标准电能表测量准确度影响因素分析

标准电能表测量准确度影响因素分析

孙丽妍

哈尔滨电工仪表研究所有限公司黑龙江哈尔滨150028

摘要：测量是电力生产及电力公平交易的基础。电力所涉及的主要参量电流、电压、有功/无功功率、频率、相位、电能、谐波等的测量是电力系统中的保护控制、自动控制、系统运行调度、设备管控、节能降耗、精细化管理等的数据来源和基础，这些参量的测量水平将直接影响到电力系统的运行质量。与之对应，对电能的准确计量是电力企业生产经营管理及电网经济稳定运行的重要环节，是电网公司开展电能公平贸易的基础保障，因此标准电能表在电力生产领域起着至关重要的作用。测量准确度是表征标准电能表长期稳定运行的一个重要指标，实际使用过程中可能会出现仪器漂移、稳定性不符合要求等问题。而稳定性是考核标准电能表极其重要的技术指标，分析标准电能表量值随时间的长期慢变化，探寻影响准确度指标变化因素、影响量的影响程度关系，对确保高精度标准表长期准确、稳定运行具有极其重要的意义。

关键词：标准电能表；测量准确度；影响因素

1电能表计量误差分析

电能表计量准确必须具备两个条件：一是圆盘转速与功率成正比，制动力矩与圆盘转速成正比；二是摩擦力矩与补偿力矩相等。然而，在现实生活中摩擦力矩与圆盘转速呈不规则函数形式变化，并不是一个恒定的常数；在不同负载状态下的电能表由于铁芯材料的原因，其磁通与电流之间也不存在严格的正比关系。所以，电能表在实际计量中会不可避免地产生误差。除此之外，电能表还包括由于接线错误，断线（失压、断流）而引起计量误差。

2影响标准电能表测量准确度主要因素

2.1标准电能表电能测量单元原理框图介绍

标准电能表测量单元主要分为数字式与模拟式测量原理。由于数字式测量单元较模拟式测量单元具有精度高、启动电流小、电磁兼容性好、抗外磁场干扰强、功能扩展性好等技术优点，目前标准电能表普遍采用数字式测量原理。数字式测量单元主要由U/U电压变换电路、I/U电流变换电路、AD信号采集电路、基准信号、标准时钟等部分组成。电能测量单元的主要作用是将输入电压与电流变换成与功率成一定比例的脉冲信号，送至分频和计数。电能测量单元是标准电能表的关键，其测量精度直接决定了电能表的测量准确度。

2.2AD信号采集电路

AD信号采集电路核心为AD采样芯片，AD采样芯片分为很多种，常用的几种类型有并行比较型、逐次逼近型、积分型、Σ-Δ调制型、压频变换型及电容阵列逐次比较型；一般是速度越高，精度也就越高。不同的采样方式长期稳定性影响参量也不尽相同，但主要影响量较大的指标是温度漂移。随着电子技术的发展，现在很多AD芯片已经集成了温度传感器，在DSP算法根据芯片供应商提供的温度漂移曲线引入修正曲线系数就能有效提升减少AD受温度影响长期稳定性指标。

2.3基准信号

基准信号是A/D电路的关键电路，基准分为片内基准和片外基准两种。基准的稳定性受温度和电压纹波影响，其中片内基准受体积及电路集成关系稳定性相比片外基准长期稳定性和温度特性均较差。

2.4互感器误差原因

首先，互感器的二次容量包括外接导线电阻、线圈阻抗、接触电阻。因此当三方面考虑不当时就容易造成互感器误差。其次，互感器还会因为二次绕组时消耗励磁，铁芯产生磁流的过程出现误差。最后，在使用过程中，互感器出现过高负载或过低负载，不符合额定负载时，也容易产生误差。

2.5二次回路误差原因

二次回路误差也是电能计量装置产生误差的主要原因之一。二次回路的辅助点、继电器与断路器等都装置了接触电阻，在互感器产生功率时，就会出现电压降，当电压降使功率与二次回路的电压不相符时，就会造成误差。例如，当不正确地进行了压感器二次连接时，会使得二次回路的电压降范围高于额定电压，进而出现误差。

3提高计量精确度的有效措施

在进行电能测量的过程中，除了电能表的误差，可以在负荷点的作用下，将误差调到最小，其他的误差都与二次回路的运行参数有关。要想降低计量误差，就要对装置的规格和型号进行相关的研究和改造，并且保证其中的一些电能表和互感器，都符合国家的相关规定。在进行生产前，应该进行大量的试验，对其中的一些等级进行确定，才能投入生产，从而保证使用的过程中能够降低误差。

3.1科学调整电能表计量

(1)要对电能表性能进行定期检测。检测方法包括直接观察、通电试验等方式，但无论采取何种方式，目的都在于准确判断电能表是否能够正常工作。如果发现电能表的任何一个指标出现问题，都需要及时进行零部件更换或维修，以确保电能表性能的优化。(2)调整参数。在进行实际计量工作时，应当基于负荷点以下最大限度的降低电能表可能出现的误差，例如由于互感器合成而造成的误差、次回路减压形成的误差等，这些误差的出现与二次回路运行参数有关，通过调整参数，便能够降低误差。(3)优化配置。二次回路所造成的误差可以采用其他方式进行补偿，例如优化电能表各个部件的性能，提高部件质量等，都能够提升电能表运行的整体效果，从而保障电能表计量的准确性。

3.2采用正确的计量方法

在对计量装置进行使用的过程中，应该采用三相三线的电能表，并且采用相关的电能计量装置和电流互感器来进行计量工作。如果在测量的过程中，电流互感器所感受到的电流和实际电流不一样，就会影响现场测量工作，造成计量误差。

3.3正确选择互感器

在进行电流互感器的选择时，要求正常电流处于额定电流的60左右。对于季节性用电的一些用户的力量工作来说，应该使用一些具有抽头的多变互感器。需要通过对额定电压进行确定，和对额定变压进行确定，来对互感器进行选择。在这个过程中，应该采用电压误差补偿装置，来对计量过程中存在的一些误差进行补偿，并且将一些合成误差进行降低。

3.4利用电压补偿装置，提高二次回路准确度

当不正确地进行互感器二次接线时，容易造成二次回路电压降，进而出现电能计量装置误差。因此可以通过降低非正常电压降，减少相关误差。首先，可以通过调整导线长度、横截面积及电阻，调节电压降。例如，在特定电压降和导线长度下，导线的横截面积应在2.5mm2之上。当导线横截面积在4mm2之上且中间无接头时，转动位置应该有充足的长度。同时在投产前，应对电压互感器、电流互感器的实际二次负荷进行测量，保证其在规定范围内。其次，可以通过电压补偿装置来改善电压降过大的问题。例如，在实际操作中，互感器负荷较小的设备中安装电压补偿装置可有效降低角差、比差，进而控制二次回路误差。调压器是现阶段比较常用的一种电压补偿装置，通常情况下可以装置在设备及电源之间，与控制电板共同作用，有效调节负载电流和电压。同时，根据具体情况，在回路中配置特定的电压互感器，也可以起到隔离电能表及仪表的作用，从而降低负载电流，减少计量误差。最后，可以通过进行电能计量装置综合误差分析减少误差。通过将投产前的互感器合成误差、二次回路电压降误差等实际计量值统计为具体的数据表格。相关工作人员可以在进行定期检查维修时，通过将各项数据的对照分析，来调整电能表，从而减少综合误差。同时，工作人员应严格按照具体的制度进行电能表、互感器等设备的检验、轮换工作，在日常工作中提高电能计量装置的准确性。

总之，电能计量装置对相关电力企业及用户的切身经济利益产生重要影响，因此减小其误差具有重要意义。针对现阶段电能计量装置产生误差的原因，可以通过有针对性地选择高性能的电能表、规范电能表的使用方法、合理选择和配置互感器、科学利用电压补偿装置等方式有效控制电能计量装置的误差，促进电力企业经济效益与社会效益的共同提高。

参考文献：

［1］刘滨．简要分析电能计量装置误差形成原因及控制措施［J］．城市建设理论研究(电子版)，2017(08):197．

［2］辜川鸣，吴云．电能计量装置误差的原因及控制方法探究［J］．科技经济导刊，2017(04):78．