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电力检测技术 / Power detection

检测技术 / Power detection

电子式电能表在计量管理中的重要应用

时间:2009/12/29   来源:华天电力  阅读:8800

        电子式电能表又被称为静止式电能表,是一种近几年发展很快的一种新型电能表,随着电力市场经济发展需求,以及微电子技术的发展,电子式电能表以其独特功能,在电力生产自动化、电能计量智能化及用电管理中得到广泛应用,而且需求越来越高。为正确计量电能及合理收费,电子式电能表起到极为重要的作用。

        电子式电能表是一种工作原理与传统的感应式电能表完全不同的新型电能计量仪表,随着电子技术的发展,电子元器件质量的提高,一些国内、国外生产的单相、三相电能表已逐步被推广使用。在使用中不但逐步改变了“电子式电能表不可靠、不稳定”的旧观念,而且展示了电子式电能表性能和功能上的许多优点。现在普遍使用的感应式电能表由于受其工作原理和制造工艺,制造材料等方面的制约,在降低表计功耗,提高表准确度和开发表计的功能方面是有限度的。而电子式电能表在这些方面有明显的优势,我单位电子式电能表已经安装近三万只,电子式电能表在计量管理中的优势越加显著。结合我单位使用情况及目前电子表的应用实践,从以下几方面进行探讨。

        一、电子式电能表与感应式电能表性能的对比

        1、功耗和起动试验的对比

        根据GB/T17215-98规定的参比条件下,通过整机功耗的测试和起动试验可得出电子式电能表功耗通常为感应式电能表的三分之一;电子式电能表由于采用了电子线路原理使得起动功率仅为感应电能表的十分之一上下且灵敏度可做得较高。所以较小的功耗和良好的起动功率灵敏度对公平收取电费以及降低配电线路损耗有积极作用。

        2、误差的对比

        在5%Ib-400%Ib范围中测量两种单相电能表的误差,我们发现:

        (1)电子式电能表误差变动小,感应式电能表误差变动较大。

        (2)低负荷时,电子式电能表的误差偏正,感应式电能表而出现较大的负误差。

        3、供电技术指标变化对误差的影响

        我们做了电压、频率、功率因数、谐波变化等指标对表计误差影响的实验。从对比实验中可看出:

        (1)感应式电能表在低电压时误差偏正,高电压时误差偏负。
        (2)感应式电能表在感性负荷时误差偏正,容性负荷时误差偏负。

        (3)谐波对电能表误差影响较大,其中三次、五次、七次谐波对表计误差影响较大。当用户向电网送出谐波时,感应式电能表的误差偏正,且变化较明显;电子式电能表的误差偏负,但受影响较小。谐波用户与非谐波用户表计误差变化正好相反。

        总之,电压、频率、功率因数以及谐波等的变化,对电子式电能表误差影响较小,对感应式电能表影响较大。同时从实验数据和负载线性的对比中可明显看到,电子式电能表的线性较好,误差调整容易,而感应式电能表由于电磁感应原理和结构的原因,其工作线性较窄,而且由于元器件之间的相互影响,各个负荷点的误差数据差距较大,使得调整时较难同时满足各个负荷点的要求。

        4、寿命的对比

        感应式电能表由于元件磨损,灰尘增多、电磁性能变坏等影响,投入运行几年后,误差就逐渐增大,而且均为负误差,需要重新调整、校验;由于各种性能已变得较差,要达到10年的使用寿命难度大,维护工作量也大。

        电子仪表由于影响其寿命主要是电子元件,生产厂家只要严格控制元器件进货的来源,严格筛选元器件,严格监控生产过程和生产工艺是可以保证电子式电能表的可靠性和使用寿命的。

        二、电子式电能表在现代化管理中应用

        目前生产的三相电子式电能表基本上均采用采样原理利用专用模数转换器对电流、电压进行数字化处理,输入专用微处理器CPU,利用软硬件可实现多种功能,具有计量和显示正、反向和各不同时段,不同费率的有功、无功电量功能及测量和显示所接入电压、电流功率因数及最大需量等数值。同时可实现失压、失流、电压不合格记录,逆相序监视,超功率限额监视,窃电倒表等异常运行情况;以及当使用预付费功能时,在剩余电费低于限额时的报警等。各种功能可以进行任意组合,在管理中主要通过数据通讯接口,可与电力负荷控制系统或远程抄表系统接口,实现自动抄表,并可随时监视表计运行情况等,以及按日统计数据。

        上述这些功能在感应式电能表中是无法实现的,这就可看出电子式电能表的确有不少优势。而且电子电能表的许多功能将对电力系统自动化有着深远的意义。用电数据采集和处理、自动抄表和遥测等功能实际上是做为一个计量管理和用电管理的终端,它所提供的各种功能是实现电力系统自动化管理所必不可少的。电能表的电子化和微机化相结合是电能管理智能化的世界性发展趋势,适应了管理现代化发展的需要,因此也代表了21世纪电能仪表的发展方向,有着巨大的发展前景。

        电子式电能表安装为电能计量及实现生产自动化创造了良好的条件,实现了从电量采集、电量输入、电费结算到线损统计、各种用电、电力生产报表等一系列工作的全面微机自动化管理。其中本地自动化抄表使电力管理最终摆脱了原有的人工现场抄表、填单、收费,大大提高了工作效率,在电费管理和抄表间建立了一条高速数据通路。

        随着城网农网改造的结束,电力线路净化,规范化的管理,产品制造水平的不断提高,以及传输通信的规范化和国家有关配套政策的出台,在不久的将来,电子式电能表与远程自动化集中抄表系统将会被广泛使用,为电力计量自动化管理做出重大贡献。

        三、使用的经济效益

        电子式电能表在电网中运行还具有良好的经济效益,这主要体现在防窃电、降损、功率因数补偿及解决电费回收问题几个方面。

        通过城网农网改造后的现状可知:电能表表耗较大,由于农村用电正处于一个较低的水平,许多用户月用电量不超过10kWh,而表的月损耗在1kWh,在综合损耗中所占比例非常突出。要降低综合损耗,特别要把损耗降低在11%以下,除了要更换低能耗配电变压器和整改低压线路外,降低农村用户电能表自身表耗就显得格外重要。

        另外,某些不法用电分子采用倒表或断开电压回路、短接电流回路等手段对于感应式电能表能达到窃电目的,但对于电子式电能表完全不起作用。

        电子式电能表对改善无功补偿提高功率因数也能起到积极作用。电子表可以将用户吸收和倒送无功一并计量,避免了感应式无功电能表装了止逆器后,用户在向电网倒送无功时,无功表不转,无法计量倒送情况的现象,避免供电部门遭受不应有的损失。

        众所周知,电费回收工作一直是电力部门用电管理工作的重点,为了加大电费回收力度,提高用电管理水平,通过安装大量的多功能预付费电能表,解决了公司陈欠电费回收问题及有效防止了新欠电费的发生,保证电力部门的经济效益,收到了显著的效果。

        四、电子式电能表在应用中存在问题

        尽管电子式电能表有如上所述种种优势,但由于实际使用时间不长,缺乏运行经验;从制造方面来说,由于生产历史短,生产经验积累不足,工艺不够成熟,因此不可避免的存在一些问题。在实际运行中常见的故障有:

        (1)无显示、缺笔划,不能循环显示。主要是由于晶振、CPU、电源板整流器二级管、液晶、分频器损坏或虚焊等原因所造成。

        (2)内部的PT或开关电源烧坏。主要是电源回路的主要元器件的设计裕度和耐压水平不够,元器件的质量不能承受电网的浪涌冲击,及其它干扰源的干扰或电网电压长时间偏高等影响所至。

        (3)数据乱。主要是对电磁场干扰、射频干扰、静电等原因的干扰抑制措施在设计时考虑不够完善,或是抗干扰的主要元器件损坏、虚焊等的原因所至。

        通过对故障表计综合调查中发现,目前许多厂家为降低生产成本,在元器件的选购和检测以及生产工艺等环节把关不够,影响了电子式电能表质量。另一个主要问题是显示代码、抄表器、通讯光头各制造厂不统一,不能相互兼容,给抄表带来了麻烦,必须记住各厂家代码所表达的内容,配齐抄表器和通讯光头方可工作,极不方便。相信会有一个统一标准,达到互联互换。

        通过以上对电子表性能多方面进行探讨结果表明,电子式电能表在我单位可以进行逐步批量推广,以此达到降损节能提高企业经济效益的手段,相信随着电子表在我单位的规模应用,我们会总结更好管理经验,把住电子式电能表的质量关,降低故障率,为全面提高计量现代化管理水平做好基础工作。

        通过以上对电子表性能多方面进行探讨结果表明,电子式电能表在我单位可以进行逐步批量推广,以此达到降损节能提高企业经济效益的手段,相信随着电子表在我单位的规模应用,我们会总结更好管理经验,把住电子式电能表的质量关,降低故障率,为全面提高计量现代化管理水平做好基础工作。

        综合以上所述,根据我单位实际情况,提出以下意见:

        1、近几年来,国电公司实行两改一同价及一户一表的政策,促使各电力部门抓紧对电力生产及电能计量进行规范化、自动化管理,努力降低成本,提高电力企业经济效益,使电力更好地为广大用户服务,保证电力生产用电管理秩序。

        我公司也更是不干落后,目前已运行全电子式电能表近万只,其中单相表占80%以上,多功能表占的比率仅在15%左右,故障率大约在3%,能基本上符合产品质量标准规定要求。

        2、从全电子表性能与感应式电能表相比,大有推广意义,目前一些单位由于对电子式多功能电能表还是持不肯定态度,多采用双套计量装置,如多功能预付费表及计量箱中多功能表,尚未做为贸易结算的依据,都配一只机械式表做为结算依据。

        3、从目前运行情况,电子式多功能表可做为贸易计费用表。不但可减少安装使用机电一体式峰谷表机械部分与电子部分计量不一致带来不必要的麻烦,而且能大大提高计量准确度。尽管机械式峰谷表在电子部分出现故障时,可以用机械部分做为计量依据,但机械部分出现问题更易造成电量丢失,且没有保存记录,电子表还能记录此部分丢失电量。

        4、电子式多功能表做为计费,在我单位大用户已全部采用,运行一年多,与机械式峰谷表相比,误差在允许范围内。在双套计量装置中,电子式多功能表可做为结算。

        5、网局一级关口采用的西门子表计公司的全电子式多功能表,并以此做为结算,目前运行良好,我单位二级购电关口表及大用户计费表已全部采用全电子式电能表,并实现远程抄表和结算,运行情况正常。

        通过电子式电能表的大批使用,在降损、减少欠费、减少验表工作量等方面取得显著效果,但在表计使用及管理方面还需要逐步完善加强对表计管理,熟悉表计性能并扩大其使用范围,探索改进表计性能的办法使电子式电能表在今后的电能计量工作中发挥更大的作用。相信随着电力企业自动化管理水平的提高,电子式多功能电能表将在电力生产和电能计量管理领域中起着越来越重要的作用。

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