电能表的在线检定及数据处理

电能表的在线检定及数据处理

朱腾飞

(河北省计量监督检测研究院廊坊分院河北廊坊065000)

摘要：由于城市化进程的加快，电力在城市居民的生活中应用得更多了。电能表是重要的计量器具，在用电过程中发挥着重要作用。然而其检定工作还有一些不足，加大了工作人员的工作难度。本文就电能表检定过程中存在的不足与策略等等进行了探究，希望可以提高其检定水平。

关键词：电能表；在线检定；数据处理

引言：智能电能表作为智能电网的重要组成,既是支撑阶梯电价执行和新能源双向互动的新型智能设备,也是纳入国家法制管理并执行强制检定的法定计量器具。2009年以来,为了加快智能电能表的推广应用,国家电网公司(以下简称国网公司)先后制定发布了智能电能表系列技术标准,推动了电能表智能化检定技术的研发应用,实现了从传统地市分散人工检定模式向大规模省级集中自动检定模式的转变,切实满足了国网公司年均逾6000万只智能电能表的应用需求。

1电能表检定概述

随着智能电能表计量原理、检定手段、业务模式的变革,如何有效确保智能电能表检定装置(以下简称检定装置)的计量准确性和运行稳定性,已逐步成为当前检定装置管理的研究重点。根据法定计量检定机构考核规范的要求,为确保检定装置运行期间的准确可靠,应采用期间核查作为相邻两次量值溯源期间的定期检查手段。增加检定装置的核查频度,能够降低由于检定装置准确度失效而产生的测量不确定性风险,但同时相应也会导致检定工作效率降低、核查工作成本增加。因此,实际的核查频度会参考检定工作的重要程度、成本、风险以及实验室资源及能力等因素综合确定。在大规模自动化检定模式下,检定装置由多功能检定单元和其他配套测试单元组成,通过传输线、AGV(自动导引运输车)、机器人等接驳立体库房构成自动化检定系统[1]。现有的期间核查方法在自动化模式下存在如下不足:一方面,传统核查方法需要对核查标准表进行人工接线操作,因此,为确保操作人员的人身安全,相应的自动化线体必须中断正常的检定工作;而采用物理标准表核查法虽无需人工接线,但其资金投入及线体软硬件改造成本却较高,而且其具有的中断检定工作、设备损耗等固有缺陷,也限制了该方法的推广应用。另一方面自动化检定工作强度和检定数量明显增加,检定装置准确度失效的风险增大,对检定装置核查工作的频度也提出了更高要求,而以现有方法提高频度实施核查,将会直接导致核查成本的增加。

2电能表在线核查模型分析

由于单块普通智能电能表的准确度等级低于检定装置的准确度等级,其检定误差数据仅能反映自身误差而非检定装置的误差。在物理法中,使用准确度等级高于检定装置的物理标准表进行检定,则其检定误差数据可以反映检定装置误差,实现对检定装置的核查。根据中心极限定理,n块同生产批次普通智能电能表的检定数据,其均值可视为虚拟标准电能表的检定数据,且该虚拟标准电能表的准确度等级比单块普通智能电能表的准确度等级提高了n倍。若n足够大,该虚拟标准电能表准确度等级可以达到物理法中标准电能表的准确度等级,即可用于检定装置的核查。普通智能电能表的准确度等级通常为2级,与物理法中的标准电能表准确度等级相差约100倍。如果利用单个检定装置的检定数据构造虚拟标准电能表,需要积累1万数量级的同生产批次电能表检定数据,才能满足检定装置核查准确度的要求。然而单个检定装置的检定速度有限,上述规模的数据积累在检定工作过程中需要的时间较长[2]。为解决上述问题,本方法联合检定同一批次智能电能表的多个检定装置,引入了贝叶斯层次模型,将所要求的检定数据量分摊,统一构建虚拟标准电能表,从而大幅度缩减数据积累时间,也实现了对多个检定装置的同时在线核查。

图1双层层次模型架构图

3电能表的在线检定及数据处理存在的问题及应对策略

3.1电能表轮换周期规定方面

就电能表轮换周期而言，通常都是有具体规定的。一般来说，能够同设备大修相配合的三相有、无功电能表在轮换周期上不会超过5年；磁力轴承以及双宝石的单相有功电能表在轮换周期上一般不会超过10年；其它类型单相有功电能表在轮换周期上也都不会超过10年。由于电能表的一个重要用途是居民用电控制，因此，其轮换应当选择抽检的方式来确定。如果电能表是用作贸易结算的，就需要对其进行强制检定，其轮换周期方面的规定则更为严格。由于轮换方面的知识点较多，很多小作坊在这方面的安装质量非常差，这就使得电能表更换如果根据周期轮换标准来进行就显得没有意义[3]。假如将轮换看作是淘汰也不恰当，这是由于正规厂家生产的电能表就算超过轮换周期，依然能够正常运转使用，从而不会导致资源浪费现象的出现。目前市场上的不少电能表质量都不是很好，因此要结合实际情况，即结合电能表的使用情况与要求，合理地确定电能表的检定周期。如此一来，检定工作人员在工作过程中才有参考的依据，也才可以让电能表发挥自身的作用，从而更好地服务于国家与居民[4]。

3.2电能表检定圈数、脉冲数方面

在实际检定工作中，都是直接计算和输出误差值，而不会显示误差计算得到的圈数或者脉冲数，检定人员的工作就比较棘手了，也无从下手。为了按照规定进行检定工作，检定人员会增大圈数或者脉冲数，下限值被保证了，但是还会存在两个问题：检定时间变长，工作效率低；根据检定装置的原理，误差值会对最后检查的合格与否产生影响[5]。对于这个问题，应该做到，在检定规程中要结合检定装置、被检查电能表的常数、检定圈数和脉冲数进行明确的科学的规定，将误差确定，甚至消除检定圈数或者脉冲数对标准偏差合格性的影响。

3.3电能表规程适用范围问题及建议

按照电能表检定规程的规定，这个规程适用的是参比频率介于五十或六十的机电式交流的电能表的检定。但是在实际的检定工作中，检定人员接触的电能表大部分是电子式电能表，但对于电子式电能表的性能也存在争议。如果完全按照电能表检定规程是不可取的[6]。在电能表的的实际连接中，负载情况又会是难以预测的，会引起虽然电能表已经被检定并且测定合格但是计量仍然不准确的现象，引起使用的不方便。为了应对以上问题，应该不断丰富和完善电能表检定规程的内容增加使用范围，严格按已经完善的电能表检定规程来进行计量检定工作。

结束语：

总之，我国电力行业发展极快，为人们生产与生活带来诸多便利。用电量与用电需求的增长，使得用电不均衡情况较为严重，这极大地影响了电力事业发展。因此，应当重视电能表的检定工作，尽可能地提高电能利用率，走上可持续利用的道路，使电能作用充分地发挥出来。

参考文献：

[1]林伟斌,陈垒,肖勇,钱斌,肖勇,黄松岭,赵伟.电能表现场校验技术研发应用现状及其发展趋势(上)[J].电测与仪表,2016,53(12):1-6+41.

[2]苏慧玲,王忠东,蔡奇新,宋瑞鹏,李纬.大规模智能电能表自动化检定的关键技术[J].中国电力,2016,49(06):126-131.

[3]钱斌,肖勇,林伟斌,赵伟.关口电能表远程在线校验方法及其技术实现[J].电测与仪表,2017,54(18):101-105.

[4]沈明炎.电能表现场校验仪在线测量引入的附加误差的研究[J].质量技术监督研究,2014(05):20-22+26.

[5]何毓函,赵宜贤,翟晓卉.RFID技术在电能表检定系统中的应用研究[J].山东电力技术,2015,42(09):56-59.

[6]王文静.智能电能表的现场运行管理策略研究[J].电测与仪表,2014,51(11):23-27.