：

[1]康广庸.电能计量装置故障接线分析模拟与检测[J]，中国水利水电出版社，2007（2）

[2]高毅，王思彤.关口电能计量装置运行工况跟踪与分析系统，中国电力，2008（6）