安裝型電子式電能表檢定技術的分析與思考

1、安裝型電子式電能表檢定技術的分析與思考周飛龍 冰近幾年，隨著技術進步、產(chǎn)品換代，功能強大、性能 優(yōu)越的電子式電能表大量進入電網(wǎng)，在很多地區(qū)已基本取代了 感應式電能表。安裝型電子式電能表也逐漸成為廣大電能計量 檢定人員的主要檢定對象。筆者作為一名基層技術人員，在工 作中發(fā)現(xiàn)安裝型電子式電能表的檢定還存在一些問題以及模糊 不清之處?，F(xiàn)具體分析如下，與大家共同探討。1. 在對檢定過程中的安裝型電子式電能表通電預熱時，應注意采用正確的預熱方法和合理的預熱時間按照JJG596-1999電子式電能表檢定規(guī)程和相關制造標準的規(guī)定，在確定表計電能測量基本誤差之前應對表計進 行充分的通電預熱，預熱時間應滿足表計

2、生產(chǎn)廠家的規(guī)定。而 恰恰生產(chǎn)廠家大都沒有在產(chǎn)品說明書中具體注明通電預熱的時 間要求，使得計量檢定人員無法明確執(zhí)行，以致預熱時間長短 不一、檢定結果產(chǎn)生偏差。雖然由于結構原理上的區(qū)別，電子 式電能表遠比感應式電能表的自熱特性要好，在檢定時對預熱 時間的要求也相應要低，但也不能完全忽視預熱對測量誤差的 影響。特別是對準確度高、計量電能多、用于計量重要對象以 及計量仲裁的表計，一定要在檢定前進行充分預熱。筆者在檢 定中就曾發(fā)現(xiàn)，少數(shù)表計在不進行預熱時，基本誤差超過允許 限值，而充分預熱后基本誤差僅為 1/5 允許限值的情況。筆者通過對幾種類型電子式電能表在不同預熱時間下 的誤差情況進行了試驗，收集了

3、大量數(shù)據(jù)，并選取了其中較為 典型的一組數(shù)據(jù)，如表 1 所示。廠家釀號電探與 禪方式-M_J mm)小丘戾載點下的電舵疙最墓本溟羞40-5ft0-0,2000,205-0.012-0,088DD5LS8)00.0500.070*Q.04S“036丁謳二壁22QY2000470.064a.0520.038XO-236&485O0)A/ firt ifK30-0-0S-0+<Ml600.045-0.0780-0.0SI-0.063-Q.C54-Q.C26DTS21F10+ 0. W50,0072.0040.0?；孑 x22O¥/3Bn20* 0. Q34*0.037*0 06

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5、行充分預熱的必要性。另外，還可發(fā)現(xiàn)不同類型電子式電能表達到熱穩(wěn)定的時間也有所不同，而且與電能表電流采樣方式相關。如：采用錳銅分流器采樣的電能表，因錳銅材料電阻溫度系數(shù)很小（約為0.2 x10-4/C），電阻值幾乎不隨溫度變化，且錳銅片電阻阻值很?。▋H幾百微歐），所以熱穩(wěn)定所需的時間很短；采用電流互感器采樣的電能表，因電流互感器為電磁元件，功率消耗較錳銅分流器大，且線圈所用銅材料的電阻溫度系數(shù)為 0.0043/ C,電阻隨溫度的變化比錳銅材料大得多，其特性受溫度影響也較 大，所以達到熱穩(wěn)定所需的時間相對較長。而霍爾傳感器型電 能表，因霍爾元件受溫度影響較大的特性，達到熱穩(wěn)定所需的 時間也較長。筆

6、者認為，一般來講，在確定電能測量基本誤差之前， 普通安裝型電子式單相表應在最大功率下通電預熱不少于10min；采用電流互感器采樣的電子式三相表預熱不少于 20min； 采用霍爾傳感器采樣的三相表預熱不少于 30min； 0.5 級及以上 安裝型電子式電能表預熱不少于 30min。為了更科學合理地確定通電預熱時間，除零散表計外， 對批量的表計應抽取一定數(shù)量進行自熱試驗，按照電能表從通 電預熱到使表達到熱平衡時的誤差與未達到熱平衡時的誤差之 差值不超過 1/5 基本誤差限的要求，來確定該批表計電能測量 基本誤差前的通電預熱時間。另外，由于通電預熱直接影響電子式電能表的電能測 量基本誤差，與電能表的

7、“快慢”相關。因此，筆者認為啟動 試驗也應該在通電預熱之后進行，這樣才能更準確地反映電能 表實際運行時的靈敏度情況，而這一點在 JJG596- 1 999中并未 明確。對于多功能電能表以及復費率電能表而言，在進行日 計時誤差、時段投切誤差、需量周期誤差的檢測之前，也應對 電能表進行充分的通電預熱。有的計量人員認為，這時的通電 預熱因主要針對晶振電路，所以只需對電能表電壓回路施以參 比電壓，讓表計有工作電源， 晶振電路有外供電源 （非備用電源 ） 即可。而筆者認為，此時的通電預熱應在額定最大功率或額定 基本功率下進行。因為晶控時間開關具有隨溫度變化而產(chǎn)生計 時誤差的特性，而電流采樣回路又是表的主

8、要產(chǎn)熱源，所以，只有在施以參比電流、電壓的情況下，才能真正使表溫度快速 達到熱穩(wěn)定狀態(tài)。2. 在現(xiàn)行的檢定規(guī)程、制造標準中，對安裝型電子 式電能表啟動試驗的結果判定依據(jù)模糊不清，需進 一步完善、明確計量檢定人員都知道，啟動試驗是電能表檢定中的重 要項目之一。這項試驗能夠檢驗表計靈敏度的高低，考核電能 表在規(guī)定的啟動電流下是否具備開始連續(xù)記錄電量的能力，這 對供用電雙方都十分重要。很多電能表在檢定中，都是因為啟 動試驗沒通過而被判定為不合格的。因此，電能表生產(chǎn)廠家以 及計量檢定人員都非常重視電能表的啟動性能。電子式電能表因其結構、原理上的先進性，杜絕了感 應式電能表因摩擦力矩、防潛裝置、止逆裝置

9、、電流鐵芯非線 性等因素引起的靈敏度偏低的現(xiàn)象，有很好的啟動性能。在現(xiàn) 行的電能表檢定規(guī)程中，對電子式電能表啟動電流值的要求也 比感應式電能表相對要高。但是，對照這兩種不同原理電能表 的檢定規(guī)程和制造標準后，筆者卻發(fā)現(xiàn)，感應式電能表的啟動 試驗有具體的時限要求，非常明確、直觀；而對于電子式電能 表，在 GB/T17215-20021 級和 2 級靜止式交流有功電能表、 GB/T17883-19990.2S 和 0.5S 級靜止式交流有功電度表、 JJG596-1999等一系列的規(guī)程、標準中，均沒有對其啟動時限作 任何規(guī)定。這就會導致因對檢定規(guī)程中啟動試驗結果判定方法 的理解不同而產(chǎn)生不同的檢定

10、結論。據(jù)筆者所知，目前業(yè)正在使用的電能表檢定裝置，在 進行電子式電能表的啟動試驗時，都是以如下公式來確定啟動 時限的，如在試驗中超過啟動時限則判定為不合格 :t c=60X 1000/( PqX C式中：t輸出1個電能脈沖的啟動時限，min；Pq JJG596-1999規(guī)定的最小啟動功率， W C一電能表脈沖 常數(shù)，imp/kWh。筆者認為，這也有不妥之處。該時限是以表計在電能 測量誤差為零的前提下，據(jù)啟動功率、脈沖常數(shù)及此條件下輸 出 1 個電能脈沖的時間之間的關系計算得來的，這沒對電能表 在啟動狀態(tài)下的測量誤差予以充分考慮。此時在啟動功率下， 電能表只要是正誤差就可以通過試驗，且不管是多大

11、的正誤差 都會通過，而只要是負誤差則不能通過。這將會使表計生產(chǎn)廠 家有意識地將表計在微小負荷下調(diào)整、制造成為正誤差，以使 表計順利通過驗收。這從公正計量的角度來說，對用戶不公平。因此，筆者建議應在 JJG596-1999 的啟動試驗這一項 目中，對啟動時限作出明確規(guī)定，以此來判斷電能表啟動試驗 的合格與否，以統(tǒng)一啟動試驗的檢定方法，便于檢定人員開展 檢定工作。另外，啟動時限應充分考慮電能表在啟動功率下允 許的電能測量誤差圍，且既要考慮正誤差，也要考慮負誤差； 啟動時限應是一個時間區(qū)間，區(qū)間的最小值以啟動功率下允許 的電能測量最大誤差來確定，最大值則以啟動功率下允許的最 大負誤差來確定。電能表應

12、同時滿足 ： 在時限區(qū)間的最大值，輸 出不少于 1 個電能脈沖；在時限區(qū)間的最小值，電能表應輸出 不多于 1 個電能脈沖，才能判定啟動試驗合格。順便指出，JJG307-1988感應式電能表檢定規(guī)程雖然在啟動試驗中明確地規(guī)定了啟動時限的要求，而且還在啟動 時限的計算中加入了計算系數(shù) (1.4) ，即考慮了感應式電能表在 輕負荷下有較大負誤差的原理性特性。但是，也存在未考慮啟 動功率下允許的電能測量正誤差的因素。因此，筆者認為也存 在不妥之處。3. 在驗收試驗中確定電能表日計時誤差時，應考慮實際運行中的環(huán)境溫度對計時準確度的影響眾所周知，復費率電能表的時鐘是準確控制計量各種 不同費率時段電量的關鍵

13、，時鐘的準確與否會影響到計量各種 不同費率電量的準確性。另外，多功能電能表的事件記錄、最 大需量等功能都與時鐘的準確性直接相關。而在確定了時間預 置誤差基本為零后，其日計時誤差的大小 （ 即晶振頻率的準確 性） 就直接決定了上述功能運行正常與否。由于多功能電能表的晶控時間開關具有隨溫度的變化 而產(chǎn)生計時誤差的特性，電能表生產(chǎn)廠家都對其采取了溫度補 償措施。但各個廠家采取的補償方法并不完全一致，補償效果 也不盡相同。所以，檢定時在規(guī)程規(guī)定的標準溫度下測試的日 計時誤差，并不能完全代表電能表在實際運行中的誤差。筆者 認為，確定日計時誤差時，除了在標準溫度下對晶振頻率進行 測量外，還應對表計在允許的

14、運行極限溫度下進行測量，以得 到多功能表在不同運行狀況下的計時誤差。當然，由于試驗條 件的限制及出于檢定工作效率的考慮，對每一塊電能表都進行 這樣的試驗不太現(xiàn)實，因此建議在驗收試驗中采取抽樣的方式 進行檢測。4. 具有雙回路計量功能的單相電子式電能表，應對零線回路的計量準確性進行檢測目前，由于防竊電的需要，具有雙回路計量功能的單 相電子表越來越受到供電部門的青睞。其防竊電性能，特別是 防止“零火反接，一線一地”的竊電方式，效果十分明顯。所 謂雙回路計量，即表火線和零線回路各有一套電流采樣裝置， 表計取電流采樣信號較大的那一路進行計量。當正常用電時， 兩個回路的電流一致；而采用“零火反接，一線一地”的方式 竊電時，火線回路的電流遠遠小于零線回路的電流。這種計量 特性有效防止了“零火反接，一線一地”這一常見的竊電方式。 從原理可知，雙回路計量單相電子表主、副回路的準 確性同等重要，必須都進行檢定。其主、副回路的檢定連線方 式如圖 1、圖 2 所示。圖 1主回路的檢定連線方式圖 2 副回路的檢定連線方式由圖 2 可知，要實現(xiàn)副回路的檢定，必須改變試驗電 流、電壓的施加位置，而這對于目前普遍采用固定插柱式的單 相電能表檢定裝置根本無法實現(xiàn)。筆者建議，今后應開發(fā)出能 實現(xiàn)主、副回路檢定工作的單相電能表檢定裝置，以開展雙回 路計量單相電子表的雙回路