2003年以來,也就是中國的城市和農(nóng)村電網(wǎng)進行大規(guī)模改造、建設之后,電力系統(tǒng)對三相多功能表的需求量迅速增長,2004年產(chǎn)量估計約70萬臺,以不足全國電能表總產(chǎn)量1%的份額,創(chuàng)造11%的電能表總產(chǎn)值。由此,、國內(nèi)電表企業(yè)紛紛看好商機,抓緊新技術(shù)開發(fā),不斷推出三相多功能表的新產(chǎn)品,以滿足電能表市場的應用需求。
與傳統(tǒng)的機械表相比,采用電子計量原理的三相多功能表,具有高精度、多參數(shù)測量、諧波功率電能計量等優(yōu)勢。從總體評價,三相多功能表還是穩(wěn)態(tài)電力負荷計量產(chǎn)品,由于其應用領(lǐng)域擴大,電力系統(tǒng)對電表不斷提出新的技術(shù)要求?,F(xiàn)有的三相多功能表性能和品質(zhì),都不能完全適應電力系統(tǒng)的需求。因此,如何正確把握產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展趨勢,改進產(chǎn)品設計,將三相多功能表技術(shù)水準推向一個新的高度,無疑是電表行業(yè)和電力系統(tǒng)共同關(guān)注的課題。
一、引進的三相多功能電能表新技術(shù)
引進的三相多功能表新技術(shù),代表目前上電能表技術(shù)的高水平:
1、高精度、長壽命計量
準確度為0.1%的有功電能計量,超過IEC在線計量的高準確度要求,其誤差曲線的帶寬為 /-0.05%;0.2S級三相基波表,具有分相的2—50次諧波有功功率計量;0.2S級長壽命的電網(wǎng)關(guān)口表,具有電能質(zhì)量計量模塊。
2、高速率、實時測量
交流采樣速率為256點/周波,記錄周期短為10毫秒;電能質(zhì)量計量:63次諧波、電壓閃變、故障錄波78微秒的瞬變,供電可靠性指標的記錄為99.9999999%。
3、開放式、高速率通信技術(shù)應用
開放式通信協(xié)議IEC62056-61/62/53/46/42,抄表、費率、負荷控制數(shù)據(jù)交換;互聯(lián)網(wǎng)通信,自動發(fā)送E-mail報警信號、系統(tǒng)運行狀態(tài)刷新、數(shù)據(jù)記錄,通過以太網(wǎng)連接到某些的電量計費系統(tǒng)的關(guān)口表,Web服務器可直接讀取電表各種實際數(shù)據(jù)、電能質(zhì)量參數(shù),無需任何專用軟件。
4、三相電能計量專用芯片
采用低頻濾波法計量諧波無功功率的三相計量芯片,高位∑-△A/D,負荷動態(tài)范圍1000:1,線性度0.1%,具有溫度測量功能,片上接口可直接與微分電流互感器連接;精度優(yōu)于0.1%的三相SOC單芯片,21位2階∑-△A/D,32位可編程的電能量計算引擎,負荷動態(tài)范圍2000:1,片內(nèi)集成:高速8051單片機、硬實時鐘、LCD驅(qū)動電路、看門狗電路、定時器、多種存儲器、多種通信接口等。
5、諧波功率電能計量標準
在歐洲:三相0.01級標準表,具有諧波功率計量功能;建立起諧波有功功率、諧波視在功率的計量傳遞標準;在美國:電能表自動校準系統(tǒng),在任意波形諧波總含量30%以下,計量準確度為 /-0.005%—0.05%;高精度三相標準表,在功率因數(shù)低于0.5(60°—90°),計量準確度為 /-0.02%/功率因數(shù);電能功率標準源,提供七種非正弦信號的無功功率計算方法。
需要指出:盡管IT產(chǎn)業(yè)新技術(shù)的應用,推動了進口電能表技術(shù)的快速發(fā)展,但是現(xiàn)在進口的在線電能表產(chǎn)品技術(shù)不規(guī)范,0.1級電能表、任意波形功率和電能計量、0—360°計量等關(guān)注的問題正在探索,電能表誤差穩(wěn)定性、可靠性指標尚未量化,器件損壞、數(shù)據(jù)丟失、自檢有誤的情況時有發(fā)生,這些情況說明進口電能表技術(shù)走向成熟還有一個很長的過程。
二、國產(chǎn)三相多功能電能表新技術(shù)
國產(chǎn)電子式三相多功能表技術(shù)開發(fā)起步較晚,近幾年,注重吸收計量技術(shù)與管理經(jīng)驗,強化自主開發(fā),取得了許多新的技術(shù)成果:
1、三相多功能表
0.2S級有功功率計量,16位∑-△A/D,160MIPS的DSP,交流采樣速率256點/周波,運行和備用兩套費率時段,負荷曲線記錄和容量為4M字節(jié)的存儲器,寬電源電壓范圍,互感器合成誤差補償,變壓器銅損、鐵損計算;
0.5S級三相基波有功表;
采用三相SOC單芯片或三相有功、無功計量芯片的低端三相多功能表設計,從技術(shù)上適應電表量大、面廣的市場需求;高壓電能表,采用電子式傳感器,懸浮式電源設計,有功電能計量準確度為0.5級,用于10千伏中壓電網(wǎng)直接計量電能量。
采用低頻濾波法計量諧波無功功率的三相計量芯片,高位∑-△A/D,負荷動態(tài)范圍1000:1,線性度0.1%,具有溫度測量功能,片上接口可直接與微分電流互感器連接;精度優(yōu)于0.1%的三相SOC單芯片,21位2階∑-△A/D,32位可編程的電能量計算引擎,負荷動態(tài)范圍2000:1,片內(nèi)集成:高速8051單片機、硬實時鐘、LCD驅(qū)動電路、看門狗電路、定時器、多種存儲器、多種通信接口等。
5、諧波功率電能計量標準
在歐洲:三相0.01級標準表,具有諧波功率計量功能;建立起諧波有功功率、諧波視在功率的計量傳遞標準;在美國:電能表自動校準系統(tǒng),在任意波形諧波總含量30%以下,計量準確度為 /-0.005%—0.05%;高精度三相標準表,在功率因數(shù)低于0.5(60°—90°),計量準確度為 /-0.02%/功率因數(shù);電能功率標準源,提供七種非正弦信號的無功功率計算方法。
需要指出:盡管IT產(chǎn)業(yè)新技術(shù)的應用,推動了進口電能表技術(shù)的快速發(fā)展,但是現(xiàn)在進口的在線電能表產(chǎn)品技術(shù)不規(guī)范,0.1級電能表、任意波形功率和電能計量、0—360°計量等關(guān)注的問題正在探索,電能表誤差穩(wěn)定性、可靠性指標尚未量化,器件損壞、數(shù)據(jù)丟失、自檢有誤的情況時有發(fā)生,這些情況說明進口電能表技術(shù)走向成熟還有一個很長的過程。
二、國產(chǎn)三相多功能電能表新技術(shù)
國產(chǎn)電子式三相多功能表技術(shù)開發(fā)起步較晚,近幾年,注重吸收計量技術(shù)與管理經(jīng)驗,強化自主開發(fā),取得了許多新的技術(shù)成果:
1、三相多功能表
0.2S級有功功率計量,16位∑-△A/D,160MIPS的DSP,交流采樣速率256點/周波,運行和備用兩套費率時段,負荷曲線記錄和容量為4M字節(jié)的存儲器,寬電源電壓范圍,互感器合成誤差補償,變壓器銅損、鐵損計算;
0.5S級三相基波有功表;
采用三相SOC單芯片或三相有功、無功計量芯片的低端三相多功能表設計,從技術(shù)上適應電表量大、面廣的市場需求;高壓電能表,采用電子式傳感器,懸浮式電源設計,有功電能計量準確度為0.5級,用于10千伏中壓電網(wǎng)直接計量電能量。