? ?與傳統(tǒng)電表相比,智能電表不僅具備電能計量的功能,還包括計量信息、用電信息、用電監(jiān)控等智能化的管理功能。但無法忽視的是,智能電表終究是一個電子設(shè)備,易受電磁、諧波等外部干擾。

? ?一般來說,智能電表是按照檢定規(guī)程在理想的實驗室電網(wǎng)環(huán)境下計量的,判為合格并不難;而實際智能電表所在的電網(wǎng)環(huán)境十分復(fù)雜,存在各種電壓、電流沖擊和諧波干擾,在這種情況是否還能準(zhǔn)確計量才是值得深挖的。

因此有必要考察智能電表的抗干擾能力,在不同的電磁和非電磁的沖擊條件下,檢測智能電表是否能正常工作。標(biāo)準(zhǔn)GB/T 17215.211《交流電測量設(shè)備 通用要求、試驗和試驗條件 第11部分:測量設(shè)備》中規(guī)定要對智能電表進(jìn)行多種抗擾度測試,目前該標(biāo)準(zhǔn)正在進(jìn)一步修訂中,新修訂的版本增加了更多干擾因素。 ?

比較典型的就是電磁兼容抗擾度(EMS)測試,測試流程就是將智能電表置于干擾條件下,干擾電磁信號通過空間或?qū)Ь€傳遞到智能電表內(nèi)部,從而看它是否會被影響,以及影響的程度。電磁抗擾度測試包括雷擊浪涌的測試、靜電放電測試、工頻磁場測試,快速瞬變脈沖群測試,短時過電流測試等,具體地:
● 雷擊浪涌測試模擬了雷電天氣下,雷電擊中外部線路時,所產(chǎn)生的巨大電流對智能電表的影響;
● 靜電放電測試模擬了周圍的電子設(shè)備或者人體帶電的情況下對智能電表的影響;
● 工頻磁場測試模擬了住宅區(qū)或者商業(yè)區(qū),和發(fā)電廠等場合的工頻磁場對智能電表的影響;
● 快速瞬變脈沖群測試模擬了電網(wǎng)中開關(guān)切換時,電路中電流突然變化對智能電表的影響。
遠(yuǎn)方公司的雷擊浪涌發(fā)生器(EMS61000-5A)、靜電放電發(fā)生器(EMS61000-2A)、工頻磁場發(fā)生器(EMS61000-8K)、群脈沖發(fā)生器(EMS61000-4N)可分別用于以上抗擾度測試。
? ?除了上述常規(guī)的EMC測試項目,針對智能電表的電磁兼容抗擾度測試還有一個重要的項目——短時過電流測試,它是專門考察智能電表在瞬時大功率脈沖電流后造成的損害和性能的變化,遠(yuǎn)方已成功研發(fā)出HCP-60M短時電流試驗儀,它集成了電流源和三相電壓源,可用于高達(dá)6000A的短時過電流測試,目前已被相關(guān)計量檢測單位應(yīng)用于智能電表的性能評價。

HCP-60M短時電流試驗儀 ?
? ?除了考慮電磁干擾對智能電表的影響外,還需考慮諧波干擾的影響。在電能的生產(chǎn)、傳輸、轉(zhuǎn)換和使用的各個環(huán)節(jié)中都會產(chǎn)生諧波,但諧波主要是來自UPS、開關(guān)電源及變頻等非線性設(shè)備。純凈電網(wǎng)中的電壓和電流均以正弦波波形運行,然而在非線性設(shè)備接入系統(tǒng)時,產(chǎn)生的附加的諧波電流會引起電流和電壓畸變。過多的諧波會嚴(yán)重影響供電系統(tǒng)電能質(zhì)量,并對并網(wǎng)運行的相關(guān)設(shè)備產(chǎn)生危害。同時,諧波還會引起繼電保護(hù)和自動裝置誤動作,使電能計量出現(xiàn)誤差。

? ?常見的非線性家用電器有臺式計算機(jī)、筆記本電腦、照明電器、微波爐、冰箱、電視機(jī)、空調(diào)以及各類充電器等。當(dāng)這些家用電器處于開通狀態(tài)時,就會向系統(tǒng)注入諧波電流,此諧波電流經(jīng)二次系統(tǒng)和用戶變壓器,進(jìn)一步流入上一等級的電力系統(tǒng)中。這些家用電器雖然單個功率小,但電流波形畸變嚴(yán)重。而且我國城鎮(zhèn)居民人口眾多,生活小區(qū)密集,這些非線性家用電器整體對外發(fā)射的諧波電流對智能電表的干擾是不容忽視的。


? ? 為了提高智能電表的諧波抗擾度水平,新修訂標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對智能電表進(jìn)行電流和電壓電路中諧波、諧間波、高次諧波等影響測試。針對以上測試,遠(yuǎn)方公司已成功研發(fā)出YS6200智能電表諧波試驗系統(tǒng),集成了高精度智能電表檢定裝置和諧波發(fā)生單元,具有良好的穩(wěn)壓、穩(wěn)流特性,能夠在輸出符合標(biāo)準(zhǔn)要求的波形下,實現(xiàn)對智能電表誤差的測量。

YS6200 智能電表諧波試驗系統(tǒng)
參考文獻(xiàn):
清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心.中國建筑節(jié)能年度發(fā)展研究報告2013.中國建筑工業(yè)出版社,2013.
張坤,民用諧波源負(fù)荷的諧波測量與隨機(jī)性分析. 山東大學(xué),2017.
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