摘要： 文章簡(jiǎn)要敘述了電能表檢驗(yàn)裝置標(biāo)準(zhǔn)和檢定規(guī)程的現(xiàn)狀，并提出在規(guī)程修訂時(shí)應(yīng)考慮的主要技術(shù)問(wèn) 題以及處理方法，對(duì)其中較為典型的實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行了探討并提出了建議。
1 交流電能表裝置標(biāo)準(zhǔn)和檢定規(guī)程現(xiàn)狀
國(guó)際方面：國(guó)際電工委員會(huì)在 1982 年頒布了《Testing equipment for electrical energy meters》IEC 736—1982 的標(biāo)準(zhǔn)， 其中技術(shù)要求涉及到對(duì)裝置檢定電能表的內(nèi)容較為簡(jiǎn)單， 裝置的準(zhǔn)確度等級(jí)僅涉及 0.05、 0.1、0.2 級(jí)，自 1992 后，此標(biāo)準(zhǔn)一直沒(méi)有修訂。自 20 世紀(jì) 90 年代初，歐洲及一些其他國(guó)家的電力市場(chǎng)改 革相應(yīng)開(kāi)始，隨之也配套頒布了相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，比如英國(guó)的《Code of practice 5》 、美國(guó)的《CODE FOR ELECTRICITY METERING》和新西蘭的《Requirements for approved test house》技術(shù)要求等，但在內(nèi)容上 均僅是對(duì)檢驗(yàn)和校準(zhǔn)電能表用的標(biāo)準(zhǔn)電能表和主要輔助設(shè)備提出了技術(shù)要求。
國(guó)內(nèi)方面：DL460 規(guī)程自 1992 年實(shí)施以來(lái)，在電能表檢驗(yàn)裝置的驗(yàn)收和周期檢定工作中，起到了其應(yīng) 有的作用。但是，隨著電力體制改革的不斷深入，電力投資、經(jīng)營(yíng)和管理的主體都發(fā)生了較大變化，同時(shí) 也對(duì)電能計(jì)量?jī)x表的準(zhǔn)確度以及電能表檢驗(yàn)裝置提出了越來(lái)越高的技術(shù)要求。特別是在城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)改造中， 電能表檢驗(yàn)裝置的數(shù)量大大增加，其結(jié)構(gòu)、原理以及功能和規(guī)范均與 20 世紀(jì) 90 年代初期的產(chǎn)品有很大的 差異;國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB 11150—2001《電能表檢驗(yàn)裝置》也于 2002 年 3 月 1 日修訂后頒布實(shí)施，其內(nèi)容也與 原來(lái)內(nèi)容有較大變動(dòng),主要參照了 GB/T 17215—1998《1 級(jí)和 2 級(jí)靜止式交流有功電能表》和 GB/T 17883—1999《0.2S 和 0.5S 級(jí)靜止式交流有功電能表》標(biāo)準(zhǔn)，增加了電磁兼容和諧波影響等試驗(yàn)內(nèi)容，并 根據(jù)實(shí)際使用情況，補(bǔ)充了環(huán)境和工作條件對(duì)裝置的影響。國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程 JJG 597—1989《交流電能表 檢定裝置檢定規(guī)程》 ，也是在 1989 年頒布實(shí)施，其技術(shù)要求主要是針對(duì)電工式電能表裝置。所以不論是國(guó) 家計(jì)量檢定規(guī)程 JJG 597—1989《交流電能表檢定裝置》還是電力規(guī)程 DL460，在技術(shù)要求和檢驗(yàn)方法上都 不能適應(yīng)目前電子式電能表裝置檢驗(yàn)的工作需要，為保證電能計(jì)量的準(zhǔn)確、可靠和量值的統(tǒng)一，確保企業(yè) 和消費(fèi)者的利益，國(guó)內(nèi)的計(jì)量檢定規(guī)程和電力規(guī)程均進(jìn)行了修訂，目前正在報(bào)批過(guò)程中。以下主要敘述電 力規(guī)程修訂過(guò)程中考慮的技術(shù)問(wèn)題。
2 規(guī)程修訂中的主要技術(shù)問(wèn)題
(1) 根據(jù)電網(wǎng)經(jīng)營(yíng)交易量的增加和量值傳遞的需要，將規(guī)程的適用范圍擴(kuò)展到 0.01 級(jí)及以下準(zhǔn)確度等 級(jí)，對(duì) 0.01 級(jí)和 0.02 級(jí)裝置的技術(shù)要求，主要是參照目前國(guó)內(nèi)外裝置制造廠提供或已生產(chǎn)的裝置的技術(shù)指 標(biāo)而提出的，主要目的是為用戶(hù)在驗(yàn)收和訂貨時(shí)有一個(gè)參考依據(jù)。規(guī)程規(guī)定的參比條件是最基本的，如果 有更高的要求， 可在訂貨技術(shù)條件中提出; 0.01、 對(duì) 0.02、 0.03 級(jí)裝置的誤差要求， 主要參照 JJG 596—1999 《電子式電能表》規(guī)程和 DL/T 585—1995《電子式標(biāo)準(zhǔn)電能表技術(shù)條件》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，由于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 11150—2001《電能表檢驗(yàn)裝置》中未對(duì)裝置的不平衡負(fù)載的誤差提出要求，為方便實(shí)際工作，特別將不平 衡負(fù)載時(shí)的誤差要求根據(jù)功率因數(shù)的不同，分別提出要求。
(2) 根據(jù)要求，將標(biāo)準(zhǔn)偏差估計(jì)值改為實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差，并按新裝置和使用中的進(jìn)行分別要求，這主要是 因?yàn)檠b置中電壓回路繼電器接觸電阻變化引起電壓降的變化，從而引起誤差變化，因此應(yīng)將使用中的指標(biāo) 放寬。
(3) 對(duì)裝置的無(wú)功測(cè)量準(zhǔn)確度，規(guī)程只規(guī)定 0.3 級(jí)，通過(guò)余弦原理得到的無(wú)功基準(zhǔn)，足夠開(kāi)展對(duì)目前大 量使用的 2 級(jí)和 3 級(jí)無(wú)功電能表的檢驗(yàn)。由于到目前為止，我國(guó)還沒(méi)有開(kāi)展無(wú)功標(biāo)準(zhǔn)的量值傳遞和校準(zhǔn)工 作，所以對(duì)計(jì)算得到正弦原理的更高等級(jí)的無(wú)功標(biāo)準(zhǔn)的驗(yàn)收和要求，可在訂貨技術(shù)條件中提出，并在實(shí)際 工作中給予驗(yàn)證后使用。
(4) 對(duì)裝置中配套的標(biāo)準(zhǔn)電能表的準(zhǔn)確度等級(jí)，要求沒(méi)有提高，但是根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司《標(biāo)準(zhǔn)電能表 檢定的補(bǔ)充規(guī)定》 ，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)表本身的穩(wěn)定性提出較高的要求。規(guī)定裝置中配套使用的 0.05 級(jí)及以上等級(jí)的 標(biāo)準(zhǔn)電能表的誤差在檢定周期的相對(duì)變化量應(yīng)不大于其等級(jí)指數(shù)的 2/3;0.1 級(jí)及以下等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)電能表的 誤差在檢定周期的相對(duì)變化量應(yīng)不大于其等級(jí)指數(shù)的 1/2。 這是基于國(guó)家電網(wǎng)公司對(duì)各省標(biāo)準(zhǔn)電能表的穩(wěn)定性統(tǒng)計(jì)結(jié)果后提出的要求。
(5) 對(duì)裝置中配套的隔離電壓互感器準(zhǔn)確度要求與相應(yīng)等級(jí)的裝置配備的標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器要求相同。 對(duì)已使用的裝置，若達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求的，應(yīng)限定范圍使用，例如對(duì)標(biāo)準(zhǔn)表的接入位置以及被檢表的性質(zhì)等 要做出規(guī)定。
(6) 對(duì)多繞組電壓互感器的結(jié)構(gòu)有二種，第一種是不管試驗(yàn)多少只電能表，第一個(gè)繞組必須接入被檢 表,即標(biāo)準(zhǔn)表端必須接入被檢表，各繞組的負(fù)載也要求盡量一致，對(duì)于此類(lèi)裝置，根據(jù)檢定結(jié)果，必須限定 使用條件，才準(zhǔn)許使用;第二種裝置，標(biāo)準(zhǔn)表的繞組是單獨(dú)的，其余 24 或更多表位的負(fù)載可以在 4～8VA 變化，對(duì)此類(lèi)裝置，經(jīng)檢定后，可根據(jù)被檢表的具體情況使用。
(7) 由于電子式電能表的大量應(yīng)用，針對(duì)此類(lèi)電能表的不脫鉤校驗(yàn)，校驗(yàn)裝置上相應(yīng)地增加了標(biāo)準(zhǔn)隔 離電壓互感器。但標(biāo)準(zhǔn)隔離電壓互感器在使用中也存在以下問(wèn)題：現(xiàn)行的互感器的檢定規(guī)程規(guī)定，只對(duì)互 感器的 1.0、0.8 L 功率因數(shù)點(diǎn)進(jìn)行檢定，且對(duì)互感器的帶負(fù)載能力沒(méi)有明確的規(guī)定，檢定時(shí)也大部分是帶 純阻性負(fù)載。而在實(shí)際工作中，電壓隔離互感器所帶負(fù)載種類(lèi)差別很大，有容性負(fù)載、感性負(fù)載、開(kāi)關(guān)型 負(fù)載、整流型負(fù)載等，且視在功率各不相同，這就造成了電壓隔離互感器檢定時(shí)的試驗(yàn)點(diǎn)和實(shí)際工作時(shí)的 狀況有很大的差別，所以，規(guī)程提出按實(shí)際使用的負(fù)載類(lèi)型，進(jìn)行裝置的誤差檢驗(yàn)。
(8) 對(duì)于實(shí)際工作中需要進(jìn)行電能表影響量試驗(yàn)的裝置，應(yīng)在檢定時(shí)對(duì)規(guī)定的影響量進(jìn)行測(cè)試，應(yīng)特 別注意諧波影響量試驗(yàn)條件和裝置外接負(fù)載的大小和負(fù)載性質(zhì)，對(duì)檢定上述項(xiàng)目的裝置檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)器，應(yīng)經(jīng) 過(guò)測(cè)試或校準(zhǔn)。
|<12>>
(9) 對(duì)于裝置的穩(wěn)定性誤差，主要是參照 IEC433—1974《測(cè)量用穩(wěn)定電源裝置》和 JJG 596—1999《電 子式電能表》的要求提出的，根據(jù)目前各單位的具體使用情況，裝置一般工作時(shí)間約為 8～9h，故需要測(cè) 試此期間的裝置穩(wěn)定性。另外，根據(jù)國(guó)家電力公司發(fā)輸電計(jì)(2002)18 號(hào)文件的規(guī)定以及新版標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī) 范的規(guī)定，提出裝置周期穩(wěn)定性要求。
(10) 根據(jù)實(shí)際使用情況，本次修訂對(duì)電子式裝置增加了輸出值的設(shè)定準(zhǔn)確度要求，規(guī)定制造廠應(yīng)規(guī)定 輸出電壓、電流、頻率、相位幅值設(shè)定準(zhǔn)確度和輸出負(fù)載調(diào)整率: ①裝置電壓輸出端在最大輸出和空載時(shí)， 其幅值調(diào)整率應(yīng)不大于 0.1%;②裝置電流輸出端在最大輸出和短接時(shí)，其幅值調(diào)整率應(yīng)不大于 0.1%。
(11) 對(duì)監(jiān)視儀表(設(shè)備)的要求。允許虛擬儀表或多功能表監(jiān)視，但是指標(biāo)應(yīng)滿(mǎn)足：裝置應(yīng)配置監(jiān)視 輸出量電壓、電流、功率、相位、頻率及相序等必要的監(jiān)視儀表(設(shè)備) ，其測(cè)量誤差或功能應(yīng)滿(mǎn)足參比條 件規(guī)定的允許誤差內(nèi)調(diào)整所需的電參量。如果裝置所配置的標(biāo)準(zhǔn)表為多功能表，具有所需監(jiān)視量的測(cè)量功 能，可不配備相應(yīng)的監(jiān)視儀表(設(shè)備) ，但是在檢驗(yàn)電能表時(shí)，裝置應(yīng)提供上述輸出量的監(jiān)視。監(jiān)視啟動(dòng)電 流的測(cè)量誤差應(yīng)不大于 5%，啟動(dòng)功率的測(cè)量誤差應(yīng)不大于 10%。
(12) 對(duì)裝置的功能提出：應(yīng)具有啟動(dòng)電流測(cè)量功能、潛動(dòng)試驗(yàn)功能、三相電能表平衡負(fù)載和不平衡負(fù) 載試驗(yàn)以及校核電能表常數(shù)的功能。裝置在潛動(dòng)試驗(yàn)功能時(shí)，其電流回路應(yīng)開(kāi)路，這些功能是裝置必須具 有的基本功能;裝置的其他檢測(cè)功能，如最大需量檢測(cè)等應(yīng)滿(mǎn)足相應(yīng)電能表檢定規(guī)程的規(guī)定。
(13) 首次對(duì)裝置的熱穩(wěn)定性提出要求，對(duì) 0.1 級(jí)及以下準(zhǔn)確度等級(jí)的裝置達(dá)到熱穩(wěn)定狀態(tài)的時(shí)間應(yīng)不 超過(guò) 30min，主要考慮此類(lèi)裝置量大面廣，預(yù)熱時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，而對(duì) 0.1 級(jí)以上準(zhǔn)確度等級(jí)的裝置，其熱穩(wěn) 定時(shí)間由用戶(hù)和制造廠協(xié)商確定。
(14) 對(duì)裝置的軟件要求。 裝置提供的各路誤差監(jiān)視應(yīng)與計(jì)算機(jī)顯示的同步。 自動(dòng)檢驗(yàn)裝置的控制程序， 在進(jìn)行被檢表誤差檢定過(guò)程中，負(fù)載點(diǎn)切換過(guò)程的穩(wěn)定時(shí)間應(yīng)小于 10s。 檢定原始數(shù)據(jù)的處理應(yīng)正確無(wú)誤。當(dāng)有外部設(shè)備通過(guò)適當(dāng)?shù)慕涌谂c裝置相連接時(shí)，裝置的計(jì)量性能不 應(yīng)受到不利的影響。
3 在裝置實(shí)際檢驗(yàn)中要考慮的幾個(gè)問(wèn)題
3.1 關(guān)于裝置的輸出端實(shí)際負(fù)載
目前市場(chǎng)的電能表種類(lèi)很多，但大致有以下幾種類(lèi)型：機(jī)械電能表，其電壓回路呈感性負(fù)載特性，回路功率因數(shù) cos=0.2L 左右，功率損耗在 5～10VA 之間;其電流回路呈弱感性特征(cos>0.98L) 。在接 入掛表架后，由于引線接觸電阻的影響量變大，整個(gè)回路的特性進(jìn)一步呈阻性負(fù)載特性。電子表電流回路 多呈純阻性負(fù)載特征， cos=0.98L 左右。 電子表電壓回路負(fù)載特性有容性負(fù)載特性和整流型負(fù)載特性 2 種。
對(duì)上述負(fù)載，在裝置檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要，在裝置的輸出端連接實(shí)際負(fù)載，測(cè)量裝置輸出端的電 壓、電流的失真度以及裝置對(duì)不同負(fù)載的適應(yīng)性，并測(cè)量實(shí)際誤差。
3.2 裝置輸出滿(mǎn)負(fù)載下相位的偏移
由于電能表負(fù)載種類(lèi)很多，特別是在視在功率比較大的情況下，當(dāng)裝置輸出端滿(mǎn)負(fù)載后，由于不同負(fù) 載對(duì)測(cè)試電源輸出的電壓和電流影響不同，尤其在測(cè)試源過(guò)載失真或輕微自激時(shí)，對(duì)相位的影響可能超出 規(guī)程規(guī)定值。此時(shí)用戶(hù)校驗(yàn)電能表時(shí)的結(jié)果將偏離實(shí)際值，所以在對(duì)裝置進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)盡量將裝置的輸 出端施加滿(mǎn)負(fù)載進(jìn)行模擬測(cè)試，檢驗(yàn)此時(shí)裝置的真實(shí)誤差是否能夠符合規(guī)程要求。
3.3 寬量程標(biāo)準(zhǔn)表的問(wèn)題
由于電子技術(shù)的飛速發(fā)展， 單一的寬量程標(biāo)準(zhǔn)表的制造技術(shù)已逐漸成熟， 則裝置中不需要配置標(biāo)準(zhǔn) TV、 TA 來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓和電流量程的擴(kuò)展，就可以完成對(duì)不同量程被檢表的檢定。需要引起注意的是，此標(biāo)準(zhǔn)電 能表的檢定負(fù)載點(diǎn)應(yīng)滿(mǎn)足實(shí)際不同量程被檢電能表的需要，另外，在裝置的誤差測(cè)量時(shí)，應(yīng)盡可能將此裝 置在實(shí)際使用時(shí)的檢驗(yàn)點(diǎn)的測(cè)量誤差給予檢測(cè)。
