当前位置:主页 > 新闻资讯 > 公司新闻 >

公司新闻

服务支持

及时为您解答疑惑解决产品疑问请拨打咨询热线
咨询热线:

400-845-0788

021-69587278

售后服务:

周经理

13501920288

在线客服:
为您提供全方位的服务方案
公司新闻

三相多功能电能表技术发展的现状与展望

来源:admin   发布时间:2018-12-02 21:31


   2003年以来,也就是中国的城市和农村电网进行大规模改造、建设之后,电力系统对三相多功能表的需求量迅速增长, 2004年产量估计约70万台,以不足全国电能表总产量1%的份额,创造11%的电能表总产值。核相仪应用于电力线路、变电所的相位校验和相序校验,具有核相、测相序、验电等功能。具备很强的抗干扰性,符合( EMC )标准要求,适应各种电磁场干扰场合。由此,国际、国内电表企业纷纷看好商机,抓紧新技术开发,不断推出三相多功能表的新产品,以满足电能表市场的应用需求。
       与传统的机械表相比,采用电子计量原理的三相多功能表,具有高精度、多参数测量、谐波功率电能计量等优势。从总体评价,三相多功能表还是稳态电力负荷计量产品,由于其应用领域扩大,电力系统对电表不断提出新的技术要求。现有的三相多功能表性能和品质(Character),都不能完全适应电力系统的需求。因此,如何正确把握产品技术发展趋势,改进产品设计(Design),将三相多功能表技术水准推向一个新的高度,无疑是电表行业和电力系统共同关注的课题。

  一、引进的三相多功能电能表新技术
       引进的三相多功能表新技术(Technology),代表目前国际上电能表技术的最高水平:
1、高精度、长寿命计量
       准确度为0.1%的有功电能计量,超过IEC在线计量的最高准确度要求,其误差曲线的带宽为+/-0.05%;
       0.2 S级三相基波表,具有分相的2—50次谐波有功功率(指物体在单位时间内所做的功的多少)计量;
       0.2S级长寿命的电网关口表,具有电能质量计量模块。
2、高速率、实时测量
       交流采样速率为256点/周波,记录周期最短为10毫秒;
       电能质量计量:63次谐波、电压闪变、故障录波78微秒的瞬变,供电可靠性指标的记录为99.9999999%。
3、开放式、高速率通信技术应用
       开放式通信协议IEC62056-61/62/53/46/42,抄表、费率、负荷控制数据(data)交换;
       互联网通信,自动发送E-mail报警信号、系统运行状态刷新、数据记录,通过以太网连接到某些国际知名的电量计费系统的关口表,Web服务器可直接读取电表各种实际数据、电能质量参数,无需任何专用软件。
4、三相电能计量专用芯片
       采用低频滤波法计量谐波无功功率的三相计量芯片(又称微电路),高位∑-△A/D,负荷动态范围1000:1,线性度0.1%,具有温度测量功能,片上接口可直接与微分电流互感器连接;精度优于0.1%的三相SOC单芯片,21位2阶∑-△A/D,32位可编程的电能量计算引擎,负荷动态范围2000 :1,片内集成:高速8051单片机、硬实时钟、LCD驱动电路(DC)、看门狗电路、定时器、多种存储器、多种通信接口等。核相器其基本原理是:采集头获取被测高电压相位信号,经过处理后直接发射出去,由核相仪主机接收并进行相位比较与结果定性。
5、谐波功率(指物体在单位时间内所做的功的多少)电能计量标准
       在欧洲:三相0.01级标准表,具有谐波功率计量功能;建立起谐波有功功率、谐波视在功率的计量传递标准;
       在美国:电能表自动校准系统,在任意波形谐波总含量30%以下,计量准确度为+/-0.005%—0.05%;高精度三相标准表,在功率因数低于0.5(60°—90°),计量准确度为+/-0.02%/功率因数;电能功率标准源,提供七种非正弦信号的无功功率计算方法。
       需要指出:尽管IT产业新技术的应用,推动了进口电能表技术的快速发展,但是现在进口的在线电能表产品(Product)技术不规范,0.1级电能表、任意波形功率和电能计量、0—360°计量等关注的问题正在探索,电能表误差稳定性、可靠性指标尚未量化,器件损坏、数据丢失、自检有误的情况时有发生,这些情况说明进口电能表技术走向成熟还有一个很长的过程(process)。

  二、国产三相多功能电能表新技术
       国产电子式三相多功能表技术开发起步较晚,近几年,注重吸收国际计量技术与管理经验,强化自主开发,取得了许多新的技术成果:
1、三相多功能表
       0.2S级有功功率计量,16位∑-△A/D,160M IPS的DSP,交流采样速率256点/周波,运行和备用两套费率时段,负荷曲线记录和容量为4M字节的存储器,宽电源电压范围,互感器合成误差补偿,变压器铜损、铁损计算;
       0.5S级三相基波有功表;
       采用三相SOC单芯片或三相有功、无功计量芯片的低端三相多功能表设计,从技术上适应电表量大、面广的市场需求;
       高压电能表,采用电子式传感器,悬浮式电源(power supply)设计(Design),有功电能计量准确度为0.5级,用于10千伏中压电网直接计量电能量。
2、谐波功率、电能计量
       三相谐波表,有功功率计量0.2S级,无功功率计量0.5S级,高准确度的基波和谐波有功电能计量,采用实时积分法计算总有功电能,通过FFT算法,提供基波、谐波电能量和谐波功率方向;
       冲击负荷电能计量理论与算法,应用广义功率理论,定义任意波形的单相电路和三相电路的功率,应用正弦电路功率理论、传统非正弦电路功率理论和广义功率理论进行冲击负荷的有功、无功、视在、畸变、三相不对称功率电能的计算;
       基于IIR型Hilbert数字滤波法的谐波无功功率的测量,Hilbert数字滤波器具有优越的频率响应特性,数值计算简单,经计算的谐波无功功率,与仿真实验结果只差0.02%;
       谐波有功功率潮流分析方法,经研究指出:FFT理论具有局限性,实际的电力负荷,除基波和整数倍频成份外,尚有间谐波存在,需要开发电能表新的算法。
3、三相电能计量专用芯片
       具有基波/谐波电能计量的三相多功能计量芯片,16位∑-△A/
  D、24位DSP,负荷动态范围(fàn wéi)1000:1,线性度0.1%,测量带宽21次谐波,集成温度传感器;
       采用Hilbert数字滤波器计量谐波无功功率的三相计量芯片;
采用数字并行算法和降低晶振频率(frequency)技术的低功耗三相有功功率(指物体在单位时间内所做的功的多少)计量芯片。
4、基于GPRS通信网的用电需求侧管理系统及其终端
       该系统具有远程抄表、用电异常信息报警、电能质量检测、线损分析、无功电压管理和电力负荷控制管理等功能,系统指标为:并发数据量不小5万采集点,一次采通率不小于95%,二次采通率不小于99.5%,遥测合格率大于98%,对时精度小于100毫秒。
5、关口表远程校准(calibration)系统
       该系统由多路关口表的测量、校准回路和计算机通信网络构成,就是将高精度三相标准表置于变电站内环境条件符合要求的场所,被测电流的变换是通过计量电流互感器的二次回路接入0.02级、5/0.5A的中间互感器,标准表和关口表的三相接线方式和有功、无功计量方式是通过工控机指令切换,关口表的实时误差通过专用信道送至系统主站,整个系统误差为0.1%。
6、电能质量(Mass)和电能计量标准
       准确度为0.02%的数字式三相标准表,四象限测量,多种无功功率(指物体在单位时间内所做的功的多少)计量方式,谐波和基波有功功率计量,50次谐波分析(Analyse),三相不对称测量;
       电力系统的正弦无功功率计量标准,它以电流比较仪技术为基础,通过基本电学参量溯源,正弦无功 功率计量的扩展不确定度为75×10-6;
       电力系统的电能质量计量标准,包括:谐波电压、电流测量,谐波次数从直流和2—100次整数倍谐波,任意次间谐波,谐波电压扩展不确定度为0.02%,谐波电流扩展不确定度为0.04%;闪变,常用的指标是短时间闪变Pst(10min)和长时间闪变Plt(2h),该标准装置的扩展不确定度为0.5%;频率(frequency): 1Hz-21MHz,该装置扩展不确定度为2×10-10;相位,该标准装置扩展不确定度为0.02°;
       产品技术规范,鉴于国际上尚未有三相多功能表的统一标准,中国电工仪器仪表标准化技术委员会组织起草国家标准《多功能电能表 特殊要求》,现正进入审定阶段。制定该标准的目的,是为制造商和使用(use)电能的用户提供一个产品技术规范,并使其体现产品订货技术规范的大部分内容,多功能表的通用要求,将参照中国相关国家标准的的内容。
       综上所述,经过十几年的发展,中国的三相多功能表门类比较齐全,中、低端电表技术开发水平较高,特别是冲击负荷电能计量理论与算法、谐波无功功率计量、具有谐波功率计量的三相专用芯片、高压电能表、GPRS通信技术应用、电能远程校准等技术项目具有创新意义。但是也应该看到,高端电表技术没有完全过关,电网关口计量仍以进口电表为主导产品,这是一个值得深思的问题。

  三、未来三相多功能电能表技术的走向
       正视现状,展望未来,需要超前预测电表应用领域和技术要求的不断变化,才能正确把握今后产品技术的走向。
1、应用领域的拓展:近几年,中国的社会用电量迅速增长,全国联网,特高压电网建设,百万千瓦级发电机并网,家居网络(Network)化进程,电网经营管理改进和计量新技术(Technology)应用等要素,推进电表应用领域的扩展,主要是:
       从用电计量计费扩大到配电变压器、变电站的经济管理和用电需求侧管理的计量;
       从用户计费扩大到发电厂上网电量、跨省电网联络线交换电量的计费;
       从315千伏安及以上的大工业用户计费扩大到100千伏安及以上的商业、非工业、普通工业户的计费,以上电表应用领域的扩大,引起计量点总量估计由60万个扩大到400万个,电表应用需求量前景看好。
2、技术要求的更新:随着电表应用范围扩大,电力系统提出许多具有专业特点的计量要求
       传统计费电表的通用要求,有功、无功电能计量,最大需量计量,费率时段,单方向、双方向和不完整的四象限计量,多参数测量(cè liáng),多种计时要求,多种通信方式,自检、报警,停电抄表,失压、断相、停电、失流、三相不对称、编程预置、需量复位等事件记录;
       新提出的通用要求,运行和备用两套费率时段,0-360°计量,具有时标的视在电能计量,最小需量计量,Qh计量,温度(temperature)误差自动补偿,谐波电压、电流总含量和谐波污染程度测量,防窃电基础技术,同时,计费电表要准确可靠,功能简单、实用;
       关口表的特殊要求,最高准确度提高到0.1级,电表稳定性和可靠性指标要量化,低负荷计量,需量周期、费率时段的同步和主、副表实时比对,电表远程校准等;
       大工业户计量的特殊要求,谐波、冲击负荷计量,功率越限报警,主变压器(Transformer)损耗计量,互感器合成误差补偿,电能质量(Mass)计量等;
       中等容量户计量的特殊要求,大电流计量,半波通过电流互感器计量,三相不平衡、不对称计量;
       变电站进线、出线计量的特殊要求,主变压器损耗计量,变电站的有功、无功、视在电能平衡计量,无功功率控制信号输出,用户线路的特殊要求,参照大工业户计量的特殊要求内容;
       配电变压器计量的特殊要求,停电采集,三相不平衡、不对称测量,中性线电流测量,变压器油温测量,变压器损耗计量和有功、无功、视在电能平衡,电力线路损耗电量的核实, 等;
       用电需求侧管理系统终端的特殊要求,功率越限报警和主动上报,电力负荷开关投切信号输出等。核相仪厂家频率传输校验时必须先装好天线后再校验,高压相位检测仪的外壳由聚碳酸酯制成,必须保持清洁各种污秽或湿气必须擦除,每次使用之后,可以用布蘸少许硅油擦试仪器。
       同时,为整顿与抑制目前出现的对三相多功能表功能要求过多,技术条件出台无序的情况,建议电力系统按不同应用领域制订统一的技术规范。
       注:谐波污染程度,暂定义为:非基波视在功率/基波视在功率
3、产品技术的发展趋向
       三相多功能表技术要跟踪应用需求的不断变化,也就明示了今后产品技术的发展趋向:
       电表多门类:由单一的计费产品发展到关口计量、配电变压器计量、变电站计量、大工业户计量、中等容量户计量、用电需求侧管理系统及终端6类产品,分别制订产品技术规范; 
关口电能表,要发展高精度、高稳定性、高可靠性、快速测量、0-360°计量、多通信方式和协议,经国际、国内同类电表的比较,提出量化指标和测试方法;
       计费用三相多功能表要计量准确、简单可靠、讲求实用,逐步发展三相SOC单芯片,开发具有谐波电压、电流总含量和谐波污染程度的测量技术,研究温度(temperature)、电压、频率、相位改变的自适应计量;
       谐波有功、无功、视在功率电能计量实用化产品,改进谐波下的功率因数计算方法,推进电能质量市场建立与发展,也为提高冶炼企业、电气化铁路的计量准确度做准备;
       早期三相多功能表需要更新换代,要通过调查研究,提出新一代电表技术规范;
       基于GPRS通信网的用电需求侧管理系统及终端,要改进实时性和安全性技术,从长远看,即使将来电力不紧张,用于配电变压(气压变量)器计量与抄表、居民用电远程抄表,其发展前景也很好;
       电力网损耗计量与防窃电基础技术,包括:电量具有时标,电量波动分析软件,电量异常报警与主动上报,变压器、电力线路损耗计量,电力系统节点、母线和电力线路的电量平衡计量;
       全国联网、省网的总电量计量、计算和电能量数据组网,要提到议事日程;
       加强国内电能质量和电能计量标准建设,包括:基波、谐波功率电能计量标准的建设,进口急需而国内缺门的国际新型计量标准设备,满足在线电表新产品计量溯源的要求;
       最后是研究制订三相多功能表质量(Mass)评价标准与测试方法,提高在电网上运行电表的整体技术品质。

 
服务热线:400-845-0788    点击咨询