电气工程中计量与测试技术的应用 电气工程中计量与测试技术的应用

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摘要:电气工程设备类型众多,意味着电能计量任务更加繁重,同时对电能计量工作提出更高要求。本文首先分析了计量测试技术的类型以及造成计量误差的原因,随后分析电能计量测试技术的应用方式和效果。

关键词:电气工程;计量测试技术;应用

一、计量测试技术分析

1.常用计量技术。电气工程计量过程中通常采用电压测量和电流互感测量两种方式,例如在110kV计量场景中综合使用这两种方法,弱点侧计量也是如此。对110kV执行计量操作时,通常使用的设备是有功电能表。在电能计量过程中需要考虑到110kV交直流供电方式,电能计量之前熟练掌握计量设备使用的要求,确保在电能计量工作中合理使用计量设备。电气工程110kV侧的中性点处于接地状态,保证电荷的均匀分布特征,最大限度降低电荷分布不均匀的现象,进而保证电能计量结果的准确性。如果计量某个时间段的电能大小,则需要关注到起始与结束时间点的电能计量读数,计算两个抄表数之差获取电量计量结果。电气工程变电器一般具有弱点,也为电量计量工作找到落脚点。从变电器设备弱点侧开展计量工作,保障电能计量结果的精准性。针对用户终端的计量工作采用弱点侧计量原理。常见的用户终端包括日常用电环境中的常见设备,例如电气设备、电机设备、电梯设备、中央空调系统等等,上述设备可能对电能计量过程产生干扰,具体干扰方式则是设备工作状态下产生的谐波,对电能计量结果的影响不容忽视。因此在计算电能计量结果时需要注意干扰因素的影响,处理干扰因素并保证计量结果的精准性。电能计量过程中需要利用到电流正弦波,要注意规避谐波因素的影响。

2.计量表误差原因分析。目前最常见的电能表基于电磁原理设计,电磁线圈工作过程中会产生力矩,决定力矩大小的重要因素在于线圈功率。电能表力矩如果无法保证稳定状态,则会产生谐波效应,降低电能计量精度;具体表现为电能表力矩的方向和大小都处于变化状态。在高次谐波的影响下,对电能表的正常运行速度造成干扰,最终导致电能计量偏差。

电子计量表在执行计量任务的过程中也会受到谐波干扰的影响,该类型计量设备执行计量任务的原理在于交流采样,获取计量状态下的电压电流信号,同时包括相位角度信息。针对获取的信号数据,利用计算机芯片读取处理数据的性能,实现信号数据的处理效果,形成电能计量结果。此后对电子计量表测试数据进行转换处理,为测试数据的显示和存储奠定基础。计算机芯片执行数据转换处理过程相对严密,该过程不会产生误差;造成误差的关键在于数据信息自身的准确性,在谐波影响下,数据信息采集过程精密性偏低。相比电能表计量方式,电子计量表在抗干扰、处理数据误差方面的性能更优;计算机芯片具有良好的修正数据误差的性能,体现出电子计量表测量的优越性。因此执行電量计量任务时,也可以从电路角度入手,通过提升电子电路结构的完善性,提升抗干扰能力并保证测量数据的精准性。计量测试过程中使用的装置基于A/D采样原理设计,具有操作简易、抗干扰能力弱的特征。

二、计量测试技术应用

1.应用概述。计量测试技术处于不断发展状态,充分适应电气工程逐步发展的节奏,计量测试技术已经日臻完善。但是电气工程设备运行过程中会产生干扰因素,可能会影响计量测试工作的正常节奏,最终影响计量测试结果的准确性。另一方面,电气工程供电系统承担着非常繁重的供电任务,很多设备长期处于高负荷甚至超负荷的工作状态,供电设备本身可能处于亚健康状态,进而产生影响电能计量精准性的因素;因此在应用计量测试技术的过程中不断改进技术体系,保证电能测量精准性并推动电气工程的发展。

2.电子计量表调试。电子计量表应用过程中可能会受到谐波干扰因素的影响,为保证电子计量表的精确性,在应用之前借助计量测试技术开展试验工作,确定电子计量表的性能以及使用效益,保证电量计量工作的全面性,并与电力用户的实际需求吻合。在应用计量测试技术的过程中经常采用A/D采样方式,执行采样操作后获取的数据信息保存在A表中,作为电能计算的参考依据;借助单片机的计算功能,就可以获取电能量计算结果。A/D采样模式实现电能量计量的阶段效应,能够获取某一时间段内的电能量。但是该方式适用在静态测量环境中,如果使用环境内存在谐波干扰现象,则会影响测量结果的精度。众所周知电气设备抗谐波干扰能力偏弱,如果电气设备工作状态下产生明显谐波,降低电量计量结果的参考价值。因此需要对传统A/D模式进行改造升级,在充分吸收A/D采样模式优势的基础上,借鉴时分隔乘法器的思想,将时分隔计量模式与电量计量过程相结合,由此实现了T型电能表。在功率计量过程中有效规模谐波影响,电量计量结果更加精准。关于其他电力参数数据的采集,仍然应用A/D采样模式,保证电力参数和无功电能数据的精准性。这种计量测试技术实现功能的扩展效应,与此同时会造成计量成本的提升。

3.应用效果分析。改造升级后的计量测试技术,在测量过程、测量结果精准度方面表现出较强的优越性,通过测量可以获取更加精准完善的计量结果和评级结果,测量结果与电能计量结果理论最佳状态的差距很小。在电能计量领域应用全电子式计量设施,为电子计量过程赋予更多智能化因素,同时降低计量过程成本。通过此前分析得知T表在测量过程中适应性更强,在抵抗谐波干扰的情况下,获得结果的精准度相比于A表测量过程显著提升。在电气工程计量测试过程中,有必要推广T表的使用。不可否认的是高性能计量表的应用导致电能调整成本的提升,但是相比于计量测试技术革新带来的经济效益可以忽略不计。

结束语:电能计量测试技术仍处于不断发展阶段,在电气工程结构愈发缜密、设备工作原理和环境越来越复杂的情况下,需要不断提升电能计量测试的抗干扰能力,为计量测试技术的应用开辟更广阔的空间。

参考文献

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