浅谈电能计量管理问题与对策

浅谈电能计量管理问题与对策

刘浩

深圳供电局有限公司518000

摘要：用电情况的多样化使得电能计量管理出现了不适应、不匹配，分析了在改造中常见的问题，应根据实际情况采用合适的计量方法和器具。

关键词：计量管理；误差；负荷；损耗；

随着经济的持续发展，公民用电需求也在大幅增长，电能计量管理在多样的用电环境中出现了不适应的情况，其计量方式和器具对于不同类型的用户用电情况不匹配，同时，现有的电价制度未能对负荷调节发挥有效作用，从而造成了大量的电力资源流失。本文根据近年来在计量改造中出现的情况，探讨在计量管理中存在的问题，以提高计量管理水平，防止、减少电力资源流失。

一、计量管理常见的问题

1．只分类别，不分电压等级。执行单一的电价。这不仅没有体现用电负荷特性和占用的电力成本。而且使得部分高压用户不注意停用备用变压器，造成能源浪费。如我单位生活变电所供出的一条6kV架空线路有十几户高压用户，接了20多台变压器，总容量达到10000kVA，每年的总供电量约900万kW．H，平均负载率约为10％，每年抄见用户电量总和约750万kW．h，回收率约83％，比理论回收率低约10％，相当于计量误差造成每年电能流失近90万kW·h。

经检查，该线路大部分变压器长期处于轻载状态，甚至有的变压器长期处于无载状态。按照GB/T6451-1999《三相油浸式电力变压器技术参数和要求》的技术参数计算，该线路变压器长期轻载和空载造成的变压器损耗每年高达43.8万kW·h。

以上事实表明，因计量不准原因，用户在低载情况下，并没有承担太多的变压器损耗。因此，用户不愿停用变压器或采用适当容量的变压器以降低变压器损耗。如果对这部分用户采用二部制电价计费，让用户承担基本电费，将会改变这种局面，用户将根据自身用电最大需量调整变压器的运行情况和用电容量的申报，供电企业相应地可改变供电方式降低变压器损耗，或调整计量设施使得计量准确，减少计量损失。

2．为保证用户的安全用电，按用户申报容量安装计量设施。实际上，电流互感器选用不当造成的计量误差可达20％以上。如：一家超市的备用电源在正常情况下只作为照明电源。负荷约为（8～14）kW，电流大约30A，改造前其电流互感器变比为600／5A．很明显负荷电流不到电流互感器额定电流的5％，当时的每月抄见电量不到500kW．H，这与其用电量明显不符，而将其电流互感器变比更新为100／5A后，每月抄见电量达到5000kW．h以上，同样的负载，计量结果相差近10倍。

为分析以上误差造成的原因，将电能计量误差用下面一个简单的公式表示：

式中：--电能计量的合成误差；--电流互感器造成的误差包含数值误差和角误差；--电压互感器造成的误差包含数值误差和角误差；--电能表的误差；--计量回路的线路造成的误差。

按照JJG313—1994《测量用电流互感器》检定规程的规定，在额定频率、额定功率因数及二次负荷为额定负荷的25％～100％以及温度为（20±5）℃时，电流负荷的有功分量和无功分量的误差在5％～120％之间，S级的在l％～120％额定电流范围内均不得超过±3％。考虑电流互感器误差极值3％，加上2级电能表误差±2％，即使考虑电流互感器的角差和二次电压线所造成的误差应不足10％，与通常的认识也相一致。但实际上，由于电流负荷在5％以下时．电流互感器的误差是非线性的，很难保证在JJG313—1994规定的范围之内，负荷越小，误差越大，再加上电能表的轻载误差，合成计量误差就有可能高达10倍。

上述情况是电流互感器的变比偏大所造成的计量误差情况。此外。电流互感器偏小．也会由于互感器的饱和而造成计量误差．使得实际用电量远大于电能表抄见量。

3．不论用电量大小，对于高压供电用户采用高压计量。实际上，高压供电用户在变压器高压侧计量的电能数据有可能低于低压侧的计量数据。

在我单位生活区的计量改造中，对大部分高压供电的用户将其计量设施由变压器低压侧改至高压侧，改造效果特别明显。但是有一家学校和一家待停产的单位出现了高压侧计量的电能数据低于低压侧的计量数据的情况，按常理，低压侧计量比高压侧计量少计变压器损耗，应该比高压侧的计量数据小，但是由于采用高压计量，其计量误差增大，出现了低压侧计量数据高于高压侧计量数据的不合理现象。

高压计量不仅需要用电流互感器CT，还要用电压互感器PT。两家单位CT变比为30／5A．PT变比为6000／100V，那么相当于电流互感器的变比扩大了60倍，也相当于在低压侧安装450／5A的电流互感器，也就可能出现负荷电流过小致使互感器产生很大的变比误差。在学校和待停产的单位用电负荷峰谷差异极大，而且大部分时间处于谷底，并且谷底的负荷更是远低于额定负荷的5％，这又增大了电流互感器的误差，加上电压互感器的误差，必然导致误差的进一步加大，因而出现了高压计量的电能不如低压计量的多的情况。因此，对于高压供电用户的计量选择高压侧计量还是低压侧计量应该根据实际情况来定。

4．特殊负载的计量没有选用相应的计量器具，使得特殊负载用电计量出现了明显的误差。以采用两只单相有功电能表计量单相380V电焊机负载消耗的电能为例进行分析（实际上三相四线制电能表的计量原理也与此相同）。示意图如图1所示。

为了简化计算，将电能W=Pt中的时间t略去，只计算功率。A相电能表计量的功率为

B相电能表计量的功率为

两只电能表计量的总功率为

由以上功率计算式可知，两只电能表随变化转动情况，当功率因数小于0.5时，B相电能表反转。在这种条件下，假设电能表P1正向走字600kW·h，而电能表P2反向走字200kW．h，则电焊机负载消耗的功率为两者的代数和，即600+（-200）=400kW．h。

在实际计量中发现，用电子式电能表对电焊机用户进行计量比用感应式电能表计量的电量要大很多。由上述理论计算可知，像电焊机这种三相不平衡的负载极易造成电能表一相正转、一相反转。部分厂家生产的电子式电能表具有止逆功能，因此将需要反转减去的电能没有减掉，使得表计的计量电能比实际消耗的电能多；而感应式电能表具有双向旋转的功能，但有的感应式电能表反向旋转的误差可能较大，使得计量的电能比实际电能要少，甚至电能表反转，个别用户发现了这种规律，长期将电焊机空载运行进行窃电。

因此，对于电焊机或一些特殊负载的电能计量应结合各类电能表的计量特点选择计量表计，尽量采用电子式电能表。

二、建议

以上简述了几种常见的电能计量问题，还有谐波负载等特殊负载的计量也应充分注意，为增强用户的节能意识，改善电力系统电能质量和提高计量的准确性，对社区电能计量提出以下几点参考建议：

1．按照《电能计量装置技术管理规程》等技术规程的要求，规范计量器具的管理，合理选择计量方式。

2．根据《供电营业规则》，让用户缴纳基本电费，分担电力成本。用户负荷不均衡，负载长期低于其申报容量30％的，采用二部制电价进行结算收费。

3．根据《供电营业规则》，对高压供电用户根据其用电情况分别采用高压计量和低压计量。

4．尽可能停用轻载和无载变压器。用户负荷峰谷差异大的高压供电用户可根据其用电情况增加一条低压进线电源，在其用电低谷时停用变压器，采用低压供电和计量。

5．根据用户的负荷选择电流互感器。按照《电能计量装置技术管理规程》的规定。应保证正常运行中实际负荷电流达到电流互感器额定电流的60％，至少不小于30％。否则应选用高动热稳定型电流互感器以减小变比。

6．对特殊用户选择相应的计量表计。如根据用户负载产生谐波的情况采用具有谐波计量功能的电能表。

7．对用户的负荷进行跟踪，负荷变化后应及时调整计量器具，特别是电流互感器要根据负荷的大小及时调整。