维普资讯 http://www.cqvip.com 《计量与莉试技术》２ｏｏ８年第３５卷第７期 多功能电表计量 Ｔｈｅ Ｍｕｌｔｉ ——ｐｕｒｐｏｓｅ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｍｅｔｅｒ Ｃａｌｃｕｌａｔｅｓ ． 马春兰 （哈尔滨市计量检定测试所，黑龙江哈尔滨１５００３６） 摘要：介绍多功能电能表应具有的基本功能，多功能电能表的工作原理、硬件原理。 关键词：多功能电能表；最大需量；单片机 多功能电能表是除计量有功电能、无功电能外，还具 有分时、测量需量等两种以上功能，并能显示、储存和输 出数据的电能表。 １引言 随着社会的发展，人民生活水平的提高，使用空调 器、洗衣机等功率因数不等于１的电器的普及，供电部门 正在慎重地考虑在较小的工业用电户（甚至在住宅用户） 的电能表上加装无功电能监控的必要性，即要求在更大 范围内测量无功电能。 除上所述，随着自动抄表技术和综合配电自动化技 术的发展，还要求新型电能表具有存储信息和交换数据 的能力。 电子式电能表以数字方式处理采集到的信息，由此 带来诸多优点，并使得上述功能很容易在一块表上实现。 ２多功能电能表 ２．１硬件 多功能电能表的硬件结构与多费率电能表相似，一 般也由测量单元、数据处理单元、时钟、通信接口和辅助 电源等几部分组成。 测量单元测量单元常以专用集成电路实现。对被 测的三相电压、三相电流信号取样，经模／娄殳转换电路将 它们转换成数字量，对应的数字电压信号、数字电流信号 相乘和相加，求得功率，然后将功率变换成脉冲信号，送 数据处理单元处理。 数据处理单元数据处理单元由ＣＰＵ、存储器等组 成。ＣＰＵ（单片机或ＤＳＰ处理器）接收测量单元传送过 来的信息，累计电能脉冲，计算最大需量，将结果存入存 储器和准备好与外部通信，交换数据。表中存储器用来 存储各个时段的用电量、最大需量及其发生的时间、时段 费率号、电能表常数和控制程序等。 显示器 电子式多功能电能表的显示器通常用Ｉ皿 数码管或Ｌ【Ｄ液晶显示屏与对应的驱动电路实现。 时钟电路与多费率电能表一样，为保证时段的正 确切换和使电表具有日历／时钟功能，电能表内设有准确 的实时时钟电路。 通信接口电能表内具有的标准接口通常为红外通信 口、ＲＳ４８５通信口和Ｐ￣２３２通信口等。通过接口，对电能表 进行编程，实现本地或远程数据的信息采集和交换等。 ３测量原理 ３．１测量有功电能 有功电能用常规方法测量。在ｔ 时刻采集被测电 压、被测电流，对转换得到的数字量作数字乘法运算，产 生此时刻的有功功率；边采集处理边累加，经过一段时间 后即得这段时间内用户消耗的有功电能Ｅｅ： ＜ＩＭＧ＆ＮＢＳＰ；ＨＥＩＧＨＴ＝５０＆ＮＢＳＰ；ＳＲＣ＝ “Ｈ ｒＰ：２００４—１ ｙｂｊｓ ｗｘ ｆｉｌｅｓ、Ⅳ、 ｒ．ｂｊｘ．ｃｏｍ．ｃｒｌ ５１— ３．ｊＰｇ？ｗｉｄｔｈ＝”１７０ ｂｏｒｄｅｒ：０”＞ 式中，＜ＩＭＧ＆ＮＢＳＰ；ＨＥＩＧＨＴ＝２３＆ＮＢＳＰ；ＳＲＣ ＝‘‘Ｈ１ｖＩ］［）：２００４—１ ｙｂｊｓ ｗｘ ｆｉｌｅｓ ｗｗｗ．ｂｊ￣．ＣＯＩｎ．ｃｎ ５１— ４．ｊＰｇ？ｗｉｄｔｈ＝”１８ｂｏｒｄｅｒ＝０”＞、＜ＩＭＧ＆ＮＢＳＰ； 肛ＩＧ耵：２４＆ＮＢｓＰ；ＳＲＣ＝“ＨＴＴＰ：２００４—１ ｙｂｊｓ ｗｘ ｆｉｌｅｓ ｗｗｗ．ｂｊｘ．ｃｏｍ．ｃｎ ５１—５．ｊｐｇ？ｗｉｄｔｈ＝“１５ ｂｏｒｄｅｒ＝ ０”＞为电压、电流的第ｉ个采样值（ｔ 时刻的采样值），７／ 为这段时间内的采样次数，△￡为采样时间间隔。 ３．２测量无功电能 无功电能可用移相法测量，即，将电压采样值移相＜ ＩＭＧ＆ＮＢＳＰ；ＨＥＩＧＨＴ＝３０＆ＮＢＳＰ；ＳＲＣ＝“Ｈ１ｖｒＰ： ２００４—１ ｙｂｊｓ ｗｘ ｆｉｌｅｓ ｗｗｗ．ｂｊｘ．ｃｏｍ．ｃｎ ５１—６．ＪＰｇ？ ｗｉｄｔｈ＝”１６ ｂｏｒｄｅｒ＝０”＞（５０Ｈｚ频为５ｎ１Ｓ）与电流采样值 数字相乘，然后在一段时间内累加，即得这段时间内的无 功电能Ｅｏ： ＜ＩＭＧ＆ＮＢＳＰ；ＨＥＩＧ ｒ＝４８＆ＮＢＳＰ；ＳＲＣ＝ “｝ｒＩｖ］ ：２００４—１ ｙｂｊｓⅥｒ）（ｆｉｌｅｓ、Ⅳ、 ｒ．ｈｉ￣．ｃｏｍ．ｃｎ ５１— ７． ｐｇ？ｗｉｄｔｈ＝”２０４ ｂｏｒｄｅｒ＝０”＞ 式中。＜ＩＭＧ＆ ；ＨＥＩＧＨＴ＝２２＆ＮＢＳＰ； ＝ “ＨＩ１Ｐ：２ＯＯ４—１ ｙｂｊｓ ＷＸ ｆｄＥ＝ｓ ｗｗｗ．ｂｊ￣．∞ｍ．ｍ ５１—２．ｊｐｇ？ ｗｉｄｔｈ＝”３０ ｂｏｒｄｅｒ＝０”＞为延时５ｍｓ的第ｉ个采样值。 （下转第３２页） 维普资讯 http://www.cqvip.com 豳 《诗量与测试技术》２ｏｏ８年第３５拳第７期 用油浸齿轮系结构，微调精度０．０５％，无需加注润滑油， 减少了齿轮间的机械磨损，保持了流量计精度稳定性。 ！ 一 曲线Ｉ 作为新型容积式流量计，使用现场必须满足其工况 ＞＜ 条件并按要求正确使用，才能发挥其最佳性价比，延长使 【 一曲，线２ 用寿命。因此Ｕ卜Ⅱ在选型、使用中需注意以下三点： ｌ ｌ ｌ ｌ （１）由于采用单壳体结构，最高压力≤２．ＯＭＰａ，对高 压长输管线不适宜使用。 ２００４／４ ２００１４／１０ ２００５／４ ２００５／１０ ．１ （２）ＤＮ１５０以上流量计在非连续使用场合再次使用 曲媸１．Ｉ 一＂ 曲仕口．惭 溶县 时，必须从排气孔排尽计量腔内空气，以防止产生气穴， 圈３ ＵＦ一Ⅱ与腰轮流量计误差特性曲线 导致产生较大的计量误差和石磨轴承损坏。 （３）转子间隙≤０．２肿，且介质在计量腔内行程较 从曲线上看Ｉ 一Ⅱ误差特性曲线基本成直线状 长，对计量介质纯净度要求比其他容积式流量计高，需使 态，说明其数据重复性比腰轮流量计好。衡量一台流量 用≥４０目不锈钢滤网并定期清洗；因转子采用铸铁材 计有两个重要指标，即各流量点检测数据具有较好的重 料，计量原油要求含水率≤５％，否则因产生锈蚀影响正 复性（标准要求＜０．１％），也就是误差特性曲线具有良好 常使用。 的斜率特性，简称线性；其次流量计具有较长时间运行后 目前Ｉ 一Ⅱ在油田各原油集输站得到了推广应 的精度稳定性（标准要求＜±０．２％），根据上述检测比对 用，承担４４００ｔ／ｄ原油外输计量任务，其计量数据得到了 数据，证明Ｉ 一Ⅱ能够满足原油外输计量工艺要求。 贸易双方认可，使用近５年来未出现因质量问题而产生 ３ Ｉ 一Ⅱ螺旋转子流量计的使用结论 的计量纠纷，维护了用户利益和企业信誉。 根据现场应用情况，Ｉ 一Ⅱ具有如下特点： 参考文献 （１）转矩均匀无脉动，液流平稳，震动及噪声很低。 ［１］蔡武昌等．流量测量方法和仪表的选用．化学工业出版社．２００１年 （２）结构简单、精巧，便于维护，啮合式转子间接触部 ４月． 分无滑动，使用寿命长，性价比高，价格只有进口金属刮 作者简介：汪飞，男，工程师。工作单位：江苏石油勘探局油田建设处。通 板流量计产品的１／３。 讯地址：２２５２６５江苏江都真武油建处苏扬公司。 （３）压力损失≤０．０６ＭＰａ，量程比１：１０，漏流量低， 兰海宽，李兵，江苏石油勘探局（江都２２５２６５）。 计量粘度不同的介质误差变化小，尤其是精度修正器采 收稿时间：２００８—０４—０３ （上接第３０页） 第，ｚ次在第１＋ｎｔｍｉｎ～１５＋ｎｔｍｉｎ内计算平均功率。 ３．３测量最大需量 每次将当前测得的值与已存入的最大值比较，和值大者 最大需量可用区间法测量，也可用滑差法测量。以 保持在最大需量单元中。 区间法测量时，通常在１５ｍｉｎ内累计与功率成正比的脉 ３．４分时段多费率测量 冲数，乘以脉冲的电能当量，再除以１５ｍｉｎ得需量值Ｐ ， 可以做到在不同时间执行不同的电价，按峰、谷、平 将其保存在最大需量的存储单元中；然后进行下１个 计量会更好的发挥电网安全经济运行。随着功能的完 １５ｍｉｎ区间的计算，得Ｐ２。若Ｐ２＞Ｐ１，则用Ｐ２代替 善，给工作管理，减少人员的开支，对企业的经济都有很 Ｐ１，存人最大需量存储单元；反之不存。依此类推，使最 大的提高。 大需量单元中始终保持１５ｍｉｎ平均功率的最大值。 若以滑差法测量，则第２次在第１＋ｔａｒｉｎ～１５＋ 作者简介：马春兰，女，工程师。工作单位：哈尔滨市计量检定测试所。通 ｔａｒｉｎ内计算平均功率，式中ｔ为滑差区间对应的时间。 讯地址：１５００３６哈尔滨市珠江路５号。 收稿时间：２００８—０３—２７
