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淺議三相多功能電能表的發(fā)展趨勢
點擊次數(shù):1244 更新時間:2012-10-23

淺議三相多功能電能表/的發(fā)展趨勢

    隨著中國的城市和農(nóng)村電網(wǎng)進行大規(guī)模改造、建設(shè)之后,電力系統(tǒng)對三相多功能電能表的需求量迅速增長, 2004年產(chǎn)量估計約70萬臺,以不足全國電能表總產(chǎn)量1%的份額,創(chuàng)造11%的電能表總產(chǎn)值。由此,、國內(nèi)電表企業(yè)紛紛看好商機,抓緊新技術(shù)開發(fā),不斷推出三相多功能電能表的新產(chǎn)品,以滿足電能表市場的應(yīng)用需求。

    與傳統(tǒng)的機械表相比,采用電子計量原理的三相多功能電能表,具有高精度、多參數(shù)測量、諧波功率電能計量等優(yōu)勢。從總體評價,三相多功能電能表還是穩(wěn)態(tài)電力負(fù)荷計量產(chǎn)品,由于其應(yīng)用領(lǐng)域擴大,電力系統(tǒng)對電表不斷提出新的技術(shù)要求,F(xiàn)有的三相多功能電能表性能和品質(zhì),都不能*適應(yīng)電力系統(tǒng)的需求。因此,如何正確把握產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展趨勢,改進產(chǎn)品設(shè)計,將三相多功能電能表技術(shù)水準(zhǔn)推向一個新的高度,無疑是電表行業(yè)和電力系統(tǒng)共同關(guān)注的課題。

一、引進的三相多功能電能/表新技術(shù)

    引進的三相多功能電能表新技術(shù),代表目前上電能表技術(shù)的zui高水平:
1、高精度、長壽命計量
準(zhǔn)確度為0.1%的有功電能計量,超過IEC在線計量的zui高準(zhǔn)確度要求,其誤差曲線的帶寬為+/-0.05%;
0.2 S級三相基波表,具有分相的2—50次諧波有功功率計量;
0.2S級長壽命的電網(wǎng)關(guān)口表,具有電能質(zhì)量計量模塊。

2、高速率、實時測量
交流采樣速率為256點/周波,記錄周期zui短為10毫秒;
電能質(zhì)量計量:63次諧波、電壓閃變、故障錄波78微秒的瞬變,供電可靠性指標(biāo)的記錄為99.9999999%。

3、開放式、高速率通信技術(shù)應(yīng)用
開放式通信協(xié)議IEC62056-61/62/53/46/42,抄表、費率、負(fù)荷控制數(shù)據(jù)交換;
互聯(lián)網(wǎng)通信,自動發(fā)送報警信號、系統(tǒng)運行狀態(tài)刷新、數(shù)據(jù)記錄,通過以太網(wǎng)連接到某些的電量計費系統(tǒng)的關(guān)口表,Web服務(wù)器可直接讀取電表各種實際數(shù)據(jù)、電能質(zhì)量參數(shù),無需任何軟件。

4、三相電能計量芯片
采用低頻濾波法計量諧波無功功率的三相計量芯片,高位∑-△A/D,負(fù)荷動態(tài)范圍1000:1,線性度0.1%,具有溫度測量功能,片上接口可直接與微分電流互感器連接;精度優(yōu)于0.1%的三相SOC單芯片,21位2階∑-△A/D,32位可編程的電能量計算引擎,負(fù)荷動態(tài)范圍2000 :1,片內(nèi)集成:高速8051單片機、硬實時鐘、LCD驅(qū)動電路、看門狗電路、定時器、多種存儲器、多種通信接口等。

5、諧波功率電能計量標(biāo)準(zhǔn)
在歐洲:三相0.01級標(biāo)準(zhǔn)表,具有諧波功率計量功能;建立起諧波有功功率、諧波視在功率的計量傳遞標(biāo)準(zhǔn);
在美國:電能表自動校準(zhǔn)系統(tǒng),在任意波形諧波總含量30%以下,計量準(zhǔn)確度為+/-0.005%—0.05%;高精度三相標(biāo)準(zhǔn)表,在功率因數(shù)低于0.5(60°—90°),計量準(zhǔn)確度為+/-0.02%/功率因數(shù);電能功率標(biāo)準(zhǔn)源,提供七種非正弦信號的無功功率計算方法。
需要指出:盡管IT產(chǎn)業(yè)新技術(shù)的應(yīng)用,推動了進口電能表技術(shù)的快速發(fā)展,但是現(xiàn)在進口的在線電能表產(chǎn)品技術(shù)不規(guī)范,0.1級電能表、任意波形功率和電能計量、0—360°計量等關(guān)注的問題正在探索,電能表誤差穩(wěn)定性、可靠性指標(biāo)尚未量化,器件損壞、數(shù)據(jù)丟失、自檢有誤的情況時有發(fā)生,這些情況說明進口電能表技術(shù)走向成熟還有一個很長的過程。

二、國產(chǎn)三相多功能電能表/新技術(shù)

國產(chǎn)電子式三相多功能電能表技術(shù)開發(fā)起步較晚,近幾年,注重吸收計量技術(shù)與管理經(jīng)驗,強化自主開發(fā),取得了許多新的技術(shù)成果:

1、三相多功能電能表
0.2S級有功功率計量,16位∑-△A/D,160M IPS的DSP,交流采樣速率256點/周波,運行和備用兩套費率時段,負(fù)荷曲線記錄和容量為4M字節(jié)的存儲器,寬電源電壓范圍,互感器合成誤差補償,變壓器銅損、鐵損計算;
三、未來三相多功能電能表技術(shù)的走向

正視現(xiàn)狀,展望未來,需要超前預(yù)測電表應(yīng)用領(lǐng)域和技術(shù)要求的不斷變化,才能正確把握今后產(chǎn)品技術(shù)的走向。

1、應(yīng)用領(lǐng)域的拓展:近幾年,中國的社會用電量迅速增長,全國聯(lián)網(wǎng),特高壓電網(wǎng)建設(shè),百萬千瓦級發(fā)電機并網(wǎng),家居網(wǎng)絡(luò)化進程,電網(wǎng)經(jīng)營管理改進和計量新技術(shù)應(yīng)用等要素,推進電表應(yīng)用領(lǐng)域的擴展,主要是:
從用電計量計費擴大到配電變壓器、變電站的經(jīng)濟管理和用電需求側(cè)管理的計量;
從用戶計費擴大到發(fā)電廠上網(wǎng)電量、跨省電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線交換電量的計費;
從315千伏安及以上的大工業(yè)用戶計費擴大到100千伏安及以上的商業(yè)、非工業(yè)、普通工業(yè)戶的計費,以上電表應(yīng)用領(lǐng)域的擴大,引起計量點總量估計由60萬個擴大到400萬個,電表應(yīng)用需求量前景看好。

2、技術(shù)要求的更新:隨著電表應(yīng)用范圍擴大,電力系統(tǒng)提出許多具有專業(yè)特點的計量要求
傳統(tǒng)計費電表的通用要求,有功、無功電能計量,zui大需量計量,費率時段,單方向、雙方向和不完整的四象限計量,多參數(shù)測量,多種計時要求,多種通信方式,自檢、報警,停電抄表,失壓、斷相、停電、失流、三相不對稱、編程預(yù)置、需量復(fù)位等事件記錄;
新提出的通用要求,運行和備用兩套費率時段,0-360°計量,具有時標(biāo)的視在電能計量,zui小需量計量,Qh計量,溫度誤差自動補償,諧波電壓、電流總含量和諧波污染程度測量,防竊電基礎(chǔ)技術(shù),同時,計費電表要準(zhǔn)確可靠,功能簡單、實用;
關(guān)口表的特殊要求,zui高準(zhǔn)確度提高到0.1級,電表穩(wěn)定性和可靠性指標(biāo)要量化,低負(fù)荷計量,需量周期、費率時段的同步和主、副表實時比對,電表遠程校準(zhǔn)等;
大工業(yè)戶計量的特殊要求,諧波、沖擊負(fù)荷計量,功率越限報警,主變壓器損耗計量,互感器合成誤差補償,電能質(zhì)量計量等;
中等容量戶計量的特殊要求,大電流計量,半波通過電流互感器計量,三相不平衡、不對稱計量;
變電站進線、出線計量的特殊要求,主變壓器損耗計量,變電站的有功、無功、視在電能平衡計量,無功功率控制信號輸出,用戶線路的特殊要求,參照大工業(yè)戶計量的特殊要求內(nèi)容;
配電變壓器計量的特殊要求,停電采集,三相不平衡、不對稱測量,中性線電流測量,變壓器油溫測量,變壓器損耗計量和有功、無功、視在電能平衡,電力線路損耗電量的核實, 等;
用電需求側(cè)管理系統(tǒng)終端的特殊要求,功率越限報警和主動上報,電力負(fù)荷開關(guān)投切信號輸出等。
同時,為整頓與抑制目前出現(xiàn)的對三相多功能電能表功能要求過多,技術(shù)條件出臺無序的情況,建議電力系統(tǒng)按不同應(yīng)用領(lǐng)域制訂統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范。
注:諧波污染程度,暫定義為:非基波視在功率/基波視在功率

3、產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展趨向
三相多功能電能表技術(shù)要跟蹤應(yīng)用需求的不斷變化,也就明示了今后產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展趨向:
電表多門類:由單一的計費產(chǎn)品發(fā)展到關(guān)口計量、配電變壓器計量、變電站計量、大工業(yè)戶計量、中等容量戶計量、用電需求側(cè)管理系統(tǒng)及終端6類產(chǎn)品,分別制訂產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范;
關(guān)口電能表,要發(fā)展高精度、高穩(wěn)定性、高可靠性、快速測量、0-360°計量、多通信方式和協(xié)議,經(jīng)、國內(nèi)同類電表的比較,提出量化指標(biāo)和測試方法;
計費用三相多功能電能表要計量準(zhǔn)確、簡單可靠、講求實用,逐步發(fā)展三相SOC單芯片,開發(fā)具有諧波電壓、電流總含量和諧波污染程度的測量技術(shù),研究溫度、電壓、頻率、相位改變的自適應(yīng)計量;
諧波有功、無功、視在功率電能計量實用化產(chǎn)品,改進諧波下的功率因數(shù)計算方法,推進電能質(zhì)量市場建立與發(fā)展,也為提高冶煉企業(yè)、電氣化鐵路的計量準(zhǔn)確度做準(zhǔn)備;
早期三相多功能電能表需要更新?lián)Q代,要通過調(diào)查研究,提出新一代電表技術(shù)規(guī)范;
基于GPRS通信網(wǎng)的用電需求側(cè)管理系統(tǒng)及終端,要改進實時性和安全性技術(shù),從長遠看,即使將來電力不緊張,用于配電變壓器計量與抄表、居民用電遠程抄表,其發(fā)展前景也很好;
電力網(wǎng)損耗計量與防竊電基礎(chǔ)技術(shù),包括:電量具有時標(biāo),電量波動分析軟件,電量異常報警與主動上報,變壓器、電力線路損耗計量,電力系統(tǒng)節(jié)點、母線和電力線路的電量平衡計量;
全國聯(lián)網(wǎng)、省網(wǎng)的總電量計量、計算和電能量數(shù)據(jù)組網(wǎng),要提到議事日程;
加強國內(nèi)電能質(zhì)量和電能計量標(biāo)準(zhǔn)建設(shè),包括:基波、諧波功率電能計量標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè),進口急需而國內(nèi)缺門的新型計量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備,滿足在線電表新產(chǎn)品計量溯源的要求;
zui后是研究制訂三相多功能電能表質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)與測試方法,提高在電網(wǎng)上運行電表的整體技術(shù)品質(zhì)。


 

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