智能電表計(jì)量誤差來(lái)源及抑制方法

劉曉華 李祥

摘要：隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，智能電能表已經(jīng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)電能表進(jìn)入我們的生活，多功能全電子式電能表已經(jīng)成為過(guò)去。智能電表使用電管理工作更加方便快捷，也有助于提高防竊電水平。智能電表計(jì)量是否準(zhǔn)確，會(huì)對(duì)用戶、供電企業(yè)產(chǎn)生影響。所以，要進(jìn)一步加強(qiáng)計(jì)量誤差研究，采取措施，盡量減少誤差。

關(guān)鍵詞：智能電表;計(jì)量誤差;抑制

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，電力系統(tǒng)飛速發(fā)展，智能電能表應(yīng)運(yùn)而生，并且得到了廣泛使用，在智能電網(wǎng)中有著重要位置。然而，智能電能表也會(huì)存在一些誤差，需要探究計(jì)量誤差來(lái)源，探討誤差抑制措施。

1.智能電表誤差來(lái)源

1.1電表自身的誤差

電表計(jì)量誤差，首先要排查是否電表本身存在誤差。電表可能由于設(shè)計(jì)問(wèn)題出現(xiàn)誤差，設(shè)計(jì)不合理，會(huì)直接影響到計(jì)量準(zhǔn)確性?？赡軙?huì)在運(yùn)輸、安裝的過(guò)程中受震動(dòng)、磕碰等出現(xiàn)問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致誤差。

1.2校表參數(shù)問(wèn)題

正確的校表參數(shù)才能保證電能表的準(zhǔn)確計(jì)量，校表參數(shù)存儲(chǔ)在電能表的存儲(chǔ)器中。計(jì)量芯片的校表參數(shù)加載過(guò)程：上電后計(jì)量芯片復(fù)位，校表寄存器初始化為默認(rèn)值，CPU從存儲(chǔ)器中讀取正確的校表參數(shù)，將其寫(xiě)入計(jì)量芯片，此時(shí)計(jì)量芯片才能準(zhǔn)確計(jì)量，若以上過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤則不能達(dá)到準(zhǔn)確計(jì)量的效果。軟件設(shè)計(jì)中，可能數(shù)據(jù)讀寫(xiě)未進(jìn)行容錯(cuò)處理，也可能參數(shù)存儲(chǔ)備份不足，就可能導(dǎo)致參數(shù)讀取錯(cuò)誤，進(jìn)而使計(jì)量芯片在錯(cuò)誤的配置參數(shù)下運(yùn)行，導(dǎo)致計(jì)量失準(zhǔn)。

1.3電壓、電流互感器影響

電壓、電流互感器也會(huì)導(dǎo)致電表出現(xiàn)誤差。首先，電壓、電流互感器質(zhì)量不足，準(zhǔn)確性不高，就容易影響電表準(zhǔn)確性。當(dāng)前，基于國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，電流、電壓互感器負(fù)荷在25%～100%，功率因數(shù)0.8～1.0，使用中的互感器應(yīng)將誤差控制在標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)以內(nèi)。設(shè)計(jì)需要結(jié)合實(shí)際運(yùn)行環(huán)境，而實(shí)際運(yùn)行時(shí)，互感器運(yùn)行在25%～100%負(fù)荷下才能保證準(zhǔn)確度。如果負(fù)荷過(guò)大或者過(guò)小，就會(huì)影響計(jì)量準(zhǔn)確性。

1.4潛動(dòng)性能影響

實(shí)際運(yùn)行電流處于標(biāo)定5%-10%以下視為輕載。對(duì)電表而言，潛動(dòng)、啟動(dòng)相互矛盾，要提高靈敏度，就要考慮抗干擾水平，找到二者的平衡點(diǎn)，如此一來(lái)必然會(huì)影響準(zhǔn)確度，因此誤差往往很難避免。很多計(jì)量芯片都有空載閾值，有防潛動(dòng)性能。通常，計(jì)量芯片的潛動(dòng)閾值允許通過(guò)設(shè)置寄存器調(diào)節(jié)。

1.5其他因素引起的誤差

電能表使用中會(huì)受到各種因素影響，導(dǎo)致出現(xiàn)電能計(jì)量誤差。例如電表工作電壓、電流，環(huán)境電磁、溫度差異等。雷擊也會(huì)影響通訊模塊、線路，可造成損傷，影響準(zhǔn)確性。電表箱需要一定的環(huán)境干燥水平，如果外界氣溫高、潮濕，箱內(nèi)環(huán)境就可能受影響，濕熱會(huì)影響散熱，也可能引發(fā)短路問(wèn)題。

2計(jì)量誤差抑制

2.1優(yōu)化設(shè)計(jì)

要保證計(jì)量準(zhǔn)確，降低誤差，需要提高電表的采樣信號(hào)、計(jì)量電路質(zhì)量。在設(shè)計(jì)工作中，要進(jìn)一步優(yōu)化電路，提高元器件選擇科學(xué)性。要考慮到電路板上不同元器件間可能存在的干擾問(wèn)題，盡量控制一致性誤差。設(shè)計(jì)中，對(duì)于采樣電路，如果采樣使用的是錳銅電阻、電阻網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)注意電阻要溫度系數(shù)低并且穩(wěn)定性高。科學(xué)選擇核心計(jì)量芯片，對(duì)于提高電表性能有重要作用。

2.2生產(chǎn)過(guò)程控制

要進(jìn)一步規(guī)范生產(chǎn)，推進(jìn)生產(chǎn)流程標(biāo)準(zhǔn)化。采用現(xiàn)代自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)，提高產(chǎn)品誤差一致性;根據(jù)工藝流程要求，以超聲波完成設(shè)備清洗工作，注意定期更換清洗液，確保清洗效果;確保三防漆噴涂符合技術(shù)要求，應(yīng)高溫烘干處理后再噴涂三防漆，同時(shí)保證噴涂作業(yè)均勻、厚度達(dá)標(biāo)，注意三防漆材料選擇，當(dāng)前進(jìn)口的一些醇酸樹(shù)脂效果更佳。

2.3控制校表參數(shù)

a、參數(shù)存儲(chǔ)：現(xiàn)在的電表參數(shù)一般有多重備份的存儲(chǔ)機(jī)制，并且參數(shù)存儲(chǔ)時(shí)是帶校驗(yàn)的。智能電表計(jì)量部分的參數(shù)應(yīng)用了多重分散備份，每個(gè)參數(shù)帶有單獨(dú)的CRC校驗(yàn)，可有效避免電表運(yùn)行過(guò)程中由于各種干擾對(duì)電表參數(shù)產(chǎn)生的影響。

b、參數(shù)讀寫(xiě)：電表上電后先初始化參數(shù)，即從存儲(chǔ)芯片中將參數(shù)讀取出來(lái)。計(jì)量參數(shù)在校表時(shí)寫(xiě)入存儲(chǔ)芯片，在校表過(guò)程中，電表通過(guò)校表程序?qū)τ?jì)量芯片的各個(gè)增益寄存器的增益值進(jìn)行計(jì)算，并將計(jì)算所得結(jié)果寫(xiě)入存儲(chǔ)芯片。存儲(chǔ)時(shí)，各個(gè)寄存器增益值作為單個(gè)參數(shù)存儲(chǔ)，每個(gè)參數(shù)帶有單獨(dú)的CRC校驗(yàn)。計(jì)量芯片內(nèi)部作為檢驗(yàn)芯片的計(jì)量寄存器值是否發(fā)生改變的判斷依據(jù)，校表成功后，將此校驗(yàn)和寄存器的值也單獨(dú)作為一個(gè)參數(shù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)芯片中。

當(dāng)正常上電時(shí)，讀取存儲(chǔ)芯片中的計(jì)量參數(shù)，確認(rèn)CRC校驗(yàn)正確與否。假如正確無(wú)誤，再寫(xiě)入與芯片相對(duì)應(yīng)的寄存器。如果不正確，則讀取下個(gè)備份區(qū)的對(duì)應(yīng)參數(shù)。寄存器增益值需要全部寫(xiě)入計(jì)量芯片，之后讀取芯片參數(shù)校驗(yàn)，對(duì)比存儲(chǔ)芯片中的參數(shù)，假如一致，代表計(jì)量參數(shù)正確完成初始化，假如不一致，需要重新初始化處理。

c、參數(shù)校驗(yàn)：電表運(yùn)行中，設(shè)定每秒檢查計(jì)量參數(shù)情況。假如運(yùn)行中察覺(jué)芯片校驗(yàn)寄存器值有異常變化，則代表計(jì)量芯片參數(shù)有問(wèn)題，此時(shí)需要將計(jì)量芯片再次初始化處理，確保計(jì)量芯片在正確的參數(shù)下工作。

2.4減少使用帶來(lái)的誤差

如果電表設(shè)計(jì)有問(wèn)題，則帶來(lái)的誤差往往難以處理。使用問(wèn)題帶來(lái)的誤差則可以通過(guò)規(guī)范使用、提供良好工作環(huán)境避免。在實(shí)際工作中，不同用途、場(chǎng)合均有不同的電表要求，需要在選擇時(shí)根據(jù)實(shí)際情況，選擇適用的電表型號(hào)，再選擇科學(xué)的接入方式。電表校準(zhǔn)環(huán)境不同，也會(huì)帶來(lái)誤差，應(yīng)注意到環(huán)境的影響，在適宜的環(huán)境下校準(zhǔn)。假如校準(zhǔn)后依然有誤差問(wèn)題，則電表可能存在問(wèn)題，需要及時(shí)更換電表。

2.5減少互感器帶來(lái)的誤差

互感器會(huì)對(duì)電表計(jì)量的準(zhǔn)確性產(chǎn)生很大影響。通常情況下，電流互感器性能情況與精度高低有很大關(guān)系，性能優(yōu)異的互感器，損耗也低。實(shí)際工作中，因互感器導(dǎo)致的電表誤差問(wèn)題有很多。由于計(jì)量二次回路存在阻抗，互感器二次回路存在壓降，根據(jù)相關(guān)規(guī)程規(guī)定，電能計(jì)量裝置中電壓互感器二次回路壓降應(yīng)不大于其額定二次電壓的0.2%?？梢酝ㄟ^(guò)減小接觸電阻，降低二次回路壓降，可以提高計(jì)量精度，進(jìn)而減少計(jì)量誤差。

2.6妥善處理各類電表故障

電氣設(shè)備會(huì)出現(xiàn)各種故障，電表也不例外。實(shí)際工作中，技術(shù)人員必須熟悉電表設(shè)備結(jié)構(gòu)、工作原理，具有相應(yīng)的故障判別能力。智能電表故障會(huì)影響運(yùn)行質(zhì)量，進(jìn)而影響計(jì)量準(zhǔn)確性。所以，一旦發(fā)現(xiàn)故障，必須盡早排查，明確故障原因，對(duì)于故障電能表及時(shí)更換，盡早排除故障。

結(jié)論

現(xiàn)如今，智能電表已經(jīng)進(jìn)入千家萬(wàn)戶，其表現(xiàn)出高可靠性、低誤差、高性價(jià)比等特點(diǎn)。計(jì)量是電表基本功能，準(zhǔn)確性不足會(huì)對(duì)用戶、供電企業(yè)造成很大影響，并可能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)上的糾紛。計(jì)量失準(zhǔn)與設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、使用等均有關(guān)系，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)之初就要充分考慮不同設(shè)計(jì)下電表的穩(wěn)定性，在后續(xù)的產(chǎn)品測(cè)試及應(yīng)用過(guò)程中積極發(fā)現(xiàn)缺陷并優(yōu)化，同時(shí)做好電表的保護(hù)與狀態(tài)檢修工作，盡力確保電表計(jì)量準(zhǔn)確。

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