淺析電子式多功能關(guān)口電能表性能評估方法

　　0引言

　　自二十世紀(jì)九十年代起，進(jìn)口0．2S級電子式多功能電能表主導(dǎo)電網(wǎng)關(guān)口高端計(jì)量，而高端電能表巨大的價格差異使電力公司在電能表選型、采購方面面臨重大難題。如何有效鑒別高端電能表質(zhì)量差異、把握選型尺度、建立公平的電能表選型機(jī)制，讓國產(chǎn)高端電能表進(jìn)入關(guān)口計(jì)量主導(dǎo)地位，是電網(wǎng)計(jì)量應(yīng)用部門和電表行業(yè)的一個期望。

　　關(guān)口電能計(jì)量具有電量大、負(fù)荷動態(tài)變化范圍寬、相位改變頻繁、電磁干擾嚴(yán)酷和可靠性要求高等特點(diǎn)。鑒于關(guān)口計(jì)量的特殊性，并不是所有的0．2S級多功能電能表都可用作關(guān)口計(jì)量，在國際上，關(guān)口電能表稱為GTD表(GenerationTransmissionDistributionApplication)而工商業(yè)用戶計(jì)費(fèi)的多功能電能表稱為CI表(CommercialIndustrialApplication)。

　　目前，關(guān)口多功能表缺乏統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)，國家標(biāo)準(zhǔn)提出的多功能電能表特殊要求又具有局限性，高端多功能電能表的性能質(zhì)量差異如何鑒別，是當(dāng)前電力公司需迫切解決的問題。

　　從2007年起，國家電網(wǎng)公司電能計(jì)量器具性能評估實(shí)驗(yàn)室(以下簡稱實(shí)驗(yàn)室)開展了電網(wǎng)關(guān)口電能表性能評估方法研究，在儀表型式試驗(yàn)方法和法定計(jì)量檢定規(guī)程的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)論證、推出關(guān)口電能表性能要求，從多方位的視角，引入電能表物理?xiàng)l件改變和算法解析等新技術(shù)，探索關(guān)口電能表性能評估方法，以期建立起安全、合理、公正的關(guān)口電能表選型機(jī)制和國產(chǎn)高品質(zhì)關(guān)口電能表設(shè)計(jì)開發(fā)測試平臺。

　　本文將概要敘述關(guān)口電能表性能要求、性能評估方法、介紹部分儀表準(zhǔn)確度評估實(shí)例的初步測試結(jié)果。

　　1關(guān)口電能表性能要求

　　從廣義上講，儀表“性能”是產(chǎn)品質(zhì)量特性的重要組成部分，是指儀表本身具有滿足明確或隱含需要的能力特征和特性的總和。

　　關(guān)口電能表l生能要求按其由來分為兩類：
　　第一類，基本性能要求：由IEC相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和法制計(jì)量檢定規(guī)程提出的性能要求。
　　此類要求在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中均有詳述，本文不再重復(fù)。
　　第二類，特殊性能要求：采用最新、最嚴(yán)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，由進(jìn)口0．2S級關(guān)口電能表技術(shù)條件中，提煉出高于儀表參考標(biāo)準(zhǔn)或這些參考標(biāo)準(zhǔn)中沒有規(guī)定的性能要求；由電網(wǎng)對關(guān)口計(jì)量的需求和電力負(fù)荷、運(yùn)行環(huán)境改變提出的性能要求；經(jīng)剖析國產(chǎn)0．2s級多功能表運(yùn)行質(zhì)量問題，需改進(jìn)、擴(kuò)展的型式試驗(yàn)的性能要求。

　　1．1特殊性能要求(第一部分)

　　表示關(guān)口電能表適應(yīng)關(guān)口計(jì)量的特殊性，需要具備的高水準(zhǔn)：

　　(1)功率計(jì)量具有高準(zhǔn)確度
　　有功計(jì)量0．2S級，實(shí)際控制誤差±0．1％，主表與副表誤差最大相差4-0．05％；
　　無功計(jì)量0．5S級，實(shí)際控制誤差±0．2％；
　　視在計(jì)量1．0S級，實(shí)際控制誤差4-0．2％。

　　(2)有功／無功計(jì)量誤差曲線平坦且分布合理
　　負(fù)荷電流范圍0．0021～．1mn(即動態(tài)范圍1：2000)；計(jì)量線性度誤差為儀表準(zhǔn)確度等級的1／10。

　　(3)0~360度范圍內(nèi)有功／無功計(jì)量準(zhǔn)確，增加臨界相位角計(jì)量準(zhǔn)確度考核：
　　有功計(jì)量904±0．5。、2704±0．5?？己?；
　　無功計(jì)量04±0．5。、180±0．5?？己?。

　　(4)計(jì)量誤差的重復(fù)性、穩(wěn)定性
　　從預(yù)熱后到1h工作期間的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差，從預(yù)熱后到工作8h、24h的計(jì)量誤差改變量考核。

　　(5)批量儀表之間的誤差最大相差±0.06％。

　　(6)無功計(jì)量原理要保證在實(shí)際諧波負(fù)荷下無功計(jì)量正確。

　　(7)整個工作溫度范圍內(nèi)的誤差改變量考核。

　　(8)由其它影響量引起的誤差改變極限，要比IEC等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求有較大幅度的壓縮；電磁兼容的試驗(yàn)等級，要比IEC相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)適當(dāng)提高；增加電磁干擾下的計(jì)量準(zhǔn)確度和工作穩(wěn)定性考核。

　　(9)耐受高、低差10倍及以上的沖擊負(fù)荷試驗(yàn)。

　　(10)儀表常數(shù)要保證0.01／a．連續(xù)工作期間的最大需量測量準(zhǔn)確。

　　(11)通信要求
　　具有多種通信方式，可以同時獨(dú)立工作；同一總線上的通信接口，工作狀態(tài)互不影響；支持國際、國內(nèi)常用通信協(xié)議。

　　(12)負(fù)荷曲線的存貯容量：以1分鐘為時間間隔，能存貯l5天以上的各類電能量及電參數(shù)數(shù)據(jù)。

　　(13)具有遠(yuǎn)程報警監(jiān)控功能。

　　1．2特殊性能要求(第二部分)

　　表示關(guān)口電能表適應(yīng)現(xiàn)代計(jì)量需求，需要具備的前沿計(jì)量功能：
　　(1)電能質(zhì)量監(jiān)測；
　　(2)諧波電能計(jì)量與諧波瞬時功率因數(shù)、諧波平均功率因數(shù)計(jì)算；
　　(3)動態(tài)負(fù)荷下最大需量測量準(zhǔn)確；：
　　(4)具有電壓、頻率、相位、溫度改變的自校正能力；
　　(5)高速率、實(shí)時測量與記錄。

　　2關(guān)口電能表性能評估方法

　　關(guān)口電能表性能評估，是指采用現(xiàn)有參考標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)探索的測試方法，全面鑒別儀表性能的特征與差異。
　　與關(guān)口電能表性能要求分類相應(yīng)，儀表的性能評估項(xiàng)目也分為基本性能評估項(xiàng)目和特殊性能評估項(xiàng)目兩類。

　　2．1基本性能評估項(xiàng)目
　　主要采用IEC相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和法制計(jì)量檢定規(guī)程提出的方法進(jìn)行測試，考核儀表性能(質(zhì)量)是否合格，其主要問題是不能全面、正確地反映關(guān)口電能表的特征和現(xiàn)代電子式電能表的技術(shù)發(fā)展，具體包括：
　　(1)重有功、輕無功、缺乏視在電能計(jì)量的準(zhǔn)確度測試；
　　(2)測試的負(fù)荷、功率因數(shù)改變范圍小，難以完全滿足實(shí)際應(yīng)用要求；
　　(3)缺乏非正弦、動態(tài)負(fù)荷、快速測量等新技術(shù)；
　　(4)通信、電能質(zhì)量、事件記錄只有功能展示，沒有正確的考核方法等。