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二是,研究建立国产智能电表计量全性能指标体系,适应不同或复杂环境的计量需求。
根据IEC/国标静止式电表标准,IR46电能电表国际建议的要求,参考国内“电网关口计量主表全性能研究”课题的初步研究成果,国产智能电表计量全性能指标体系,包括:
电压回路临界电压由参比电压的60%,拓展到参比电压的20-30%。
电压回路重新启用开关电源设计:
现有国网智能电表功能规范Q/GDW1354-2013标准规定:“临界电压,电能表能够启动工作的最低电压,此值为参比电压的60%”。由此,国网智能电表电压回路采用变压器设计。从多年应用情况来看,变压器设计工作稳定,但是表计低电压工作范围太窄,不适应三相四线制电路严重不对称运行的计量需求,过电压承受能力较差,整表重量太重。
目前,国际上和出口的国产电表,大部采用电压回路开关电源设计,电压工作范围最低用于参比电压的20-30%,整表重量很轻。10年前,国内电子式电表曾经采用过开关电源,主要问题是开关电源可靠性不高,电压回路谐波含有率超标,价位相应偏高。这些问题,经过长期的设计改进,基本都已经解决。
电流回路基本误差曲线要平直,测绘从启动电流到1.2Imax(功率因数为1)的误差曲线,考核该曲线误差带的宽度,误差带中线偏离表计误差零轴线的距离要求。
极低负荷计量误差曲线,参照IR46的要求,测绘由启动电流、最小电流到转折电流的误差曲线。
参考设计经验:
由威胜集团公司研究推出《复化Newton-Cotes积分算法在电能计量中的应用》,用以平直有功功率的电流基本误差曲线技术。
平坦无功功率的电流基本误差曲线方面,据电表专家在网上表述:威胜集团公司研究研发的瞬时点积无功功率算法,可以达到有功功率点积计量效果。
借鉴进口高端电表低负荷计量技术,研究采用零磁通电流互感器。
0-360°功率因数(在参比电压,参比电流下)误差曲线要平坦。
据2009年有关计量部门测试:
90°±0.5°,进口高端电表有功计量误差最优为±0.6%,最差为±3%,而国产高端电表有功计量误差为±10%。
0°±0.5°,进口高端电表无功计量误差最优为±0.7%,最高为±11%。国产高端电表有些无功计量数据不稳定。
为控制功率因数小于0.25特别是90°±0.5°时表计有功误差,可参照威胜集团公司研究提出《一种高精度动态的角差补偿算法》技术。
引入组合最大误差概念与评估方法。
IR46,建议由基本组合最大允许误差评估,就是由基本最大允许误差加上由影响量引起的误差改变,用以考核表计整机计量性能。
组合最大误差测试方法有2种:
假设组合最大误差是有效的高斯分布,IR46推出组合最大误差评估计算公式。
假设高斯分布不再有效,而影响量是一个矩形分布,另有组合最大误差评估计算公式。
用电负荷功率因数需要统一算法。
大用户的功率因数计算,涉及电网与大用户之间“功率因数电费调整办法”的正确、合理实施。
现有国网《智能电表功能规范Q/GDW1354-2013》标准,只提出“功率因数超下限”,“总功率因数超下限”2次事件记录的规定,超下限阀值整定范围为0.2-0.6。
三相大用户的三相四象限功率因数算法较为复杂,目前还有争议,国产智能电表标准需作统一规定。
分相功率因数算法。
正弦波下,功率因数等于有功电能除以“有功电能与无功电能”的方、和、根算法。
非正弦波下,功率因数等于有功电能除以视在电能(或电压×电流的积分)算法。
三相总功率因数算法,需作专题讨论。
三是,单相智能电表需要设计多个准确度等级,重新核定误差极限。
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