智能电表“跑得快”?真相值得深挖……-杭州远方光电信息股份有限公司

新闻中心

news center

智能电表“跑得快”?真相值得深挖……

2020-09-24460

近期,居民普遍反映8月份的电费猛涨。虽然电力部门给出了阶梯式累进电价的解释,并把原因归结为上半年疫情居家用电较多。但市民们依然怀疑新更换的智能电表“跑得快”,对此,杭州市市场监管局对智能电表开展监督检查,随机抽查了14只智能电表,均检定合格,示值误差都在国家规定的最大允许误差范围内。 

然而,此检测结果能否真正打消老百姓对智能电表的疑虑,却始终要打个问号。虽然智能电表作为智能电网的智能终端,已逐渐走进千家万户,但事实上人们并不了解它。


典型智能电表与机械电表


与传统电表相比,智能电表不仅具备电能计量的功能,还包括计量信息、用电信息、用电监控等智能化的管理功能。但无法忽视的是,智能电表终究是一个电子设备,易受电磁、谐波等外部干扰。新闻中描述的14只智能电表是按照检定规程在理想的实验室电网环境下计量的,判为合格并不难;而实际智能电表所在的电网环境十分复杂,存在各种电压、电流冲击和谐波干扰,在这种情况是否还能准确计量才是值得深挖的。


常见的骚扰源


因此有必要考察智能电表的抗干扰能力,在不同的电磁和非电磁的冲击条件下,检测智能电表是否能正常工作。标准GB/T 17215.211《交流电测量设备 通用要求、试验和试验条件 第11部分:测量设备》中规定要对智能电表进行多种抗扰度测试,目前该标准正在进一步修订中,新修订的版本增加了更多干扰因素。



比较典型的就是电磁兼容抗扰度(EMS)测试,测试流程就是将智能电表置于干扰条件下,干扰电磁信号通过空间或导线传递到智能电表内部,从而看它是否会被影响,以及影响的程度。电磁抗扰度测试包括雷击浪涌的测试、静电放电测试、工频磁场测试,快速瞬变脉冲群测试,短时过电流测试等,具体地:

● 雷击浪涌测试模拟了雷电天气下,雷电击中外部线路时,所产生的巨大电流对智能电表的影响;

● 静电放电测试模拟了周围的电子设备或者人体带电的情况下对智能电表的影响;

● 工频磁场测试模拟了住宅区或者商业区,和发电厂等场合的工频磁场对智能电表的影响;

● 快速瞬变脉冲群测试模拟了电网中开关切换时,电路中电流突然变化对智能电表的影响。

远方公司的雷击浪涌发生器(EMS61000-5A)、静电放电发生器(EMS61000-2A)、工频磁场发生器(EMS61000-8K)、群脉冲发生器(EMS61000-4N)可分别用于以上抗扰度测试。


电磁抗扰度测试一体化方案


除了上述常规的EMC测试项目,针对智能电表的电磁兼容抗扰度测试还有一个重要的项目——短时过电流测试,它是专门考察智能电表在瞬时大功率脉冲电流后造成的损害和性能的变化,远方已成功研发出HCP-60M短时电流试验仪,它集成了电流源和三相电压源,可用于高达6000A的短时过电流测试,目前已被相关计量检测单位应用于智能电表的性能评价。


HCP-60M短时电流试验仪


除了考虑电磁干扰对智能电表的影响外,还需考虑谐波干扰的影响。在电能的生产、传输、转换和使用的各个环节中都会产生谐波,但谐波主要是来自UPS、开关电源及变频等非线性设备。纯净电网中的电压和电流均以正弦波波形运行,然而在非线性设备接入系统时,产生的附加的谐波电流会引起电流和电压畸变。过多的谐波会严重影响供电系统电能质量,并对并网运行的相关设备产生危害。同时,谐波还会引起继电保护和自动装置误动作,使电能计量出现误差。


谐波波形示意图


常见的非线性家用电器有台式计算机、笔记本电脑、照明电器、微波炉、冰箱、电视机、空调以及各类充电器等。当这些家用电器处于开通状态时,就会向系统注入谐波电流,此谐波电流经二次系统和用户变压器,进一步流入上一等级的电力系统中。这些家用电器虽然单个功率小,但电流波形畸变严重。而且我国城镇居民人口众多,生活小区密集,这些非线性家用电器整体对外发射的谐波电流对智能电表的干扰是不容忽视的。


常见非线性家用电器电流波形


居民的谐波干扰


为了提高智能电表的谐波抗扰度水平,新修订标准规定对智能电表进行电流和电压电路中谐波、谐间波、高次谐波等影响测试。针对以上测试,远方公司已成功研发出YS6200智能电表谐波试验系统,集成了高精度智能电表检定装置和谐波发生单元,具有良好的稳压、稳流特性,能够在输出符合标准要求的波形下,实现对智能电表误差的测量。


 YS6200 智能电表谐波试验系统


同时,新标增加了差模高频电流干扰的测试项目,并要求强制执行。

2kHz-150kHz范围内的差模电流干扰一般由诸如电力电子、逆变器和电力线通信系统等设备产生,可在很大程度上干扰电能表计量,引起电流测量通道过载,导致计量出错等问题。为了提高电能表的抗扰水平,标准GB17215.211(201X)、PD CLC/TR 50579:2012要求对电能表进行差模电流抗干扰测试。

远方EMC公司已成功研发出针对该测试项目的专用设备YF2405干扰电流发生器。它是一款可编程扫频输出的高频电流源,完全符合电表行业PD CLC/TR 50579:2012、GB17215.211(201X)及IEC61000-4-19:2014等国际、国内最新标准,用于电能表设备差模高频电流抗扰能力的评价。


图片1.png

 YF2405 干扰电流发生器