浅谈智能电能表检测装置及检测方法
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【摘 要】文章介绍了智能电能表检测装置工作原理及其表位控制，分析了检测中出现的问题，提出了相应对策。
【关键词】智能电能表；检测装置；检测方法；电压；误差
1.检测装置工作原理及其表位控制
智能电能表检测装置主要由给被校表和标准表提供电压和电流信号的程控电源、标准电能表、脉冲采集及误差计算、操作键盘、指示仪表、控制微机等组成；为了对目前智能电能表的载波通信功能的测试，装置提供了不同厂家载波通信信道，可以完成电能表的载波功能测试。装置内部各模块间联接采用RS485总线形式，由控制计算机统一控制各模块工作，这样既加强了整体可靠性，又提高了装置的可扩充性。装置与计算机间的通信采用RS232接口，通过微机可以控制装置进行所有校表工作，同时完成误差采集、判断、化整存储、打印等操作。智能电能表检测装置工作原理见图1。在计算机或键盘的控制下，程控电源提供被校表和标准电能表工作所需的电压和电流；标准表的电能脉冲送入误差计算单元，误差计算单元同时采集被校表脉冲并计算出误差，算出的误差在本地显示并送至计算机显示并处理；计算机可以完成查询误差、检测电压和电流的输出、控制电源输出和档位、显示电压电流和功率、处理按键等工作；同时把采集到的数据进行显示处理。
新装置主要增加了校验南方电网公司的费控智能电能表（负荷开关内置）的功能，每个表位增加了电流开路检测电路和继电器保护装置，各表位电压回路和电流回路都增加了控制继电器，其原理如图2所示。当电能表内置负荷开关断开时，电流流过续流电路（实际为输出短路的全波整流桥），由监测TA检测出电流信号，并给表位控制板一个电流开路信号，表位控制板控制保护继电器吸合。
检测装置通过表位控制板可以完成选择表位的工作状态，使其处于工作状态或退出状态，在退出状态时该表位无电压和电流输出，而不影响其它任何表位工作所需的电压和电流，并且可以在任意表位挂表。当某表位所检电能表电流回路断开时，电流将通过外附的续流电路保持电流回路畅通，并通过检测TA由表位控制板控制电流继电器吸合维持电流回路继续工作，并给出开路信号，其它表位的工作状态不受影响。
2.检测中的问题分析
2.1电流回路续流电路异常
由于智能电能表检测装置增加上述的检测控制电路，当检测电能表时也会引起一些异常问题。对电流回路非直接压接的装置，电流端子要用螺栓上紧，在进行多个电能表试验时，试验室一般用电动工具紧固螺栓时，由于产生较大的震动，可能引起螺栓松动，导致电能表的电流回路接触电阻大，检定时电流接线端子有压降，使电流接线端并联的续流电路有小的分流，该分流不足以产生表位开路报警，但当进行启动和小电流误差试验时上述分流电流容易使这两项试验结果不合格，因此在用电动工具紧固后应手工检查各电流端子螺栓不松动。
2.2电压回路L线容易接错
对于非直接压接的单相智能电能表检测装置，在进行检测装表时由于连接的测试线较多，容易产生错误接线，特别是电压回路L线不能接到电能表的电流出端②，正确的接线是电压L线接①端，N线接④端，当错误地将L线接到②端时，由于①端和②端之间有电流采样电阻，此电阻值只是微欧级，电能表仍然可以工作，不容易看出接线错误，但由于智能电能表的功耗较大，有的电能表可达1.4 W，有功电流达6.36mA，在进行小电流误差试验时该电流将从电能表②端流向①端，做1A电流的误差可以产生-0.636%的误差，对更小电流误差的影响更大。
3.建议
3.1提高智能电能表启动试验效率
智能电能表技术规范对电能表启动试验的要求是，在额定电压、额定频率和的条件下，负载电流升到要求的启动电流后，电能表应有脉冲输出或代表电能输出的指示灯闪烁，启动时间不超过启动规定时间：
（1）
式中：C为脉冲常数，imp/kWh；为启动功率，W。测试装置测试启动时间的方法是测量电能表输出2个脉冲之间的时间，对于多表位测试装置为了完成所有表位电能表输出2个脉冲之间的时间，则需要预留2倍的时间才能完成此项试验。各种智能电能表的启动时间一般比较长，为了节省检测时间检测装置设计了输出脉冲扑捉和控制功能，原理是各表位利用电压或电流的控制继电器，先给各表位加一个比启动电流大得多的电流，在接到一个脉冲后立即切断该表位电能表的功率输入，等所有表位都接到第一个脉冲时，同时给各表位电能表加启动电流，此时要求各表位在时间内应接到下一个脉冲才算合格。脉冲扑捉功能在检测装置中是一个选项，进行电能表检测时一定要选上此功能。
3.2增加电流端子温度探测监控功能
对于智能电能表检测装置，目前全部接线端子实行压接线，此时应增加电流端子温度探测监控功能，因为现在检测装置电流回路输出功率较大，每相达到1200VA，当对电能表在大电流下进行长时间试验运行时，有接触电阻大现象，可能很快使电流接线端子发热，温度升高，此时电源尚在工作功率范围内不会保护，而电能表表尾端子在很大的弹力作用下，使电能表接线座变形损坏。建议设计接线端子温度探测电路，超温时迅速启动电流保护继电器，使电能表受到保护并报警。
3.3正确选择需量示值误差测试标准
智能电能表技术规范对三相电能表需量示值误差的要求是，在参比电压、参比频率、时，当I=0.1 ，其需量示值误差（%）应不大于规定的准确度等级值，需量示值误差推荐的测试负载点为：在参比电压、参比频率、参比温度、条件下0.1、和（1.2）。规范给出的3个电流点在实际检测过程中对于不同规格电能表可能存在较大人为误差问题，主要原因是智能电能表通信规约中需量的单位为kW，传输小数位数为4位小数，当额定电压和额定电流较小时，在0.1时需量量化误差太大。按照一般误差传递理论，认为需量量化误差应该不大于等级指数的0.2倍，0.5级和0.2级智能电能表需量量化误差可以按照0.1%控制。例如额定电压为57.74V、额定电流为1.5（6）A的0.5级三相电能表，通信规约最小量化为0.1W，按照0.1%控制量化误差，需要施加100W以上的功率值进行需量误差测试，而0.1In下需量测试量化误差达0.38%，不能正确判断电能表需量测试的正确性。按照JJG596-1999《电子式电能表》检定规程，多功能安装式电能表需量示值误差以相对误差表示，在参比电压、参比频率、时，当I=0.1，其需量误差应不大于规定的准确度等级值。按照DL/T 614-2007《多功能电能表》标准，电能表最大需量的测量准确度应符合X+0.05×/P（%），式中，X为电能表的等级，为额定功率，P为测试负载点功率。比较2个规程的内容，认为DL/T 614-2007《多功能电能表》标准更适合在小电流（0.1）下测试需量误差工作，因此在用检测装置检测智能电能表时应选择用DL/T 614-2007《多功能电能表》标准判断需量误差合格与否。
参考文献：
[1] Q/GDW（354-364）-2009，智能电能表技术规范系列[S].
[2] DL/T 614-2007，多功能电能表标准[S].
[3] DL/T 645-2007，多功能电能表通信规约标准[S].
[4] JJG 596-1999，电子式电能表检定规程[S].