0 引言
目前電能表現(xiàn)行規(guī)程和相關(guān)標準都是針對實驗室環(huán)境下檢定和檢驗的依據(jù),但在電能表現(xiàn)場儀器校驗檢定中,其準確度受現(xiàn)場溫濕度及電磁干擾的影響程度而不可控制。現(xiàn)通過不同的標準器和不同的儀器校驗檢定環(huán)境,對在線運行的電能表進行現(xiàn)場試驗,得出大量數(shù)據(jù)進行比對,探討完善試驗方法和試驗項目。
1 電子式電能表的工作原理
電子式電能表也稱靜止式電能表,是在數(shù)字功率表的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,采用乘法器實現(xiàn)對電功率的測量,其工作原理框圖如圖1所示。被測量的電壓、電流經(jīng)電壓輸入變換器和電流輸入變換器轉(zhuǎn)換后送至乘法器,乘法器完成電壓和電流瞬時值相乘,輸出一個與一段時間內(nèi)的平均功率成正比的直流電壓U數(shù)字信號,然后再利用功能/頻率轉(zhuǎn)換器,轉(zhuǎn)換成相應的脈沖頻率F,將該頻率分頻,并通過一段時間內(nèi)計數(shù)器的計數(shù),顯示出相應的電能
2 電能表現(xiàn)場在線檢定
現(xiàn)在電能表的檢定變得越來越簡便智能,傳統(tǒng)的儀器校驗檢定方法和長久以來積累下來的關(guān)于電能表檢定工作的寶貴經(jīng)驗是與時俱進學習新的科技知識的基礎(chǔ),目前電能表的檢定都是在試驗室參比條件下對電能表進行檢定。隨著市場的需求,現(xiàn)場非參比條件下對電能表的檢定也是目前研究的方向?,F(xiàn)場的非參比條件對電能表的影響是不可控的,而且現(xiàn)場環(huán)境的實際負荷又是變化多樣的。電能表在現(xiàn)場使用過程中計量是否準確,使用什么方案實現(xiàn)對電能表在非參比條件下的檢定,這是目前急需解決的技術(shù)問題。本次主要對電能表兩個儀器校驗檢定項目進行探索總結(jié),分別是外觀檢查和基本誤差兩項試驗。
2.1 外觀檢查
外觀檢查即是憑肉眼或簡單的工具對電能表的外觀進行判斷是否符合要求的試驗項目。包括銘牌標志內(nèi)容不全、字跡不清晰;內(nèi)有雜物;計度器顯示不清晰或液晶、數(shù)碼顯示器缺少筆畫、斷碼;指示燈不亮;表殼損壞,視窗模糊和固定不牢或破裂;封印破壞等情況進行檢查。重點是電能表基本功能是否正常??赏ㄟ^外觀檢查便可判斷電能表是否存在異常。經(jīng)過用戶和電力部門同意,找到一臺在用電能表,現(xiàn)場打開表箱。對電能表進行檢查,電能表銘牌標志齊全、銘牌字跡清楚、表內(nèi)無雜物、計度器顯示清晰、無缺少筆畫和斷碼現(xiàn)象、指示燈正常、表殼無損壞、電能表基本功能正常、封印完好。說明此項試驗可以現(xiàn)場完成。
2.2 基本誤差
電能表基本誤差的規(guī)定與一般指示性儀表基本誤差規(guī)定的一個重大區(qū)別就是:電能表的基本誤差是用相對誤差表示的;而指示性儀表基本誤差是引用誤差表示的。對電能表基本誤差的要求,遠比一般指示性儀表要高。為了驗證在線檢定電能表的基本誤差是否準確,找了一臺在用電能表進行現(xiàn)場試驗,得出一些數(shù)據(jù)。經(jīng)協(xié)調(diào)確定電能表試驗日期及地點:2019年11月21日10∶00開始,洛陽孟津縣朝陽鎮(zhèn)張凹村一戶家用電表。被試表型號和設備編號及生產(chǎn)廠家等信息:DDZY1001-J型單相費控智能電能表、220V,5(60)A、有功2級、No.000003522290、黑龍江省電工儀器儀表工程技術(shù)研究中心有限公司。通過用不同的標準器、不同的方法對被試品進行四次試驗,得出以下數(shù)據(jù):
(1)試驗標準器:T-203A三相電能表現(xiàn)場校驗儀;準確度等級:0.05級。試驗方法:用T-203A三相電能表現(xiàn)場校驗儀的電壓測試線并入用戶電能表電壓線路,電流線路使用校驗儀電流鉗,測試點根據(jù)現(xiàn)場電能表用戶家里實際負載調(diào)整,試驗數(shù)據(jù)如表1所示。
(2)試驗標準器:TD3100-2三相電能表現(xiàn)場校驗裝置;準確度等級:0.02級。試驗方法:把用戶家供電線路斷電,用TD3100-2三相電能表現(xiàn)場校驗裝置電壓測試線并入用戶電能表電壓線路,電流線路使用電流測試線依次串聯(lián)接入校驗裝置和電能表,測試點根據(jù)現(xiàn)場電能表用戶家里實際負載調(diào)整,試驗數(shù)據(jù)如表2所示
(3)試驗標準器:DZ603-3三相便攜式電能表檢定裝置;準確度等級:0.05級。試驗方法:把用戶家供電線路斷電,卸下用戶電能表,在現(xiàn)場用DZ603-3三相便攜式電能表檢定裝置供電并測試,先將電壓測試線接入用戶電能表電壓線路高低端,電流測試線接入電能表電流線路高低端,測試點根據(jù)上兩次負載測試點調(diào)整,試驗數(shù)據(jù)如表3所示。
(4)試驗標準器:ST-9020單相電能表檢定裝置;準確度等級0.1級。試驗方法:把用戶家供電線路斷電,卸下用戶電能表帶回實驗室檢定。用ST-9020單相電能表檢定裝置按規(guī)程檢定基本誤差項目功率因數(shù)為1時的負載點。試驗數(shù)據(jù)如表4所示。根據(jù)現(xiàn)場試驗和帶回實驗室試驗對比,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場試驗問題還是很多的。
(1)在現(xiàn)場在線試驗過程中會有各種復雜情況,負荷跳變較大情況下無法正常測試被測電能表的誤差。
(2)電能表現(xiàn)場在線試驗時無法控制試驗的負載點,要根據(jù)用戶家里負載大小確定試驗的負載點。
(3)試驗中發(fā)現(xiàn)用鉗表方式試驗時,鉗表連接面有無污染對基本誤差的測量影響很大。所以如果在現(xiàn)場使用鉗表方式試驗時就必須保證鉗表連接面的清潔度。
(4)第二種和第三種現(xiàn)場試驗方式,在日常電能表現(xiàn)場檢定時是不容易實現(xiàn)的。本論文第二種和第三種試驗方式測試數(shù)據(jù)是為了科研而進行的現(xiàn)場測試。是經(jīng)各方協(xié)調(diào),需電力公司配合,斷開電能表供電線路的總開關(guān)才可進行。一般要求現(xiàn)場進行儀器校驗檢定的用戶,就是因為無法斷電,所以目前現(xiàn)場檢定的最好方式還是第一種。
(5)根據(jù)四次試驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),四次基本誤差試驗數(shù)據(jù)基本一致。前三次現(xiàn)場試驗中各負載點的基本誤差最大差值為:0.0988%,從數(shù)據(jù)上來看選擇第一種試驗方式是最簡單且可信度高的方式。根據(jù)第四次實驗室內(nèi)試驗數(shù)據(jù)和第一次對應負載點數(shù)據(jù)比較,基本誤差最大差值為:0.0887%,僅看現(xiàn)場測試的負載點來對比,使用第一種方式進行電能表現(xiàn)場在線儀器校驗檢定是可行的。
(6)根據(jù)四次試驗也可以發(fā)現(xiàn),現(xiàn)場試驗的負載點和實驗室內(nèi)按規(guī)程要求試驗的負載點差別是很大的。日常電能表現(xiàn)場檢定是很難達到電能表標定的滿載情況的,所以能否在僅儀器校驗檢定個別負載點合格的情況下判定電能表合格,還需研究探討。
(7)前三次現(xiàn)場試驗的溫濕度還不是極限溫濕度,接下來還需在高溫和極寒天氣時進行現(xiàn)場試驗,進一步確認現(xiàn)場試驗的可行性。
3 結(jié)束語
此次現(xiàn)場試驗目的是在探討電能表現(xiàn)場在線檢定的可行性。本論文探討了規(guī)程要求的外觀檢查和基本誤差試驗,從而得出結(jié)論,筆者認為目前現(xiàn)場儀器校驗檢定的最好方式還是第一種試驗方法。