智能电能表检定装置性能评价方法研究

智能电能表检定装置性能评价方法研究

张华

国网江西省电力有限公司新余供电分公司，江西 新余 338000

摘要：近年来，我国的科学技术水平随着社会发展不断进步。现阶段，智能电能表的计量公平性与电力企业、电能表制造商以及计量检定装置的生产商密切相关。目前，计量检定只通过检查误差范围来判断是否合格，无法判断在合格范围内的误差大幅波动的隐性故障。通过将所有计量误差检定记录存贮在电能表内，在检定时以当前检定结果与历次误差检定记录计算关键误差检测点的欧式距离；以欧式距离衡量当前误差波动幅度，分析电能表是否存在隐性计量问题。进一步将检定结果进行统计分析，计算每个计量检定装置的欧式距离均值，以此作为计量检定装置的性能评价指标。采用类区块链技术实现了防篡改，保证了误差检定记录的可信度；通过基于欧式距离的误差波动分析，可发现电能表安装前的隐性故障；通过基于欧式距离均值的计量检定装置性能评价指标，实现了对各供应商的设备性能综合评价。

关键词：智能电表；检定装置；计量误差

0引言

电能表是用来测量电能的仪表(又称电度表、火表、千瓦小时表)，指测量各种电学量的仪表。使用电能表时要注意，在低电压和小电流的情况下，电能表可直接接入电路进行测量，而在高电压或大电流的情况下，电能表不能直接接入线路，需配合电压互感器或电流互感器使用。电能表检定装置主要用来检定电能表，其主要功能是在计算机或键盘的控制下，程控电源提供被检表和标准电能表工作时所需的电压和电流；通过采集被检表、标准表的电能脉冲，送入误差计算单元并计算出误差，算出的误差在本地显示并经控制中心送至计算机显示和进行数据处理，达到检定电能表的目的。

1智能电能表检定装置的运行原理

通过计算机设备、键盘等，程控电源能够对应提供被校正的电能表、标准电能表运行中的电压、电流值，标准电能表可以把功率电能脉冲传输至误差计算单元，此单元也能对应收集校表脉冲，而且对应算得误差，通过电能对比的方法来得出误差值，将其呈现在本地，而且通过控制中心，来将信号传输至计算机系统，而且处理这些数据。控制中心则具体负责：误差查询、电压的监测、控制，电流的输出以及电流、电压与功率等的显示等类似功能，再将所收集数据传输到计算机系统，同样经计算机系统来显示，再加以处理。

2计量检定装置的性能评测

2.1接线器工作原理

本智能电能表快速检定接线器体一侧上表面设有弹簧线缆，弹簧线缆的另一端上安装有插针，弹簧线缆与插针的连接处设有挡板，另一侧上表面设有接线柱，器体的边侧对称焊接有安装块，活动板的下表面两侧对称焊接有活动杆，活动杆活动插接在安装块上，活动板上开设有条形孔，插针活动插接在条形孔内，挡板与活动板的上表面相互接触。本智能电能表快速检定接线器在使用过程中，使用插针8替换传统的线夹，将插针8插接在电能表对应的线路接口内，通过橡胶塞10的设计，可增加插针8与连接接口之间的摩擦力，防止插针8脱落，然后将检定装置的导线套接在接线柱1上，拧动限位帽2将其位置固定，即可进行检定作业，通过弹簧线缆7的设计，可自由的改变检定线缆的长度，在拉伸弹簧线缆7后，可向上抬升活动板9，使得活动板9带动活动杆4在安装块6内移动，且弹簧线缆7拉伸的反作用力作用在活动板9上，当活动板9的位置确定后，可拧紧限位栓5，从而将活动板9的位置固定，避免了弹簧线缆7拉伸的弹力作用在插针8上。

2.2键盘通讯异常

计算机键盘在实际输入敲击时出现无信号，或者借助键盘升电压、电流时也无任何反应，随之借助电脑的检定软件来进行检查、校验，依然可以正常工作，故障特征为：键盘不能控制检定设备，则需要检查键盘的电源有无异常。此类故障第一步需要先明确键盘的工作模式、当发现异常则需要检查供电能否达到5V，出现这些问题的主要成因为：RXD连线异常，对此不妨启动万用表的测量连线来连接键盘，当发现连线正常时，则意味着解除了故障。

2.3继电器控制模块

继电器控制模块的功能主要是控制旁路继电器的闭合、断开。模块采用了磁保持继电器，使得继电器的状态不会因为突然掉电而改变原来的状态，保证了检定装置在突发状况下断电后上电的安全性。同时采用隔离PT与隔离CT技术，将检测的各表位之间的电压、电流完全独立开，表位之间互不影响。隔离电压源(隔离PT)是将一路电压信号转化为多路电压信号的装置，不会因为其中一个表位电压的短路而对整个检定系统的电压源造成过载；隔离电流源(隔离CT)是通过互感器原理将电流回路的电流传递到各个检测表位的装置，即使检测表位电流回路断路，电流也可以通过过载检测与继电器控制模块的控制，使电流从“旁路”流过，电流源回路不会有过载现象，减少了对电流源的冲击。这样双重保险的设计将大大减少检测系统中电压源与电流源的设备损坏，保证了检测设备和检定人员的安全。

2.4输出大电流的警报故障

当检定电流的量程达到30A三相电表的程度，电流能够百分之百地输出，试验点转换至300%过程中，检定装置将发出警示信号，意味着存在电流报警信号，出现这一问题一般是由于电流回路接触电阻超出规定范围，或者电流回路内部的某个点接触不良，等所引发的故障问题。对于此问题和故障的最直接处理方法就是把电流切换至警报档，再对应调节电位器，让电流在上下40%范围内变化，再观察电流有无警示信号发出。当一切正常时，则能判定属于电流回路接触不紧密所导致，对应检查电流输出线、台体电流线等有无变松、腐蚀生锈等问题。要结合现实条件，借助质地较细的砂纸来对腐蚀部位进行摩擦处理，从而恢复这一部分的正常导电性能，达到紧密接触，也可以尝试调换更粗的连接线，并对应拧紧变松的螺栓，以此来解除大电流警报故障。

2.5温度检测模块

温度检测模块通过温度传感器实时采集检定装置电流端子的温度，并把检测到的温度实时与设定的温度阈值做对比，当实际温度超过阈值温度的时候，温度模块会向 CPU 发送一个电平信号，当 CPU接收到由温度模块发送出来的电平信号之后会立即对继电器控制模块下发“旁路”指令，使该表位的旁路继电器闭合从而切断经过电表的电流保护设备避免因高温损坏。

3结语

本文提出了1种采用类区块链技术的防篡改误差检定记录在电能表内存贮的方法，并设计了利用历次检定记录的误差波动范围分析的电能表计量性能评价方法。同时，本文还提出了利用检定记录中的关键计量检测点的误差值计算的欧式距离均值对检定装置的性能评价方法。电能表计量性能评价方法可提前发现电能表存在的隐性计量问题，避免问题电能表被安装到用户处。检定装置性能评价方法可作为对电能表厂和检定装置制造商的计量技术与管理水平的考核依据，使电能表的量值溯源管理的技术可信度大幅提升。

参考文献

[1]杨舟，刁大成，路慧杰，等．电能表可靠性试验方法研究综述及展望［J］．电测与仪表，2020，57(9):17-25．

[2]张文嘉，江小昆，王妲，等．基于误差在线自诊断技术的智能电表设计［J］．自动化仪表，2020，41(4):16-22．

[3]薛阳，张蓬鹤，王雅涛，等．智能电能表可靠性评价方法研究与探讨［J］．电测与仪表，2016，53(13):90-94．

[4]啜斌，刘卫强，刘晓霞，等.三相智能电能表检定的一种改进接线方式［J］.电子世界，2015，(21):184～185.

[5]陈宣廷.三相智能电能表检定的一种改进接线方式思考［J］.科技展望，2017，27(08):93.