电能表检定装置的发展与展望

电能表检定装置的发展与展望

20世纪70年代以前，电能表的检查装置非常粗糙。信号源是市政能源的电源。用自助压器和压压器调节电压，用自助压器和高压器调整电压，用感应电相器更改相位，并以0.5级或0.2级电能表为标准表，用手动开关控制校正，人工计算误差差。这种装置的稳定度、失真度、对称度等性能完全取决于市电,无法进行控制,频率也不能调节。进入70年代以后,开始用变压器移相器代替庞大笨重的感应式移相器,用磁饱和式稳压器及以后出现的分立元件电子式稳压器对市电电压进行稳压,并且开始使用光电采样器和控制器,但装置的基本性能并未发生根本性改变。后来将这类产品称为电工式电能表检定装置。80年代中后期,国产电子式标准功率电能表诞生,随后电子式高稳定度功率源问世,使电能表检定装置的性能发生了革命性变化,普通电子式检定装置开始大规模运用。90年代中后期,随着多功能电能表的逐渐应用,以及电力企业政府职能移交,电力企业对自身检定机构进行了改革,提出了工厂化、流水化检定的要求,在普通电子式检定装置发展而来的多功能电子式检定装置开始出现,使电能表校验工作全面步入了全自动、多功能、智能化校验阶段,并且该类装置还在不断的发展中。1光电采样器的调节电工式电能表检定装置一般由低通滤波器、电子稳压器、变压器移相器、自耦调压器、升压器、升流器、标准电压互感器、标准电流互感器、标准电能表、光电采样器、控制器、挂表架等组成。电源首先经低通滤波器滤除市电电源中的高次谐波,以改善波形,然后经电子稳压器进行稳压。电压调节包括自藕调压器和升压器,电流调节包括自藕调压器和升流器。升压器、升流器用于扩展电压、电流量程,同时起到隔离市电的作用,经调节的电压、电流一路直接供被检电能表,一路经标准电流互感器、电压互感器供标准电能表。光电采样器通过感应式电能表转盘光滑边沿及其色标对光线的不同反射作用将转盘转数转换为电脉冲信号,供控制器进行累计,当达到控制器的预定转数时,切断标准表电压线路,再根据标准表脉冲读数与设定读数计算被检表误差。目前全国电工式电能表检定装置已经基本停止生产。2一般电子表管理系统的测试装置2.1主要组成组成普通电子式电能表检定装置的构成一般由电子式程控功率源、电子式多功能标准表(或标准功率电能表)、标准电压互感器和标准电流互感器(有些装置不需要互感器)、误差计算器(有的产品做在标准表内)、误差显示器、数字式监视表、光电采样器、手动控制器、计算机、挂表架等组成。挂表架的表位数根据用户需求确定。三相检定装置的表位数一般有3、6、8、12、16、24等;单相检定装置的表位数一般有6、12、16、24、32、48等。功率源的负载能力(输出容量)由表位数决定。电压输出一般按每只表12VA配置,电流输出一般按每只表20~30VA配置。2.2电能表检定装置在网络带及计量参数中的应用将成为计量单位普通电子式电能表检定装置的工作原理是,程控三相功率源根据计算机发出的指令,输出设定大小和角度的电压、电流,一路直接送被检表,一路标准电压、电流互感器接于标准电能表,计算机根据标准表脉冲读数与设定脉冲读数计算出误差被检表。在这里电压、电流量程切换的作用主要是根据电压、电流的大小,选择标准电压、电流互感器的额定一次电压或电流。随着程控功率源和多功能标准表自动量程切换技术的逐步成熟,一些电能表检定装置已不再使用互感器,不仅降低了成本,减小了体积和重量,而且避免了互感器比差、角差、量程切换继电器接点压降等引起的误差,提高了装置的精度。在电子式电能表检定装置中,各个表位的电能表常数往往可以不同,计算机可以根据输入的不同表位的不同常数自动算出不同表位的设定脉冲数。现代的电子式电能表检定装置已逐步成为智能设备,不但能够按照有关计量检定规程的要求自动检定全部项目,自动计算误差,自动进行数据修约和判定检定结论,打印检定证书和检验记录,而且能够与计算机网络连接,实现区域性计量管理。电子式电能表检定装置一般还配备有手动控制器,以便在计算机或其软件发生故障时,仍能进行手动操作。2.3极管的工作原理检定电能表时,需要采集电能表的电能信息,机械式电能表的转盘和电子式电能表的脉冲指示灯就是电能信息的载体,转盘的累计转数和光脉冲的累计数代表着测得的电能量。光电采样器(俗称光电头)就是采集转盘转数和光脉冲数的专用工具。按其用途可分为反射式和接收式,按固定方式可分为支架式、吸盘式、扣式、磁吸式等。反射式光电头用于校验机械表,它有一个发光管和一个接收管。发光管的光线通过一个凸透镜聚焦,使焦点落到铝转盘边沿附近,铝转盘的光滑边沿将光线反射回来,通过接收管前的凸透镜聚焦后照到接收管,接收管可以是光耦合三极管,也可以是光敏电阻。当光电头正对着转盘上的色标(一般为黑色或红色)时,反射的光线明显减弱。根据接收管感受到的光线的强弱变化,可以将光脉冲变为电脉冲。接收式光电头用于电子表,它只有一个接收管,没有光源,对准电能表上的脉冲灯,直接接收光脉冲信号,然后变成电脉冲信号。在进行机械式电能表的起动和潜动试验时,需要确认机械表是否已经转了一圈,这就需要首先找到色标,这就是色标定位,俗称对色标。对色标的方法很简单,就是先给电能表通电,使转盘转起来,当用光电头检测到色标的前沿(或后沿)时,切断电源,转盘停止转动,色标暴露在正前方,以便下一步操作。切断电源的方式有切断电压和切断电流,前者称为电压对色标,后者称为电流对色标。对于电压对标原理来说,就是在每只被检表电压线路串联一个对标继电器的常闭接点J,对标继电器可以程控,也可以通过一个开关手动控制。手动对标时,给电能表通电,当色标转动到正前方时,合上对标开关,继电器动作,常闭接点断开,表停转。当对标开关断开时,常用接点合上,电压因路接通恢复正常工作。电压对标的缺点是,对标继电器的常闭接点永久性地串接在电压线路中,接点表面会氧化,通断时的火花也会使它受到损伤,这些因素使接点的接触电阻逐渐变大且不稳定,对装置的误差会产生影响,尤其对等级较高的装置,可能会达到不能容许的程度。对于电流对标来说,每一个表位接有一个对标变流器TL,变流器次级通过对标继电器的转换接点J接到被检表电流线圈上,不对标时接点处于位置将变流器次级短路。对标时,给电能表电压线路通电,合上对标开关,继电器动作,接点处于合上位置,通过变流器给电能表电流线路通电;当色标转动到正前方时,断开对标开关,继电器失压,接点处于断开位置,表停转。加到被检表上的对标电流比较小,一般不超过10A。2.4仪器检表自动测定电子式电能表检定装置由于拥有程控功率源、电子式多功能标准表,其技术性能得到极大提高,检定工作更加方便,实现了自动检定,提高了工作效率。其主要功能有:(1)可以检定普通电子式和机械式电能表、多费率电能表、预付费电能表等;(2)按照检定规程要求,对潜动、起动、直观检查、基本误差等检定项目实行全自动检定;(3)自动对色标;(4)可以同时检定不同常数表;(5)每一只被检表都有专用误差显示器;(6)按规程要求自动计算起动试验等待时间和潜动试验等待时间;(7)全自动量程切换;(8)装置设有一个可调节挂表角度的表位,以便进行倾斜影响试验;(9)可集中翻转光电采样器;(10)有标准电能脉冲输出,脉冲常数自动设置,也可人工设置;(11)既可使用计算机自动检表,也可通过手动控制器检表;(12)自动故障检测,保护功能完善,防止误操作带来的危害。3电能表管理系统多功能电能表检定装置的基本原理及结构与普通电子式电能表检定装置相同,其主要在普通电子式电能表检定装置的基础上,加大了计算机软件开发的力度,不仅实现了自动检定,提高了工作效率,而且功能大为扩展,除了满足有关标准和检定规程的全部要求之外,还实现了众多用户的一些实用性和个性化需求。其功能除具有电子式检定装置的所有功能外,一般还具有:(1)检定多功能电能表等;(2)可以按照检定规程要求,对标准偏差、24h变差、最大需量示值误差等检定项目实行全自动检定;(3)可以进行电压影响、频率影响、谐波影响、逆相序影响、电压不平衡影响等影响量引起的改变量的测定;(4)可以测量被检表时钟误差,可使用GPS系统校准被检表时钟;(5)可测量电压、电流、功率、功率因数、相位、频率等参数;(6)可实时显示相量图、同相电压、电流的波形图;(7)可设置和测量2~21次谐波,测量失真度;(8)自动测量各相电压、电流、功率和总功率的稳定度;(9)自动测量三相电压对称度、三相电流对称度和三相相位差之间的最大差值;(10)可以进行走字试验;(11)自动进行数据修约,打印各种报表,报表格式规范;(12)软件支持:条码输入,误差曲线图,用户系统,误差上下限设置,多种检定方案,管理权限设置,周检计划等。4电子检测装置的发展趋势随着电子技术的发展和各种电能表的不断开发运用,电能表检定技术在飞速的发展,至今方兴未艾,当前,电能表检定装置还在不断发展,并呈现以下特点:(1)功能更多样化。已有生产厂家在尝试检定、走字、耐压一体化;(2)产品更个