电子式多功能电能表在计量管理中的应用

随着电子技术的迅猛发展，大规模集成电路在电能表中得到广泛的应用。电子式电能表与感应式电能表相比，具有测量精度高，过载能力强，功率消耗低，性能稳定可靠，体积小，重量轻，操作简便，易于实现管理功能的扩展、一表多用等特点。全电子式多功能电能表采用高精度计量芯片，完成各种电参数的精密计算及测量，可以实现用户用电量的自动抄收以及银行联网、自动结算电费的技术。  
一、电子式多功能电能表的主要功能 
    1．电量计量功能 
    
　　电量计量功能有两种基本类型：一种是双向电能表，计量正、反向有功和感、容性无功电量；另一种是单方向电能表，计量正向有功和感、容性无功电量，且均有四费率及总电能量计量，无功正、反向电量可设置成任意无功组合。 
    
    2．需量功能 
    
　　需量功能能够使表计实现正、反向有功、无功四象限四费率需量计量功能以及最大需量发生的时间。 
    
    3．分时控制功能 
    
　　分时控制功能是按四费率时段（尖峰、峰、平、谷）分时计量的。以年为周期分为几个时区，每个时区内一天为一个小周期，可分为几个时段，每个时段对应一种费率。可提供四套时段表、四费率、十时段。 
    　
    4．复位功能 
    
　　复位功能可以选择四种方式完成电量存储和需量清零。即（1）手动（2）自动（3）通过485接口（4）通过红外接口。每次复位的时间可以记录下来，并可通过相关协议读出。 
    
    5．按月统计数据 
    
　　按月统计数据功能可以统计上月及本月的用电量和分时电量及最大需量和最大需量出现的时间，用于月用电费的结算及监测用电情况。 
    
    6．实时监视功能 
    
　　实时监视功能能够实时监视电压、电流、功率因数，各相的电压、电流、功率因数及总功率因数，每秒的有功瞬时功率和无功瞬时功率，并且还可以通过相关协议读出。 
    
    7．事件记录功能 
    
    （1） 失压数据及时间记录 
    
　　失压数据及时间记录分别记录各相的欠压次数，欠压累计时间及欠压时间内正、反向有功电量；记录全失压的累计时间、次数。为追补电量提供了可靠的依据。 
    
    （2）断相数据及时间记录 
    
　　断相数据及时间记录分别记录各相的断相次数、断相累计时间以及断相时间内正、反向有功电量。断相数据为累加值，随自动复位时存储。 
    
    8．输入输出接口 
    
    输入输出接口有多种接口接入：
    
    （1）n带光电耦隔离的脉冲数据输出接口；
    
    （2）n红外遥控编程及抄表接口； 
    
    （3）485及远动输出接口；可以实现远方抄表和负荷监测，方便用户对电能表管理功能的扩展。 　
    
    9．负荷曲线记录功能 
    
　　负荷曲线记录是指根据用户的实际用电情况，按照一定的时间间隔连续记录用户现场的实际用电参数。负荷记录时间间隔可由用户自行设置，按照设定的时间间隔对选定的内容进行滚动数据记录，以便绘制负荷曲线。 
    
    10．报警功能 
    
　　报警功能具有光控报警和声控报警两种功能。当事件恢复正常后报警自动结束。
    
    （1） 电子式多功能电能表在河南平顶山供电公司的应用情况 
    
　　我公司现有的35个变电站和变压器容量为315kVA及以上容量的大用电户的电能计量全部采用了电子式多功能电能表。截止2006年4月底，我公司已安装使用电子式多功能电能表800多套，基本上满足了我公司记量管理的需要，取得了良好的效果。 　
    
    （2） 实现负荷监控及远方变电站的自动抄表、校表功能 
    
　　计量装置安装电子式电能表后，可以利用PC机通过RS485通讯接口及脉冲输出端子，完成对电能表数据的采集和传递以及远程自动抄表、校表。通过远方变电站的微机后台管理，可以实现远方变电站的自动抄表、校表功能。电子式多功能电能表取代了九十年代初期安装的定量器，这就完全改变了原来的人工抄表估算负荷的做法，实现了电能表管理无纸化、计算机化，避免了人为干预和人工计算误差，提高了对电量管理的实时性、准确性和电能表管理效率及管理水平。  
    
    （3） 实现分时计费，达到以经济手段提高电网负荷率的目的 
    
　　电力系统生产的特点是发、供、用电同时完成。为解决峰、谷、差不平衡的矛盾，实行分时电价以缓解高峰用电的需求，鼓励用户在低谷时多用电，保证发电机满负荷平稳运行，提高经济效益。电子式多功能电能表可以按照不同的费率时段实施这一功能计费，为分时电价的实施提供了可靠的技术数据。 
    
二、延长表的轮换周期，减轻装校表人员的工作强度 
    
　　电子式多功能电能表的轮换周期为五年。除特殊情况下或表计本身故障外，调前合格率均为100％。另因其性能稳定，故轮换周期长。这样就减轻了校表人员的劳动强度，省去了烦琐的调表程序，减少了校表时间，提高了工作效率。 
    
    1．减少漏计电量 
    
　　电子式多功能电能表可以记录用户因PT保险熔断或二次接线断线造成的少计的失压电量及失压时间。对追加用户电量提供了可靠的依据，使供电企业减少了经济损失。 
    
    2．提高了电能计量装置的准确性 
    
　　现在平顶山供电公司Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类用户的电能计量全部采用电子式多功能电能表。所有表计的误差均控制在其精度等级的50％以内。电子式多功能电能表的应用，减少了PT的二次负载，从而降低了PT的二次压降误差。并且误差稳定、功耗小。关口计量点采用0.5S或0.2S电子式多功能电能表，该表误差曲线平直，灵敏度高，这样就提高了计量准确性。 
    
    3．能满足同一回路各种计量功能的需要 
    
　　对于变电站出线是联络线的电能计量，用一只电子式多功能电能表就可以代替原来四块感应式电能表的计量功能；对于单向计量的用户，只需要安装一块电子式多功能电能表就可以代替原来的两块感应式电能表的计量功能；减少了盘面占位，使现场布局更加合理，更加美观。同时也减少了安装的工作量，降低了故障率，提高了安全可靠性。 
    
三、电子式多功能电能表的校验、运行过程中发现的问题 
    
    1．误差稳定点 
    
　　电子式多功能电能表的误差较小，并且误差曲线较平。JJG596—1999《电子式电能表检定规程》中规定了一块三相三线电子式电能表需要测试32个误差点。那么测试一块双向计量的表计，就需要64个误差点，加上启动、潜动各种多功能的校验，校验一块电子式多功能电能表要用将近48小时。这样校验时间太长。建议：在电能表误差比较稳定的情况下，减少误差测试点。  
    
    2．标准偏差估计值（S％）的测量 
    
　　 JJG596—1999规程规定了测定被检表基本误差时标准表脉冲数的下限值，在此基础上测量的S值与增加脉冲个数测得的S值是不一样的。脉冲数越多，S值越小，所以在测量S值时，还应规定电能表脉冲数的范围。以得到确定的标准偏差。否则会造成测量数据的不一致，影响测量的准确性，造成测量误差。 
    
    3．应提高表计的技术安全性 
    
　　电子式多功能电能表的计数是利用数据存储器，在表计烧坏或不显示时，就不能读取数据。而且电量的清零、预置以及电能表的调整都是通过通信口利用PC机或编程器，不用打开表壳就可以操作。一旦电量被修改，将会造成巨大的损失。目前，有些厂家已经采取了技术措施，在原电能表的基础上增加安全认证的技术手段，以防止电能表通讯口非法修改设置窃取电量，提高电能表的技术安全性。 
    
    4．应提高表计的抗干扰能力 
    
　　由于电子元件的特性，电子式多功能电能表抗干扰能力比感应式电能表要差的多，而且维护较复杂。在雷雨季节，电子式多功能电能表比感应式电能表的故障率明显偏高。同时由于其功能较多，易受外界及通讯信号的干扰，也会造成数据的改变。为此，制造厂家应提高电子式多功能电能表的抗干扰能力，做好数据保护措施。 
    
    5．减少不必要的功能 
　　目前，有的电子式多功能电能表显示内容达几百项，并且有多个时区、时段等。有些功能并不适合我国现有的电价政策，反而给编程、抄表带来不必要的麻烦。实际上功能越多，出现故障的几率就越大，反而会影响电子式多功能电能表的质量。电子式多功能电能表制造厂家应根据用户提出的技术要求，生产适用于用户要求功能的表计，不要盲目追求多功能，这样既节省了资金，也减少了故障率。 
    
四、结束语 
    
　　电子式多功能电能表的应用，对于准确计量电能，适应电价政策及用电现代化管理起到了极其重要的作用。随着电子技术的发展及其在电能计量方面的应用，电能表的功能会更强大，性能会更优异，必将促进电能计量技术的进一步发展。