数字化电能计量检测技术研究

数字化电能计量检测技术研究

郑琳

深州市质量技术监督检验所河北衡水053000

摘要：在目前我国数字科技的高速发展当中，我国多数变电站都向智能化方向发展，而且在现代新技术的要求下，必须需要不断使用数字电能计量系统，以更好地满足智能变电站的运行需求。智能变电站与传统变电站在电能计量系统当中存在着严重的差别，所以必须要不断的加强分析，确保数字化电能系统的稳定运行，为智能变电站提供可靠的数据支持。

关键词：数字化；电能计量；检测

引言

在社会经济与科学技术不断发展的背景下，电能表计量也逐步实现信息自动化，使得数字化变电站有效的实现了自动采集数据、传输数据以及处理数据。在此基础上，多元功能模块与子系统共用一个信息平台得到有效实现，进而设备重复投入等现象得到有效的避免，使得数字化电能计量检测技术的作用与价值充分发挥出来。

一、数字化电能计量检测的必要性

数字化电能计量技术的应用实现了模拟量采集的全程数字化，前端采集到的数据信息，可以利用光纤网络进行实时传输，通过点对点传输技术的有效运用，进一步提升了变电站电能计量结果的准确性。因此，加快构建数字化电能计量检测系统显得尤为必要。该系统以计算机作为载体，采用先进的数字通信技术，从而使得数据信息的传输和处理速度随之加快，系统本身的抗干扰能力较强，为电能数据传输的可靠性提供了保障。数字化传输网络的建立，使变电站监测数据传输和存储中存在的问题得以解决，从而推动了电能计量检测水平的提高。鉴于数字化电能计量检测系统所具有的诸多优势，有必要加快系统的建设速度，发挥出其在电能计量中的作用。

二、数字化电能计量系统实际运用要点

数字化电能计量系统在运行的过程中，因为我国的智能互感技术尚不完善，仍处在发展阶段，并且没有完善的运行经验和维护经验，在实际测量的过程中，酒精温度具有十分明显的漂移情况，并且由于运行的时间比较长，在实际运行中可靠性受到了较大的影响，因此在后期的实践研究中要不断的进行完善与发展。

现代智能计量装置在操作的时候都要依据新的鉴定技术与方法进行，并且将量值传递标准当做参考依据，并且还要制定计量检定与验收规则，并有效开展，从而促进数字接口电能表测试的有效进行。在对数字化电能计量检测技术进行应用的同时也要求计量人员有较高的技术能力与管理水平，因此，计量人员要不断的学习，从而提高自身的专业技能与综合素质，更好、更有效的操作数字化电能计量检测技术，并对其进行有效维护，进而推动我国数字化电能计量检测技术运行的稳定性与发展的可持续性。

三、数字化电能计量检测技术方案

3.1电能计量数据采集

在数字化电能计量检测系统中，电能计量数据采集是关键环节，可以通过智能电量变送器对电量参数进行采集和存储，然后利用数据转换器，传给调度室的检测系统，由系统软件对数据进行分析处理。

（1）数据采集单元的构建思路。将计算机转换器的输出端与模块的DATA+端进行连接，然后分别在两端接入匹配的电阻，如果端与端之间的距离比较近，则无需设置电阻。在数据采集单元的构建中应用了ASCII码指令集，由此可使用高级的编程语言对程序进行设计，从而使整个计量检测系统的建立更加轻松、便捷。同时，采用EDA9033模块，其能够对三相三线制电路中的所有电参数进行检测，该模块的加入使系统的开发成本显著降低，现场布线更加容易，系统的运行可靠性随之提高。

（2）采集模块。本系统中的数据采集模块选用的是EDA9033，这是一种智能型的电参数采集模块，其精度为0.2级。该模块自带两种通信协议，一种是ASCII码，另一种是十六进制，用户可根据需要自行选择；该模块能够输出有功累计电量，通电后便可开始测量，最大累计时间为7.5a，如果超出这一时间，则会导致数据溢出。用户可结合实际情况，对电压和电流量程进行选择，其中电压量程的区间范围在10V-500V，电流量程的区间范围在1A-20A。将该模块植入网络前，需要进行合理配置，具体包括转换器、带有RS232通讯口的计算机以及相关的应用软件等。数据采集过程如下：模块连接好以后，系统主机会发出读取输数据的指令，此时模块会将采集到的电能数据上传给主机，该模块可以每间隔250ms对采集到的数据进行一次更新。

3.2数字信号处理单元

在现场以数字信号处理单元（DSP）作为核心，构建数据采集和传输系统，DSP能够对采集到的电能数据进行临时存储，当需要对数据进行发送时，便可通过MODEM传给数据采集中心。对数字信号处理单元进行设计的过程中，电路设计是关键。为便于印制电路板的制作，并使其具有良好的兼容性，在设计时，引入模块化的设计理念，将DSP电路与辅助器件集成，制作出一个独立的印制电路板。

3.3抗干扰设计

数字化电能计量装置在现场进行应用时，由于干扰源较多，所以需要进行抗干扰设计，以此来确保计量装置的运行稳定性。本系统在设计时，针对容易受到干扰的各个部分，采用了以下抗干扰措施：

（1）电源电路。本系统的供电电源为电网220V交流电变换直流电，由此使得系统中的电子电路会受到电网噪声的干扰，对于此类干扰问题，可以通过加装电源滤波器的方法，消除共模和差模干扰。

（2）印制电路板。在印制电路板上数字与模拟电路和相关器件为分布式结构，由于CPU时钟电路的频率较高，因此应当紧靠管脚进行布设，这样可以有效缩短时钟的线程，从而减轻干扰源对时钟电路的干扰。同时，应当使时钟的信号线与数据总线的模拟部分保持一定的距离，模拟部分可以采用单点接地；电源线及地线可与装置的电源端进行连接，这样可以减小接地阻抗不同引起的信号耦合。由于数字部分存在电源线阻抗问题，所以应在数字器件的电源与管脚之间增设旁路电容。

（3）看门狗电路。当系统受到来自于外界或是内部的干扰时，可能会出现程序混乱或是死机等问题。为确保系统的运行可靠性，采用看门狗电路，由此使得系统能够自行复位，重新执行程序，这样一来避免了干扰引起的系统死机问题。

3.4通信方式设计

本系统采用的是RS485现场总线，由此实现多个站点互连。在对RS485接口进行设计时，应当对如下问题加以注意：

（1）网络安装。可以使用一条双绞线作为总线，将所有的节点以串联的方式连接到一起，应确保总线与各个节点之间的引出线尽可能短，这样可以减轻反射信号的影响。

（2）接地。对于系统而言，接地非常重要，但在设计时，该环节常常会被忽视。如果接地处理不当，则会影响系统的运行安全性。因此，必须对RS485传输网络的接地予以重视，采取合理可行的方法，确保接地可靠性。

3.5管理软件功能

在对系统管理软件进行设计的过程中，主要考虑系统的应用性，设备管理程序可对系统硬件进行初始化，软件会按照预先设定好的信息对电能计量数据采集模块进行初始化。通过管理软件，用户可对监控设备的历史数据进行查询，同时还能随时对设备的电流、电压曲线进行查询，可自动完成报表打印，并形成某个时间内的用电统计数据表。除此之外，可对电压越限时间进行统计，发现过流和过压问题后能够立即发出报警信号。

四、结束语

综上所述，必须要加强对数字化电能计量检测技术的探究，并且具有十分重要的作用，数字化电能计量检测技术不断的完善鉴定技术，从而使检定质量、工作效率得到进一步提高，进而使得电能计量装置更加具有安全性、准确性与稳定性。

参考文献：

[1]李鹏.数字化电能计量检测技术方案研究[J].电子制作,2016(14):47.

[2]刘水,黄洋界,李斌.数字化电能计量检测技术方案研究[J].电测与仪表,2011,48(04):66-71.