智能电能表的元器件功能及其全性能试验
智能电能表在电能计量中的应用与性能评估研究
智能电能表在电能计量中的应用与性能评估研究摘要：随着能源问题的日益突出，电能计量作为能源管理的重要环节，对于实现能源节约和可持续发展至关重要。
智能电能表作为一种新型的电能计量设备，具有实时监测、精确计量、远程控制等优势，已经逐渐得到广泛应用。
因此，我们需要继续深入研究智能电能表的应用和性能评估，为电能计量领域的发展做出更大的贡献。
关键词：智能电能表；电能计量；应用；性能评估引言智能电能表是一种集电能计量、数据传输、数据存储和数据处理等功能于一体的电力测量仪器设备。
它使用数字技术对电能进行准确计量，并通过通信技术将计量数据传输到电力公司或用户端，实现远程抄表和智能管理。
本文旨在探讨智能电能表在电能计量中的应用，并对其性能进行评估研究。
1智能电能表的基本原理1.1工作原理1.1.1电流互感器电流互感器是用于测量电路中电流大小的装置。
它采用电磁感应原理，将待测电流I1通过电流互感器的一次绕组产生的磁通量，经过铁芯传导到二次绕组上，再由二次绕组输出为与待测电流成正比的小电流I2。
智能电能表通过测量这个小电流I2来间接测量电路中的电流大小。
1.1.2电压互感器电压互感器是用于测量电路中电压大小的装置。
它采用电磁感应原理，将待测电压U1作用在电压互感器的一次绕组上，通过铁芯传导到二次绕组上，再由二次绕组输出为与待测电压成正比的小电压U2。
智能电能表通过测量这个小电压U2来间接测量电路中的电压大小。
1.1.3数字信号处理智能电能表将电流和电压信号经过数模转换器转换为数字信号，并采用采样技术对信号进行离散化处理。
然后，利用计算机算法对采样的电流电压数据进行处理，包括计算有功功率、无功功率、功率因数等参数，并根据相应标准进行校正和校验，最终得到准确的电能计量值。
1.2 计量方法1.2.1积分法积分法是一种传统的电能计量方法，它基于电流和电压的乘积进行计算。
智能电能表通过采样电流和电压信号，并实时计算每个采样间隔中的功率值，累积得到总的有功及无功功率值。
智能电能表国内外标准分析及开展全性能检测的可行性分析
智能电能表国内外标准分析及开展全性能检测的可行性分析文章主要叙述了电能表的分类。
国内外电能表标准的比对，IEC标准中将要求分为机械要求、电气要求、气候要求、准确度要求，及开展电能表全性能检测急需解决的问题。
标签：种类；标准；影响量；检测问题1 电能表的分类电能表按类别划分一般有以下几种：1.1 按所测电流类型分为：直流电能表和交流电能表1.2 按用途可分为：单相电能表、三相电能表、特殊用途电能表（如标准电能表、最大需量表、脉冲电能表、预付费电能表、多费率电能表等）、多功能电能表、智能电能表。
1.3 按计量单元驱动方式分为：感应式电能表和静止式电能表。
按准确度等级分为：0.01级、0.02级、0.05级、0.1级、0.2S级、0.5S级、1级、2级、3级电能表，其中0.01级～0.1级为标准电能表，0.2S～3级为安装式电能表。
2 国内外电能表标准分析对比電能是目前世界上使用最为广泛的一种能源，作为计量电能的电能表受到了世界各国的普遍重视，世界各国都制定有电能表的标准。
综观众多国家的标准，虽有种种差别，但可以IEC（国际电工委员会）、美国和日本的标准作为代表。
也就是说掌握了这几个标准则基本可以消除了电能表国际贸易的技术壁垒。
IEC标准是世界上最有影响的标准，目前大约为20多个国家或地区所采用（区别在于采用程度不同）。
在欧洲几乎所有国家都等同采用，亚洲也有很多国家，如印度、巴基斯坦等在采用。
我国也是采用IEC标准的国家。
美国标准除在其本土使用外，在加拿大、墨西哥及中、南美的其它一些国家都有使用。
美国国家标准ANSI C12自1910年第一次出版后，至今已修订了多次。
日本标准除在本国使用外，在东南亚的一些国家也有所使用。
这三种电能表标准在技术要求上有许多共同之处，也存在着一些差别，而且即使同样的要求，由于测试水平和测试条件的不同，也有差别。
正是这些差别体现了标准的水平。
2.1 IEC专门的技术委员会（TC13）制定的电能表标准IEC专门的技术委员会（TC13）负责制定以电能表为主的有关电能测量的标准。
国网计量中心电能表全性能试验
11.外置负荷开关的电能表跳合闸端子输出为无源无极性 电平控制信号。
12.生产厂家送检的样品不需进行铅封，由样品接收单位 统一铅封。
四、样品接收程序 1．样品接收单位负责对所送样品外观是否符合“盲样” 要求进行判断。如果生产厂家所送样品不符合“盲样”要求， 样品将被拒收。 2．样品接收单位在收到生产厂家的送检申请单（见附件 1）及样品后，在送检申请单上签字确认作为接收凭证。 3．对于生产厂家在送样时提供的主要元器件清单（见附 件 2），由样品接收单位暂时留存，待出具检测结果后再转至 检测机构，与留样共同保存。 五、样品检测程序 1．检测机构依据智能电能表和单相静止式多费率电能表 标准要求进行检测，电能表类型不同，检测项目略有不同。根 据下述不同情形作出判断： （1）如任意一只样品的任意一项试验项目不满足国家电 网公司电能表技术标准要求，则判定该生产厂家的该类型电能 表不能满足技术标准要求。 （2）如送检样品在检测过程中出现不符合本公告第三条 任一要求的情形，检测机构将停止检测，并视同该类型电能表
被授权人签名（章）：_________ 授权人签名（章）：_________
职
务 ：_________ 职
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注：（1）本授权必须由法定代表人本人签署，不接受法定代表人的被授权人的转授权。
（2）若被授权人有两名或两名以上，如未特别声明，则任一被授权人签署的有关文件、
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按最后一个日时段补齐后续时段；费率表支持按实际费率数设 置，设置成功后电能表负责按最后一个有效费率补齐后续费 率。
6．电能表默认参数 费控电能表应设置为保电解除状态，继电器处于合闸状 态；将电能表电量和需量清零。电能表的内部存储信息不应出 现生产厂家相关内容。参数具体配置要求见附件 3。 7．电能表参数抄读要求：支持抄读当前组合有功、当前 正向有功、当前反向有功；电能表不支持的参数，抄读时应返 回无请求数据。 8.带模块的表款，每只送检样品均应配备同一种方案的通 信模块，单相电能表可带载波或微功率无线模块，三相电能表 可带载波、微功率无线或公网无线模块。通信模块文字印刷应 符合 Q/GDW 1355-2103、Q/GDW 1356-2103 及 Q/GDW 1828-2103 中的相关规定，且图中以替代词出现的“XX”均以实际的 XX 印刷。通信模块上不应有产品和厂家任何信息以及各种标记。 9.样表端子盖采用适用于卡扣式封印的 A 型端子盖。 10.送样时应同时提供送检样品的型号、样品送检申请单 （见附件 1）、样品所用主要元器件清单（见附件 2）。送检样 表的主要元器件清单须与元器件生产厂家的产品信息保持一 致。主要元器件的型号等信息不应打磨或用异物遮挡，以便实 物与元器件清单核对。
智能电能表全性能试验智能检测系统设计
link appraisement郭 亮1 宋燕霞2 赵晓燕1.国网山东省电力公司；2国网山东泰安供电公司；3 国网山东烟台供电公司图3-1 实验室布局方案六自由度多关节机器人，采用大量的齿轮传动，机械手不锥齿轮传动、小臂三电机齿轮驱动、可变速运动、大臂运动电机驱动、弹簧缸平衡机构等机构。
（3）独立试验设备单元由智能电能表及终端的EMC测试及性能检测设备组成，所有设备均由调度系统进行软件控制，可实现相关设备的开、关机、参数设置、试验启动、检测数据上传等功能。
（4）专用治具主要实现被测样品的快捷接拆线，由通用端子、中转端子和通用托盘治具组成。
1）通用端子：满足被测样品所有强电端子及弱电端子的接线需要，按照国网技术规范中要求的五种设备的最大需求设计。
2）中转端子，按照国网规范，设计5款中转端子，用于连接通用端子和专用定位治具。
3）设计一款兼容五种产品的通用托盘治具，利于流水线体上流转和快速拆接线。
（5）异常监测2个阻挡气缸和1个升降气缸组成，可方便实现被测设备的识别和定位。
调度系统发出上料指令后，RFID识别单元识别被测设备托板的流向，识别正确后，阻挡气缸1弹起，阻挡被测设备。
被测设备托板停止后，阻挡气缸2弹起，阻挡后面的设备继续前进。
然后阻挡升降机构弹起，把被测设备转角，流入皮带式流水线。
待检样品挂放在检测台体上。
控制器具备以太网接口和Profibus－DP接口，通过通讯处理器实现与调度控制系统的连接，与调度控制系统通信采用工业无线以太网，接收调度控制系统发出的作业命令，返回命令的执行情况和装载机器人状态等。
机器人单元根据接收到的指令，先抓取所需的中转端子放入对应的检测台。
当被测设备流转至指定设备位置，识别和定位装置启动，机器人抓取样品到指定位置，通过气动机构使其端子压紧；电磁兼容、标准源等设备就绪后，开始进行自动检测，按预定检测方案依次检测。
测试不合格样品将直接退出检测流程，由机器人抓取至流水线，流转至下料区，放置在不合格区，由工作人员送至故障分析实验室对应存放位。
电能表全性能试验
2.8MC试验2.8.1试验要求2.8.2试验原理2.8.3试验中可能出现的问题——静电放电；详细介绍查看附录W——浪涌抗扰度；详细介绍查看附录R——高频电磁场；——快速瞬变脉冲群；详细介绍查看附录Q——射频场感应的传导；——衰减振荡波试验（仅对经互感器接入电能表）。
——无线电干扰抑制主要进行的试验有3项1 静电放电需要专用的试验设备。
1.2试验标准要求试验应按 GB/T 17626.2 ，在下列条件下进行:—作为台式设备试验;—仪表在工作状态电压线路和辅助线路通以参比电压;电流线路无电流( 开路) ;—接触放电;—试验电压: 8 k V;—放电次数: 1 0 ( 以最敏感的极性) ;- 一如因无外露金属部件而不能接触放电，则以一 1 5 k V试验电压作空气放电静电放电作用应不使计度器产生大于二单位的改变以及测试输出不应产生大于等同二计量单位的信号量。
在试验中，功能或性能有短暂的降低或失去是容许的。
1.3 试验的实施试验应按照试验计划，采用对受试设备直接和间接的放电方式进行。
它包括：——确定施加放电点；——在每个点上，是采用接触放电还是空气放电；——所使用的试验等级；——符合性试验中在每个点上施加的放电次数；——是否还进行安装后的试验。
对空气放电，选择圆形枪头，HV on时可以选择参数；按下按钮AIR CONTACT，选择SINGLE单次放电，电压值15KV，打电表缝隙处。
接触放电，选择尖枪头，关掉AIR CONTACT，选择Repeat重复放电，HV on时可以选择电压值，8/10/15KV，打电表螺丝钉和485接口处。
标准一般打8V，做击穿试验时可以逐次增加电压值到15V，检查485通信是否受到影响，能否正常读取地址和电压值等信息。
1.4试验原理静电放电发生器输出电流的典型波形1.5试验报告试验报告应包括能重现试验的全部信息。
特别是下列内容：——本部分中第5章要求的试验计划中规定的项目内容；——受试设备和辅助设备的标识，例如商标、产品型号、序列号；——试验设备的标识，例如商标、产品型号、序列号；——任何进行试验所需的专门环境条件，例如屏蔽室；——进行试验所需的任何特定条件；——制造商、委托方或购买方规定的性能水平；——在通用、产品或产品类标准中规定的性能要求；——试验时在骚扰施加期间及以后观察到的对受试设备的任何影响，及其持续时间；——试验通过/失败的判断原因（根据通用标准、产品标准或产品类标准规定的性能判据或制造商和购买方达成的协议）；——采用的任何特殊条件，例如电缆长度或类型，屏蔽或接地，或受试设备运行条件，均要符合规定。
智能电能表全性能试验系统设计研究
智能电能表全性能试验系统设计研究智能电能表全性能试验检测系统整体规划智能电能表和用电信息采集终端全性能试验智能检测系统是采纳AGV小车、自动检表机器人、集胜利能检定台体和独立电磁兼容试验设备加上集中掌握软件组成智能检测系统。
智能检测系统能实现被测样品（包括单、三相电能表、用电信息采集终端）全性能试验，包括样品转运，自动上下试验台，试验结果判定，功能性能试验结果推断，最终输出试验结果。
方案设计包括智能检测系统的检测流程设计、夹持转运设备设计、固定治具设计、试验室整体布局设计、智能检测系统软件架构设计。
智能检测系统检测流程设计根据国网公司智能电能表质量管控要求，计量设备质量检测分为到货前全性能检测、到货后抽样检测、到货后全检验收检测，其中全性能检测工程最多，多达五六十项，包括精确度要求试验、功能要求试验、电气绝缘、电磁兼容试验、费控安全试验、气候影响试验、机械试验等。
计量设备测试样品到达试验室后，首先对测试样品的信息进展登记，记录批次测试样品的数量、规格和型号等信息。
进入试验流程，试验人员对测试样品进展人工检视，核对测试样品的登记信息。
检视完成后，放置样品至转运周转箱内，将周转箱放至起始位置料架上，并给AGV启动信号，使其进入自动测试流程。
进入自动测试流程后，AGV小车从起始位置把料架举起，运输至对应的检测室相应的放置位（由二次定位机构进展夹紧/导向定位机构二次定位，准确定位），完成后，由挂表机器人将所需测试样品的中转端子台抓取放入对应的检测定台上，再将其所需检测的样品抓取放入测试台；对测试样品的根本精度进展测试。
测试合格后记录测试样品的精度数据，依据测试样品数量将测试样品分为三组，一组留在三合一功能检定台上进展功能测试；一组由挂表机器人拆下，由AGV转运至性能试验台，自动进展性能试验；一组由挂表机器人拆下，放回周转箱，由AGV运输至起始位置料架处，组，抽取一台封存样品比对。
例如测试样品为10台，首先进展根本精度测试，测试后，一组三台连续功能试验，一组三台进展性能试验，一组三台进展人工气候影响和机械性能试验，最终抽取一台封存样品比对。
国网公司电能表全性能试验送检电能表参数配置表
国网公司电能表全性能试验送检电能表参数配置表
送检电能表参数配置表
自2014年6月第二批次（具体时间参见2013年5月31日发布的国网计量中心电能表全性能试验检测公告）起，送检电能表按照如下配置表进行参数设置。
电能表出厂时将电量和需量清零。
电能表的内部存储信息不应出现制造单位相关内容。
参数如下表格：
注1：表格中参数涵盖所有表型，具体对某款表型，不支持的参数不要求配置，例非费控表不要求设置客户编号，单相表不要求无功组合方式特征字。
注2：背光报警
智能表背光报警事件包括：失压、逆相序、过载、功率反向（双向表除外）、电池欠压、透支。
单相静止式多费率电能表背光报警事件规范没要求，建议包括：电池欠压。
注3：显示屏数、显示项按规范要求，具体如下:
智能电能表送检默认显示项目按Q/GDW 1354 — 2013 《智能电能表功能规范》附录B和《国网计量中心电能表全性能试验检测公告
第3号补遗》要求执行。
单相静止式多费率电能表送检默认显示项目按Q/GDW 1828 —2013 《单相静止式多费率电能表技术规范》附录G执行。
注4：事件参数
表格中没列出的事件，其参数按《智能电能表及采集终端事件记录采集规则》、Q/GDW 1354 — 2013 《智能电能表功能规范》附录D要求执行，两文件中均要求的同一参数按《智能电能表及采集终端事件记录采集规则》执行。
注5：出厂执行第一套时区表、第一套日时段表，继电器处于合闸状态，不处于保电状态，出厂时处于测试密钥状态，具有本地费控功能的电能表送检时应预置500元电费。
智能电能表的功能可靠性及检测技术研究
智能电能表的功能可靠性及检测技术研究摘要：智能电网的建设是国家惠民工程中的一项重要的工程，在这项工程中积极地普及智能电能表为电网的管理带来了极大的便捷。
但是，智能电能表的广泛使用过程中，由于各种各样的因素导致了智能电能表的种种故障。
鉴于此，为了保证智能电表在电网中发挥其应有的功能，有必要积极地加快对电表检测工作的标准化进程建设。
对于智能电能表性能的检测有必要给予高度地重视，对智能电能表所出现的问题进行剖析和解决。
促使智能电能表发挥出应有的积极作用。
关键词：智能电表；功能；可靠性；检测技术；分析1 导言自动化检测线将传统电能表检测中的各个环节加以整合优化，使检测过程中的走字耐压、校核常数、误差检定、性能检测、功能检查、参数预置、密钥下发、检定数据上传营销业务网等过程均在流水线上自动完成，改变了传统检测方式中对电能表进行走字、检定、加封和功能检查过程中要靠人工反复拆装的状况。
所有重要、复杂、费时的工序，全部由电脑程序自动控制完成，减少了许多因人工操作而产生的不可控因素。
2 智能电能表的功能可靠性智能电能表具有很多功能，其中，包括对电量的计算、信息的采集、用电情况的监控和电量的控制等。
此外，还可满足双向计量、阶梯电价等在人们实际生活当中的需求，这些功能是在建设智能小区、智能家居等时必不可少的。
智能电能表是可编程的，在使用之前可以提前设定时间间隔，比如在15 min或30 min内对电量进行测量。
此外，智能电能表中还可以储存很多种类的计量值，包括电能量、功率、电压等。
智能电能表还可以通过通信功能模块进行双向通讯工作以及对数据的处理。
智能电能表可以进行双向通信，所测量的电量可以随时供人们读取，在远距离的情况下也具备开关等功能，可以使装置免受其他干扰、防止电被盗用，还可以越界检测电压。
当变量得不到及时的供应时，电能表还可以自动发出断电警报（该功能由电能表内部的电容器蓄电实现），大大方便了电能表的故障检测工作。
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智 能 电 能 表 是 用 电信 息 采 集 系 统 建 设 的 基 础 终 端 设 备 ， 有 有 功 、 功 双 向电 能 计 量 、 电 具 无 用 信息管理 、 件记录 、 事 费控 与 时 段 投 切 、 全 认 证 安 等 功 能 。 为实 现上 述 功 能 ， 能 电 能 表 在硬 件 电 智
付真斌 庄 磊 赵 良德
（ 安徽省 电力科学研究院 ， 安徽 合肥 ２０ ０ ） ３ ６ １
摘 要 ：以常见的基于 Ａ ｒ ０ ２ Ｔ ７ ２ Ｂ电能计量芯片的三相远程 费控智能 电能表 为例 ，分析智能 电能表 内部 的硬件 电路设计和 电路 中配置的主要 元器件 的功能 。介绍进入安徽 电网的智 能电能表批量供货前接 受的全性 能试验项 目， 阐述试验 中出现的
第２ ９卷 第 ２期
２１ Ｏ ２年 ６月
・
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智能 电能表 的元器件功能及其 全性能试验
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问题 与 电能 表 内部 元 器件 之 间的 对 应 关 系。
关键词 ：智能电能表 ； 器件 ； 元 功能 ； 全性能试验
Ａ ｂｓｒ ｔ ｔａｃ ：Ｂａ ｅ ｎ ｔ ｘ ｍｐｌ ｆｔ ｅ － ａ ｅ ｓ ｒ ｔ－ ｕ ｔｒ ｕ ｉ ｎ ｅｅ ｔｉａ ｎｅｇ ａ ｕｒ ｍｅ ｔｃ ｐ Ａ＇ ７ ２２ ｓ ｄ ０ ｈｅ ｅ ａ ｅ ｏ ｈｒ ｅ ｐｈ ｓ ｍａ ｔｗａｔ ｈｏ ｒ ｍｅｅ ｓｎｇ ａ ｌｃｒｃ ｌｅ ｒｙ ｍｅ ｓ ｅ ｎ ｈｉ Ｉ ０ Ｂ． Ｔ
采 用 ６路 ｌ 二 阶 ｓ ｍａ ｄ ｌ ６位 ｉ — ｅｔ ｇ ａ模数 转 换 （ Ｄ ， Ａ Ｃ）
的第 一 道 检 测 关 口是 由省 级 计 量 中 心 承 担 的全 性 能 试 验 ， 验 效 果 的好 坏 决 定 着 进 入 省级 电 网 试
的 电能 表质 量 的优 劣 。本 文 以进 入安 徽 电 网的一
用 双 端差 分 式 信号 输入 ， 过 Ａ Ｃ处 理得 到 各 路 经 Ｄ 的 电 压 和 电 流 数 字 信 号 ，然 后 通 过 采 样 滤 波 器 （Ｉ Ｃ ）高 通 滤波 器 （ Ｐ ） 去 高 频 噪声 与 直 流 ＳＮ ４ 、 Ｈ Ｆ滤 增 益 ， 到需 要 的电流 采 样数 据 和 电压采 样 数据 。 得 将 电流 采样 数 据 和 电压 采 样数 据 相乘 ，便 得 到 瞬 时有 功功 率 ， 接着 经过 低 通滤 波 器 （Ｐ １ ， 出平 Ｌ Ｆ ）输 均有 功 功率 。电流 采样 数 据 和 电压采 样数 据 分别 通 过平 方 电路 、 通 滤 波 器 （ Ｐ ２ 、 平 方 电路 ， 低 Ｌ Ｆ ）开
路 设 计 、 器 件 配置 与 选 型 上 相 较 于 常规 多功 能 元 电能 表 需 执行 更 高 的标 准 和要 求 。 照 国家 电 网 按 公 司质 量 管 理规 定 ， 能 电能 表 在 网省 电力 公 司 智
电路 、 微控制器 、 电电源 电路 、 供 通信 电路 、 于 基
种 常 见 三 相远 程 费 控 智 能 电能 表 （ 准确 度 等 级 ： １
级 ， 号 ： Ｔ Ｙ１９ ， 型 Ｄ Ｚ ２ ６ 电压 规 格 ： ｘ ２ ／８ 电 ３ ２ ０３ ０ Ｖ，
流 规 格 ：ｘ ０ ４ ） 额定 频 率 ：０Ｈ ， 功 常 数 ： ３ １（０ Ａ， ５ ｚ有
ｔ ｅ ｐ ｐ ｒｉ ￣ ｄ ｃ ｓｔ ｅｍｅｅ ’ ｃｒ ｕ ｔ ｅ ｉｎ ａ ｄ ａ ａｙ ｅ ｏ ｒ ｒ ｌｍｅ ｔ’ ｏ ｆ ｕ ａｉｎ ａ ｄ ｆ ｎ ｔ ｎ ． ｈ ｔｒ ’ ｕ ｌ ｙ ｈ ａ ｅ ｏ ｕ ｅ ｔｒ ｉ ｉ ｄ ｓ ｎ ｎ ｌｚ ｓｓ ｍｅ ｐ ｍａｙ ｅｅ ｎ ｓ ｃ ｎ ｉ ｒ ｔ ｎ ｃｉ ｓ Ｔ ｅ ｍｅｅ ｓ ｑ ａｉ ｎ ｈ Ｓ ｃ ｇ ｉ ｇ ｏ ｕ ｏ ｔ
Ｅ Ｐ Ｏ 存 储 器 或 Ｆａｈ存 储 器 的用 电信 息存 储 ２Ｒ Ｍ ｌｓ 电路 、基 于 Ｅ Ａ 模 块 的密 钥信 息 管理 电路 以及 ＳＭ 其 它 外 围辅 助 电路 （ 液 晶显 示驱 动 电路 、 能 按 含 功 键 与报警 电路 等 ） ，利 用 ＭＣ Ｕ对 各 功能 电路 进行 协 调 控制 ， 实现 电能计 量 、 费控 、 息 管理 与存 储 、 信 事件 记 录 、 常报 警 、 机 交 换 等 功能 ； １所 示 异 人 图 为 三相 费控 智 能 电能表 的硬件 电路框 架 图 。系 统