淺析電子式多功能關口電能表性能評估方法

　　0引言

　　自二十世紀九十年代起，進口0．2S級電子式多功能電能表主導電網關口高端計量，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量差異、把握選型尺度、建立公平的電能表選型機制，讓國產高端電能表進入關口計量主導地位，是電網計量應用部門和電表行業的一個期望。

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

　　目前，關口多功能表缺乏統一的國際標準，國家標準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量差異如何鑒別，是當前電力公司需迫切解決的問題。

　　從2007年起，國家電網公司電能計量器具性能評估實驗室(以下簡稱實驗室)開展了電網關口電能表性能評估方法研究，在儀表型式試驗方法和法定計量檢定規程的基礎上，重點論證、推出關口電能表性能要求，從多方位的視角，引入電能表物理條件改變和算法解析等新技術，探索關口電能表性能評估方法，以期建立起安全、合理、公正的關口電能表選型機制和國產高品質關口電能表設計開發測試平臺。

　　本文將概要敘述關口電能表性能要求、性能評估方法、介紹部分儀表準確度評估實例的初步測試結果。

　　1關口電能表性能要求

　　從廣義上講，儀表“性能”是產品質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相關標準、國家標準行業標準和法制計量檢定規程提出的性能要求。
　　此類要求在相關標準中均有詳述，本文不再重復。
　　第二類，特殊性能要求：采用最新、最嚴的技術標準，由進口0．2S級關口電能表技術條件中，提煉出高于儀表參考標準或這些參考標準中沒有規定的性能要求；由電網對關口計量的需求和電力負荷、運行環境改變提出的性能要求；經剖析國產0．2s級多功能表運行質量問題，需改進、擴展的型式試驗的性能要求。

　　1．1特殊性能要求(第一部分)

　　表示關口電能表適應關口計量的特殊性，需要具備的高水準：

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

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

　　(3)0~360度范圍內有功／無功計量準確，增加臨界相位角計量準確度考核：
　　有功計量904±0．5。、2704±0．5。考核；
　　無功計量04±0．5。、180±0．5。考核。

　　(4)計量誤差的重復性、穩定性
　　從預熱后到1h工作期間的試驗標準差，從預熱后到工作8h、24h的計量誤差改變量考核。

　　(5)批量儀表之間的誤差最大相差±0.06％。

　　(6)無功計量原理要保證在實際諧波負荷下無功計量正確。

　　(7)整個工作溫度范圍內的誤差改變量考核。

　　(8)由其它影響量引起的誤差改變極限，要比IEC等相關標準要求有較大幅度的壓縮；電磁兼容的試驗等級，要比IEC相關標準適當提高；增加電磁干擾下的計量準確度和工作穩定性考核。

　　(9)耐受高、低差10倍及以上的沖擊負荷試驗。

　　(10)儀表常數要保證0.01／a．連續工作期間的最大需量測量準確。

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

　　(12)負荷曲線的存貯容量：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數據。

　　(13)具有遠程報警監控功能。

　　1．2特殊性能要求(第二部分)

　　表示關口電能表適應現代計量需求，需要具備的前沿計量功能：
　　(1)電能質量監測；
　　(2)諧波電能計量與諧波瞬時功率因數、諧波平均功率因數計算；
　　(3)動態負荷下最大需量測量準確；：
　　(4)具有電壓、頻率、相位、溫度改變的自校正能力；
　　(5)高速率、實時測量與記錄。

　　2關口電能表性能評估方法

　　關口電能表性能評估，是指采用現有參考標準和經探索的測試方法，全面鑒別儀表性能的特征與差異。
　　與關口電能表性能要求分類相應，儀表的性能評估項目也分為基本性能評估項目和特殊性能評估項目兩類。

　　2．1基本性能評估項目
　　主要采用IEC相關標準、國家標準、行業標準和法制計量檢定規程提出的方法進行測試，考核儀表性能(質量)是否合格，其主要問題是不能全面、正確地反映關口電能表的特征和現代電子式電能表的技術發展，具體包括：
　　(1)重有功、輕無功、缺乏視在電能計量的準確度測試；
　　(2)測試的負荷、功率因數改變范圍小，難以完全滿足實際應用要求；
　　(3)缺乏非正弦、動態負荷、快速測量等新技術；
　　(4)通信、電能質量、事件記錄只有功能展示，沒有正確的考核方法等。