电能表现场检验是在实际用电负荷状态下,对运行中电能表实施的在线检查和测试。
电能表现场检验项目有外观检查、接线检查、计量差错和不合理计量方式检查、工作误差试验、计数器电能示值组合误差试验、时钟示值偏差试验、通信接口检查及功能检查。
电能表现场校验仪是用来定期对电能计量装置(主要是高供高计电能计量装置)进行现场校验的仪器。 其操作方便,不仅能测量电能表的基本误差,还能对电能计量装置的接线进行检查,只要按仪器上的标志接好线,就可自动显示被测电能表中各元件的电压、电流、功率及相量图,并显示接线识别结果。 因此,广泛用于发、供电公司的电能测量、用电检查、电力稽查、差错接线、追补电量等方面。
电能表现场校验仪是标准电能表与相位分析软件的结合。 按结构分为单相电能表现场校验仪和三相电能表现场校验仪两种。
(1)单相电能表现场校验仪
1)结构
单相电能表现场校验仪上一般为手持式, 整体分为三大部分,即采样部分、显示部分和按键部分,如图3.16 所示。
①采样部分。 采样部分将被测量的电压、电流变换成小电压、小电流信号。 电流的采样可通过串联至被测电路中取得,也可通过钳形电流表来完成,电流钳的大小可根据被测电流的大小进行更换,以提高测量精度。
②显示部分。 显示部分为大屏幕液晶LCD 显示,中文显示方式,能同时显示所有测试的电参数。
③按键部分。 按键部分一般都由功能按键和数字键组成。 功能按键包含复位键、回车键、保存键、退出键等。 数字键由0 ～9 组成,用于参数的设置、状态的修改、菜单的选择等功能的实现。
图3.16 单相电能表结构图
2)工作原理
单相电能表现场校验仪采用数字乘法器原理,将电流、电压进行一次变换, 分别送入两路高速、高精度A/D 转换器进行采样,将其结果送入数字乘法器相乘,通过MCU 进行处理即可得到相关的电量参数。
①供电管理单元。 其通过市电或现场取电方式实现交直流转换与电压转换,完成对电池的充电管理和设备的供电。
②电压模拟采样电路。 其通过电阻分压方式,实现对电压的采样测量。
③钳表1 采样电路(钳表2 采样电路)是通过互感器,将大的电流信号转为小电流信号,再由电阻取样转为电压信号,完成电流信号的采样处理;钳表2 采样电路主要应用于CT 变比测量。
④电能计量单元。 将采集来的电压与电流信号,经过A/D 转换后,完成DSP 运算,与中央处理器通信,完成数据交互。
⑤通信隔离单元,实现将仪器内部的强弱电隔离通信和外部接口单元与内部通信隔离作用,保证人机的操作安全。
⑥中央处理器主要是实现智能电能表现场校验的各类功能测试与检定,完成数据交互与处理,实现人机对话功能。
⑦其他单元。
a.温湿度测量单元。 其通过温湿度测量模块实现对现场的温湿度监控测量,再与中央处理器通信,完成数据交互。
b.标准恒稳晶振。 采用10 MHz 的恒稳晶振,为中央处理器提供标准频率输入,协助中央处理器完成电能表的日计时误差测量。
c.显示单元。 采样3.2 寸彩色显示屏,实现人机界面的对话功能。
d..通信安全单元。 利用国网W-ESAM 加密芯片,实现中央处理器与蓝牙通信单元和外部接口单元的通信加密处理。
e.蓝牙通信单元。 作为设备中央处理器与计量现场作业终端的通信介质,实现两者之间或设备与外部PC 数据交互的桥连作用。
3)单相电能表现场校验仪的主要功能及使用
单相电能表现场校验仪的功能较为简单,适用于现场测量电参数、查窃电等领域。 可进行单相电能表的校验和低压变比的测试,能测量多种电量参数,校验电能表误差。
由于不同的生产厂的校验仪,操作方式略有不同,所以现场操作时要仔细阅读使用说明书,熟悉操作步骤后再进行现场使用。 操作时一般使用内部锂电池供电,电流钳接入电流的方式进行校验或测量,采样方式可以是光电、脉冲,也可以用手动控制开关,视具体情况而定。(www.xing528.com)
(2)三相电能表现场校验仪
1)结构
三相电能表现场校验仪主要由采样单元、测量单元、数据处理单元、显示单元、通信单元和电源单元组成,如图3.17 所示。
图3.17 三相电能表结构图
2)工作原理
三相电能表现场校验仪目前大多采用数字交流采样技术,选用高速A/D 转换芯片和DSP 高速数字信号处理器,对电能表的测试数据实现全部数字化处理,并将处理后的数据进行计算、显示和存储。
①供电管理单元。 其通过市电或现场取电方式实现交直流转换与电压转换,完成对电池的充电管理和设备供电。
②电压模拟采样电路。 其通过电阻分压方式,实现对电压的采样测量。
③电流钳表采样电路(电流直接接入采样电路)。 其通过互感器,将大的电流信号转为小电流信号,再由电阻取样转为电压信号,完成电流信号的采样处理。
④电能计量单元。 将采集来的电压与电流信号经过A/D 转换后,完成DSP 运算,与中央处理器通信,完成数据交互。
⑤通信隔离单元。 实现将仪器内部的强弱电隔离通信和外部接口单元与内部通信隔离作用,保证人机的操作安全。
⑥外部接口单元。 具有标准脉冲输出、被测电能表脉冲输入和与外部通信接口,协助中央处理器完成现场校验的各检测功能。
⑦中央处理器。 主要是实现智能电能表现场校验的各类功能测试与检定,完成数据交互与处理,实现人机对话功能。
⑧其他单元。
a.温湿度测量单元。 其通过温湿度测量模块实现对现场的温湿度监控测量,再与中央处理器通信,完成数据交互。
b.标准恒稳晶振。 采用10 MHz 的恒稳晶振,为中央处理器提供标准频率输入,协助中央处理器完成电能表的日计时误差测量。
c.显示单元。 采样彩色显示屏,实现人机界面的对话功能。
d.通信安全单元。 利用国网W-ESAM 加密芯片,实现中央处理器与蓝牙通信单元和外部接口单元的通信加密处理。
e.蓝牙通信单元。 作为设备中央处理器与计量现场作业终端的通信介质,实现两者之间或设备与外部PC 数据交互的桥连作用。
三相电能表现场校验仪的主要功能及使用如下：
①可显示实时相量图及每相的实时测量波形,方便现场查线,具备自动接线识别功能。可以识别经互感器测量和直接测量的各种三相四线接线方式和三相三线接线方式,报告识别结果,并给出电量纠正系数。
②能判断接线错误原因、计算差错电量,识别各种窃电手段。
③可对谐波进行实时测量及分析,能测量2 ～63 次谐波含量和失真度。
④具有丰富的操作界面,可测量三相四线和三相三线的电压、电流、频率、相位、功率因数、有功功率、无功功率、视在功率等电参数。
⑤可现场校验单相有功电能表、三相三线有功电能表、三相四线有功电能表、单相无功电能表、三相三线无功电能表和三相四线无功电能表。
⑥可以同时检验主副电能表或同一只电能表的有功电能和无功电能。
⑦既可直接测量输入电流,也可通过钳形电流表不断开接线测量电流。 可配四套不同规格的钳形电流表,范围在1 ～1 000 A 内自选(标配5 A,选配100,500,1 000 A 钳形电流表),四套钳形电流表具有独立的校准系数,可分开独立校准。
⑧能直接测量TA 比值差和相位差。
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