电是怎样被计量出来的?
从“结绳计数”、“过步定亩”、“滴水计时”,到尺、斗、秤的应用,再到如今数字化、网络化、智能化的计量工具,人类从未停止求索的脚步。
百余年前,《米制公约》签署,国际通行的计量单位制确定;转眼今天已是第22个“世界计量日”,主题为“测量守护健康”。
在电力领域,计量同样有着不可忽视的作用。电能计量是运行的眼睛、检修的标准、买卖的尺度、仲裁的依据,保障电网安全经济运行。
电,看不见,摸不着,怎么计量?
超市里最常见的计量工具是秤,裁缝铺里最常见的计量工具是尺,电力领域里最常见的计量工具就是电表了。
过去,计量电能确实是一大难题,也曾是制约电力发展的一块短板。
直到1880年,爱迪生利用电解原理制成了世界上第一块直流电能表,才使得测量电能成为可能。
1889年,第一块感应式电能表问世。遗憾的是,由于其分量重、体积大、误差大,一般只适用于工厂用电装表,并未满足走进千家万户的条件。感应式电能表的通病是准确度低、适用频率窄、功能单一、计量误差相对较大,虽在当时已广泛应用,但发展一直停滞不前。1960年,全电子化电能计量装置——电子式电能表诞生。此后,感应式电能表便逐渐退出历史舞台。
在19世纪80年代之前,由于用电的人较少,电费都是以固定的灯具数量每月结算,在国内也是根据电灯盏数与使用时长进行估算。到二十世纪末,多功能、高精度、便于自动抄表的机电式电能表才应运而生。
电能计量始终伴随着文明的进步不断酝酿、演进、前行。
电能表从直流式到感应式、机械式、机电一体式、全电子式、数字式、智能式。
互感器从油浸式到浇注式、组合式、电容式、光电式、电磁式。
计量装置变得越来越小,越来越聪明。
什么是高压计量?
如今,随着智能电表走进千家万户,几乎人人都知道电能可以用电表计量。今天就带大家解锁一个关于电力计量的新名词——高压计量。
高压计量从原理上来说属于电测计量。在电力生产中,特别是高压电气设备所涉及的高电压、大电流计量检定是电力生产中特有的,在其他工业生产中不涉及,为与电测计量有所区分,在电力行业中把它称为高压计量。
常见的高压计量仪器包括高压表类、配网类、避雷器类、开关类、变压器类、电阻类、电缆类等等,乍看只觉种类繁多,容易让人摸不着头脑。
这些仪器主要用于实验室标准、在线监测、以及现场试验,其中在线监测最为常用。
湖北武汉供电公司计量中心监控室
通俗来说,就拿家家户户都有的小电表作对比。电能计量是用电表来计量用电量,而高压计量是要对故障评判仪器进行计量检测,看它们是否合格,量值是否准确。也就是说,要为电力设备“体检”和应急故障诊断提供准确数据,便于电力设备故障诊断的“医生”——专业检修人员作出科学合理的处置决策。
在电厂、变电站,高压计量可以看作一个健康保证体系,从量值的角度保证了对高电压设备的五脏六腑都进行准确监控。
解锁电力计量“新玩法”
近年来,随着检测技术和传感器技术的主流发展方向在向智能化、网络化、微型化、虚拟化靠拢,电力计量检测技术也在向新的应用场景扩展:
新技术应用——主要针对设备故障所对应的征兆提前对事故进行分析判断。如用紫外成像仪对运行中的高压设备的放电和电晕进行测量和分析,实现对高压设备缺陷和故障的诊断,用光纤技术测量温度、振动、应力等。
室外电缆头紫外测试图
非接触测量——目前有利用X光技术等无损检测技术测量机器破损、涂层质量等,用红外技术测量温度,用紫外技术和声学技术诊断设备故障,用电缆故障测试仪寻找及诊断电缆的故障等。
智能网络化——目前在智能电网、物联网、智慧城市等方面已经有不少的探索和应用,相应的智能化、网络化仪表,如智能电表、微网系统监控、机器人巡检、状态检测装置平台等都已融入了智能化及网络技术的应用。
虚拟化——虚拟化仪表也被越来越多地应用,就如手机也可以承担很多的测量任务:测高度、测距离、测速度、测温度等,在工程应用中,由计算机集中测量监控的仪表平台,可开展多参量、实时、通过在线或网络形式的测量任务。