【導讀】yibaiduonianlai，nengyuanshusongzaijishufangmianbianhuahenxiao，danjinnianlai，peidianwangluofashenglejudabianhua。zaiyigeyoujishuyanjinzhudaodeshijiezhong，nengyuanbumenyijingfazhandaobaokuofengnenghetaiyangnengdengkezaishengnengyuan。womenmianlinzhexindetiaozhan，lirudiannengdeshuangxiangliudong、可再生能源發電的間歇性
、電力分配、電力線上的噪聲等，這些可能導致電網穩定性問題。

weilebaozhengxiangzuizhongkehutigongchixuheyouzhidefuwu

，peidiangongsikaishicaiyongzhinengdianbiao，yibiannengduidianwangjinxingshishizhenduanbingjishijianceguzhang。zhexiangjishuweidianligongsihezuizhongyonghudailailezhuduohaochu。benwenjieshaozhinengdianbiaodejichuzhishihexianchangzhenduanfangmiandejinzhan。

智能電表

智能電表是配電網絡的基本組成部分。除了監測能耗外，智能電表還能收集有關供電質量的數據。例如
，它能測量無功電能、總諧波失真、諧波成分
、電壓浪湧和瞬變是否存在以及頻率的變化，所有這些都是電網狀態的指標。但是
，電表如何工作呢？

圖1中的框圖顯示了單相係統和三相係統電表的主要組成部分。

圖1. 單相和三相智能電表框圖

在智能電表中，基本電力質量是從電壓和電流測量獲得的。這些測量結果由一個特殊的模擬前端(AFE)處理並提供給微控製器，微控製器顯示結果或將其提供給通信節點以進行遠程傳輸。完整結構還包括一個電源管理單元。

測量電壓和電流的傳感器

電(dian)表(biao)的(de)一(yi)個(ge)關(guan)鍵(jian)方(fang)麵(mian)是(shi)電(dian)流(liu)測(ce)量(liang)。在(zai)電(dian)壓(ya)測(ce)量(liang)中(zhong)，測(ce)量(liang)結(jie)果(guo)與(yu)標(biao)稱(cheng)值(zhi)可(ke)能(neng)隻(zhi)有(you)很(hen)小(xiao)的(de)偏(pian)差(cha)，但(dan)電(dian)流(liu)測(ce)量(liang)不(bu)同(tong)，電(dian)流(liu)具(ju)有(you)非(fei)常(chang)寬(kuan)的(de)動(dong)態(tai)範(fan)圍(wei)，從(cong)幾(ji)毫(hao)安(an)到(dao)數(shu)百(bai)安(an)，整(zheng)個(ge)範(fan)圍(wei)內(nei)都(dou)必(bi)須(xu)以(yi)盡(jin)可(ke)能(neng)高(gao)的(de)精(jing)度(du)進(jin)行(xing)測(ce)量(liang)。使(shi)用(yong)簡(jian)單(dan)的(de)電(dian)阻(zu)分(fen)壓(ya)器(qi)（較少情況下使用變壓器）就可以進行電壓測量
，但用於讀取電流的傳感器則有很多種類。一般使用以下四種傳感器：分流器、電流互感器(CT)、luoshixianquanhehuoerxiaoyingchuanganqi。zhexiechuanganqigeyouqiyouquedian。liru
，fenliuqiguangfanyongyujiayongdianbiao
，juyoujingjiyoushiheshiyongxing。fenliuqidezuidaquedianshijiaoerrexiaoying，zhexianzhiletazaidadianliuxiadeshiyong。

相比之下，電流互感器在最大電流方麵消除了分流器的限製，並且其本質上是隔離的
，這非常有利。CT以yi環huan形xing形xing式shi提ti供gong，其qi初chu級ji繞rao組zu由you導dao體ti表biao示shi，要yao測ce量liang的de電dian流liu流liu過guo環huan路lu。次ci級ji繞rao組zu纏chan繞rao在zai鐵tie磁ci材cai料liao上shang，匝za數shu決jue定ding互hu感gan器qi匝za數shu比bi。與yu分fen流liu器qi相xiang比bi，CT成(cheng)本(ben)更(geng)高(gao)
，尺(chi)寸(cun)更(geng)大(da)。電(dian)流(liu)互(hu)感(gan)器(qi)的(de)一(yi)個(ge)重(zhong)大(da)限(xian)製(zhi)是(shi)其(qi)鐵(tie)磁(ci)芯(xin)，如(ru)果(guo)飽(bao)和(he)，智(zhi)能(neng)電(dian)表(biao)的(de)運(yun)行(xing)會(hui)受(shou)到(dao)嚴(yan)重(zhong)影(ying)響(xiang)。飽(bao)和(he)可(ke)能(neng)由(you)交(jiao)流(liu)中(zhong)的(de)直(zhi)流(liu)偏(pian)置(zhi)

、高電流峰值或外部磁場（例如永磁體產生的磁場）引起。由於此限製，使用電流互感器的係統必須提供屏蔽或其他保護機製以避免被篡改。

霍爾效應傳感器具有出色的頻率響應，可以測量高強度電流。然而
，這些優勢會因高溫漂移而減弱；為了獲得所需的精度，必須在多個點進行係統校準。

與(yu)電(dian)流(liu)互(hu)感(gan)器(qi)和(he)霍(huo)爾(er)效(xiao)應(ying)傳(chuan)感(gan)器(qi)一(yi)樣(yang)，羅(luo)氏(shi)線(xian)圈(quan)本(ben)質(zhi)上(shang)是(shi)也(ye)隔(ge)離(li)的(de)。羅(luo)氏(shi)線(xian)圈(quan)是(shi)一(yi)個(ge)與(yu)導(dao)體(ti)互(hu)耦(ou)的(de)電(dian)感(gan)器(qi)
，待(dai)測(ce)電(dian)流(liu)流(liu)經(jing)該(gai)導(dao)體(ti)。磁(ci)耦(ou)合(he)通(tong)過(guo)空(kong)氣(qi)芯(xin)發(fa)生(sheng)，因(yin)此(ci)不(bu)會(hui)引(yin)入(ru)鐵(tie)磁(ci)材(cai)料(liao)常(chang)見(jian)的(de)飽(bao)和(he)問(wen)題(ti)。羅(luo)氏(shi)線(xian)圈(quan)的(de)特(te)點(dian)是(shi)傳(chuan)感(gan)器(qi)產(chan)生(sheng)的(de)信(xin)號(hao)與(yu)電(dian)流(liu)的(de)導(dao)數(shu)成(cheng)正(zheng)比(bi)，因(yin)此(ci)需(xu)要(yao)積(ji)分(fen)器(qi)來(lai)重(zhong)建(jian)原(yuan)始(shi)信(xin)號(hao)。

weileshixiankuandongtaifanweihegaoxianxingdu，yijinenggouceliangfeichanggaodedianliu，shiyongluoshixianquanjinxingdianliujiancexuyaoshiyongwendingdejifenqi。ciwai，luoshixianquantebierongyishoudaowaibuchangdeyingxiang
，zuizhongyonghukeyijicicaozonggonglvceliang。

為下一代智能電表引入mSure技術

智能電表必須能夠在相對較長的時間內（可能超過10年）準確執行其功能。良好的設計和矽電子器件的穩定性使其可以多年保持高精度水平。然而，閃電、電流尖峰或電壓瞬變等環境事件會永久性地改變傳感器的性能。如果沒有先進的診斷係統
，則很難檢測到這種影響。mSure®是ADI公司開發的一種新型電表診斷技術
，可以實時檢查測量鏈的狀態，防止傳感器受到環境影響。mSure技術不受環境影響，可以通過診斷檢測有無人為操縱。

mSure技術的工作原理如圖2所suo示shi。標biao準zhun電dian表biao在zai沒mei有you反fan饋kui路lu徑jing的de情qing況kuang下xia以yi開kai環huan方fang式shi工gong作zuo。電dian流liu和he電dian壓ya由you傳chuan感gan器qi轉zhuan換huan
，有you一yi個ge處chu理li鏈lian會hui增zeng加jia增zeng益yi
，最zui後hou是shi模mo數shu轉zhuan換huan，以yi便bian直zhi接jie在zai數shu字zi域yu中zhong提ti取qu數shu據ju。每mei個ge器qi件jian都dou對dui總zong誤wu差cha有you貢gong獻xian；下線校準用於補償初始誤差，並確保電表精度保持在特定等級的規格範圍內。

圖2. 采用mSure技術的開環係統和閉環係統的比較

標(biao)準(zhun)電(dian)表(biao)一(yi)旦(dan)安(an)裝(zhuang)到(dao)現(xian)場(chang)
，要(yao)測(ce)試(shi)其(qi)精(jing)度(du)就(jiu)隻(zhi)剩(sheng)下(xia)一(yi)種(zhong)辦(ban)法(fa)，那(na)就(jiu)是(shi)將(jiang)其(qi)物(wu)理(li)移(yi)除(chu)並(bing)送(song)到(dao)實(shi)驗(yan)室(shi)測(ce)試(shi)。一(yi)種(zhong)侵(qin)入(ru)性(xing)較(jiao)小(xiao)的(de)替(ti)代(dai)方(fang)法(fa)是(shi)驗(yan)證(zheng)生(sheng)產(chan)批(pi)次(ci)的(de)性(xing)能(neng)，但(dan)這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)成(cheng)本(ben)很(hen)高(gao)。與(yu)標(biao)準(zhun)電(dian)表(biao)相(xiang)比(bi)，采(cai)用(yong)mSure技術的電表可以在現場通過更複雜的閉環係統實時驗證精度，如圖2所suo示shi。閉bi環huan係xi統tong包bao括kuo添tian加jia一yi個ge基ji準zhun電dian壓ya模mo塊kuai
，其qi生sheng成cheng一yi個ge穩wen定ding且qie非fei常chang精jing確que的de信xin號hao以yi注zhu入ru傳chuan感gan器qi。該gai信xin號hao穿chuan過guo整zheng個ge測ce量liang鏈lian
，由you檢jian測ce模mo塊kuai拾shi取qu。整zheng個ge信xin號hao鏈lian受shou到dao實shi時shi監jian控kong，任ren何he誤wu差cha（如增益、漂移等）都會被捕獲
，支持連續校準以調整這些誤差。此外，mSure技術的最大優勢之一是欺詐檢測。大多數篡改都涉及到改變測量鏈的增益
，因此與開環係統不同，mSure能夠立即檢測到這種變化。

mSure是非侵入式的，可以在電表運行時激活。為確保讀數準確，一個適當的模塊會檢測並扣除mSure器(qi)件(jian)對(dui)最(zui)終(zhong)電(dian)能(neng)測(ce)量(liang)的(de)貢(gong)獻(xian)。因(yin)此(ci)，電(dian)表(biao)的(de)精(jing)度(du)取(qu)決(jue)於(yu)基(ji)準(zhun)電(dian)壓(ya)模(mo)塊(kuai)的(de)精(jing)度(du)。根(gen)據(ju)定(ding)義(yi)，基(ji)準(zhun)電(dian)壓(ya)模(mo)塊(kuai)的(de)精(jing)度(du)優(you)於(yu)係(xi)統(tong)所(suo)用(yong)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)精(jing)度(du)。

自動校準功能可以隨時激活。校準數據由電流和電壓測量鏈的增益組成。mSurejishukeyigaojingduditiquzhexieshuju
，erwuxuqiuzhuyuangguidexiaozhungongzuotai。yaozhixingzixiaozhun
，shouxianyingjiangdianbiaolianjiedaoyigedianyayuan。shifoujiafuzaishikexuande。

一旦將具備mSure技(ji)術(shu)的(de)智(zhi)能(neng)電(dian)表(biao)安(an)裝(zhuang)到(dao)現(xian)場(chang)，您(nin)就(jiu)可(ke)以(yi)連(lian)續(xu)或(huo)以(yi)預(yu)定(ding)時(shi)間(jian)間(jian)隔(ge)檢(jian)查(zha)電(dian)表(biao)的(de)精(jing)度(du)。如(ru)果(guo)電(dian)表(biao)存(cun)在(zai)精(jing)度(du)漂(piao)移(yi)
，可(ke)以(yi)校(xiao)正(zheng)校(xiao)準(zhun)數(shu)據(ju)
，使(shi)電(dian)能(neng)計(ji)數(shu)準(zhun)確(que)。迄(qi)今(jin)為(wei)止(zhi)，政(zheng)府(fu)法(fa)規(gui)不(bu)允(yun)許(xu)在(zai)現(xian)場(chang)更(geng)改(gai)標(biao)準(zhun)電(dian)表(biao)的(de)校(xiao)準(zhun)數(shu)據(ju)。借(jie)助(zhu)mSure技術，電力公司將能在需要時及時進行幹預；如果幹預時間較長，對電能差異將有一個準確估計。

ADE9153B 和 ADE9322B 是內嵌mSure®的電能計量IC，具有傳感器監控和自校準功能
，適用於ADI公司的下一代智能電表。

Energy Analytics Studio

mSure產品組合包括Energy Analytics Studio (EAS)。EAS是一種支持mSure技術的雲分析服務，可驗證每隻電表的健康狀況（健康監測），最終保護電力公司的收入。mSure Manager軟件在係統微控製器上運行，可報告與電表參數相關的數據。報告頻率可由運營商確定。mSure Manager允許您檢查單隻電表的狀態，某個地理區域的所有電表（例如，那些受到某些異常天氣事件影響的電表）的狀態，或者某個生產批次的所有電表的狀態。

圖3. 適用於電力公司的邊緣到雲解決方案

結論

創新的mSure技術支持對現場電表進行實時診斷。結合Energy Analytics Studio，它ta能neng監jian控kong電dian表biao健jian康kang狀zhuang況kuang，發fa生sheng實shi際ji故gu障zhang時shi也ye無wu需xu幹gan預yu
，並bing能neng防fang止zhi欺qi詐zha。這zhe給gei電dian力li公gong司si帶dai來lai的de好hao處chu是shi優you化hua電dian表biao管guan理li
，減jian少shao損sun失shi，節jie省sheng成cheng本ben
，同tong時shi延yan長chang電dian表biao的de平ping均jun使shi用yong壽shou命ming。

免責聲明：本文為轉載文章，轉載此文目的在於傳遞更多信息，版權歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權問題

，請聯係小編進行處理。

推薦閱讀：

磁懸浮軸承——電力電子在高速旋轉機械領域的應用

在當今高壓半導體器件上執行擊穿電壓和漏流測量

擔心柵極驅動器的絕緣能力
？采用'BIER'測試吧

談一談電源係統噪聲來源

PMDE封裝的實機評估