数字化电能计量检测技术方案探究

段江洪

摘要：随着智能电网建设的快速发展，当前电网电能的计量正向自动化与信息化转变。数字化电能计量系统包括信息的采集、运输及处理，其运行离不开电子式电压互感器和电流互感器，为电能计量提供了便捷的信息获取途径，避免了资金的过度投入。文章探究了数字化电能计量的检测方案，旨在促进数字化电能计量系统稳定运行和可持续发展。

关键词：数字化电能计量;检修技术;误差分析

一、数字化电能计量系统分析

（一）电子式互感器

电子式互感器大多采用多模光纤传输，光电互感器与二次设备的接口是其主要光纤通道，这两种光纤通道可以保证数据传输的可靠性，以及测量、控制设备的接口规范性。电子式互感器由电压传感器、电流传感器、一次转换器、光纤输出单元和二次转换器构成，一次转换器可以把电压和电流传感单元输出的信号进行转化，使之变成适合光纤传输的信号，再将这种信号传送到二次转换器，二次转換器将其转换为适合合并单元接收的信号，通过光纤通道传输至合并单元[1]。

（二）合并单元

一台合并单元有很多二次转换器数据通道，每一个通道都能传送一台电子式互感器的信号。但是在某些情况下，多个数据通道可以共用一个物理接口，从二次转换器传输至合并单元。合并单元依照自身的运行机制，把传输过来的信息进行录入，根据协议内容对各种信号进行整理与传输，然后以IEC61850格式传输至二次设备[2]。二次转换器获取信号的方式有很多种，还可以从电压互感器中获得信号并传送至合并单元。

（三）数字化电能表

电能表有数字接口和低压信号接口两种。数字接口是光学接口，它根据数字编码信息和时间信息进行信息采集，完成电能的计量。低压信号接口是电气接口，必须与电子式电流互感器一起使用。

二、数字化电能计量系统的误差分析

理论上，数字化电能计量系统是通过光纤传输数据，在形式上为数字量，未对系统中的电压和电流进行二次线路模拟，因此数据在线路传输过程中不会出现误差。另外，具体操作过程也不会受温度等外界因素的影响。因此，与传统电能计量系统相比，数字化电能计量系统误差较小。

但在实际操作过程中，电压信号和电流信号不可能是理想化的周期信号，采样点数在不同周期会有所差异，直接影响数字化电能计量的准确度。电压互感器和电流互感器规格的不同，会导致计量量化系数的不同，量化系数主要通过对电压和电流的实际值计算得出，因此额定电压也会影响数字化电能计量系统的准确性。另外，数字化电能计量系统如果收到不合理的数据信息，则会进行容错处理，因此容错能力也会影响数字化电能计量的准确性。

三、数字化电能计量系统的检测方案

（一）电子式互感器的检测

电子式电压互感器、电流互感器的检测方案是相似的。在检测电流互感器时，升流器提供一次电流;在检测电压互感器时，调压器提供一次电压。在采集器采集数据时，采样同步信号触发器可以根据指令进行采样。将采集到的数据进行傅里叶变换，得到输出的幅值与相对位移，从而计算出被检测电子式互感器的相位误差，完成对电子式互感器的检测。

（二）模拟接口数字化电能表的检测

通过低压标准测试系统和变换单元的组合，可以检测模拟接口数字化电能表的准确度。电能表的检测装置主要由标准源和电压、电流变换单元分组成。该检测系统在其他软件的控制下不仅能对基本误差进行分析，还能够检测出走字、启动、潜动、失压、断相等问题。

（三）数字接口电能表的检测

数字接口电能表具有数字化特征，所以应将其检测重心放在安全性、准确性与稳定性等方面。进行检测时，应参照协议，通过电压和电流的波形信号与网络端口进行配对。该检测系统由上位机软件控制，能累计电能输出脉冲，并送入误差处理器进行比对。

四、结语

随着科学技术的发展，电网电能的计量逐渐向自动化与信息化方向转变。研究电子式互感器、模拟接口数字化电能表、数字接口电能表的检测方案具有十分重要的现实意义。

参考文献

[1]李前，章述汉，陆以彪等.数字电能计量系统现场检定技术研究[J].电测与仪表，2010（10）：25-28. .

[2]艾兵，肖勇，李福超等.基于IEC61850通信协议的新型数字化标准电能表[J].电测与仪表，2014（17）：1-5.