電能計(jì)量中常見問題的分析研究

劉燕芳

摘 要：在能源日益緊缺的背景下，清潔、優(yōu)質(zhì)的電能作為一種綠色能源，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。電能計(jì)量是電網(wǎng)核算的依據(jù)，關(guān)系到供電方、用電方的利益，必須保證準(zhǔn)確、可靠。本文主要針對(duì)電能計(jì)量中的常見問題，進(jìn)行了深入分析，并提出了有效解決對(duì)策，以供參考。

關(guān)鍵詞：電能計(jì)量；計(jì)量誤差；計(jì)量精度

1 電能計(jì)量常見問題分析

1.1 電能計(jì)量誤差

對(duì)于電能計(jì)量裝置來說，不可避免地會(huì)存在計(jì)量誤差。這種計(jì)量誤差主要有兩種，即電能表誤差和二次降壓誤差。電能表因功率因數(shù)及電流變化，會(huì)降低計(jì)量的精度，導(dǎo)致負(fù)載誤差。如果計(jì)量表自身精度不高或使用不當(dāng)，也會(huì)影響電能計(jì)量的準(zhǔn)確性。二次降壓誤差主要是因?yàn)槎坞娏鹘嵌茸兓c壓降，導(dǎo)致電壓互感器出現(xiàn)誤差，從而降低了電能計(jì)量的精確度。

1.2 計(jì)量設(shè)備運(yùn)行中存在的問題

計(jì)量設(shè)備裝置的種類很多，電能表、計(jì)量電壓表、電能計(jì)量箱與電流互感器等，都是比較常見的計(jì)量設(shè)備。計(jì)量設(shè)備在運(yùn)行過程中，如果出現(xiàn)問題，將會(huì)直接影響到電能計(jì)量的結(jié)果。在電力系統(tǒng)中，一次設(shè)備主要用于生產(chǎn)與輸送、分配電能，如斷路器、電力電纜等；二次設(shè)備主要是對(duì)一次設(shè)備與電力系統(tǒng)狀況，進(jìn)行測(cè)量、控制與保護(hù)的低壓設(shè)備，如測(cè)量?jī)x表、安全裝置、通信設(shè)備等。由一次設(shè)備或二次設(shè)備連接而成的電氣回路，就是一次回路或二次回路。在電能計(jì)量中，經(jīng)常出現(xiàn)的問題，就是忽視一次與二次回路電能控制的影響，導(dǎo)致出現(xiàn)漏電與竊電問題經(jīng)常出現(xiàn)，給電力企業(yè)帶來了較大的經(jīng)濟(jì)損失，也影響了電力系統(tǒng)的平穩(wěn)、安全運(yùn)行。

1.3 諧波對(duì)計(jì)量的影響

諧波是電流中含有的頻率為基波的整數(shù)倍電量，主要是因?yàn)檎译妷杭訅河诜蔷€性負(fù)載，引發(fā)基波電流發(fā)生畸變而導(dǎo)致。諧波的存在，不僅能降低電能質(zhì)量，也會(huì)損壞電氣設(shè)備。電子計(jì)量表具有寬頻帶功能，能更準(zhǔn)確計(jì)量基波與諧波電能，電能計(jì)算采用用模擬乘法器方式。感應(yīng)計(jì)量表通過電流回路與電壓回路產(chǎn)生的磁立場(chǎng)作用，來對(duì)電能進(jìn)行計(jì)量，其缺點(diǎn)是工頻范圍比較窄，誤差比較大。對(duì)線性用戶來說，對(duì)線性用戶，感應(yīng)計(jì)量表結(jié)果包含對(duì)基波電能、諧波電能的計(jì)量，給消費(fèi)者帶來一定損失；對(duì)非線性用戶來說，由于基波潮流與諧波潮流之間存在相互作用，其結(jié)果是抵消了用戶一部分電量，給電力企業(yè)帶來一定損失。

2 電能計(jì)量裝置誤差問題分析

2.1 電能表的問題

在電能表生產(chǎn)環(huán)節(jié)，由于未嚴(yán)格按規(guī)定操作，使得其負(fù)荷出現(xiàn)失誤，而導(dǎo)致精準(zhǔn)性降低，從而使計(jì)量結(jié)果失準(zhǔn)。在電能表使用過程中，如果使用不準(zhǔn)確，或使用不合理，也會(huì)降低電能表計(jì)量精準(zhǔn)性。

2.2 二次導(dǎo)線壓降誤差

如果熔斷器、空氣開關(guān)、導(dǎo)線阻抗等設(shè)備，與位于電能表輸入端和電壓互感器二次輸出端之間的電阻發(fā)生接觸，在電流通過的時(shí)候，就會(huì)導(dǎo)致二次電在線路上出現(xiàn)壓降和角度改變，由此產(chǎn)生的相移和壓降，將會(huì)導(dǎo)致電壓互感器發(fā)生誤差而降低計(jì)量精準(zhǔn)性。

3 解決電能計(jì)量問題的有效對(duì)策

3.1 改進(jìn)計(jì)量箱設(shè)計(jì)

當(dāng)前的電能計(jì)量箱外形為空殼箱子，需要專業(yè)人員根據(jù)實(shí)際需求，在計(jì)量箱內(nèi)安裝相應(yīng)的設(shè)備，如互感器、電能表等。安裝完畢后，通常會(huì)對(duì)計(jì)量箱進(jìn)行鉛封。其存在的主要問題，就是在接線過程中，容易出現(xiàn)錯(cuò)誤或操作不規(guī)范問題，引發(fā)安全風(fēng)險(xiǎn)事件。另外，由于一次線或二次線入線處暴露在外，給竊電帶來了便利。改進(jìn)計(jì)量箱設(shè)計(jì)，最好將互感器、電能表及計(jì)量箱以整體化方式進(jìn)行生產(chǎn)，隱藏接線端子并密封一次線和二次線，從而防范安全風(fēng)險(xiǎn)，杜絕竊電事件發(fā)生。

3.2 降低諧波對(duì)電能計(jì)量的影響

降低諧波對(duì)電能計(jì)量的影響，可從兩個(gè)方面入手：一是使電能表只對(duì)基波功率產(chǎn)生反應(yīng)，而不體現(xiàn)諧波功率?？赏ㄟ^高階低通濾波器過濾高次諧波，該種方法易于實(shí)現(xiàn)和推廣。對(duì)于電磁式電能表來說，可利用交流濾波線路進(jìn)行濾波；對(duì)于電子式電能表來說，可利用低通濾波器進(jìn)行濾波；二是按諧波潮流和基波潮流方向，分別進(jìn)行計(jì)量。該種方法可通過合理搭配工頻基波電能表和寬頻帶功率電能表來實(shí)現(xiàn)。通過這種方法，可以分別測(cè)量諧波潮流和基波潮流的方向與功率。其不足之處是投入大，對(duì)技術(shù)要求比較高，實(shí)施起來存在一定的難度。

3.3 減少裝置誤差對(duì)計(jì)量結(jié)果的影響

在電能計(jì)量中，因計(jì)量裝置誤差導(dǎo)致的計(jì)量結(jié)果失準(zhǔn)的現(xiàn)象，比較常見。降低計(jì)量裝置誤差的方法：一是要優(yōu)選精度高、穩(wěn)定性強(qiáng)、能耗低的電能表，并嚴(yán)格按照規(guī)范安裝；二是要保證電能表接線與操作規(guī)范、專業(yè)、準(zhǔn)確，為此，電力企業(yè)必須要對(duì)員工定期進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，提高員工的專業(yè)技術(shù)、職業(yè)素質(zhì)和責(zé)任心，以減少人為因素導(dǎo)致的誤差；三是準(zhǔn)確計(jì)算回路負(fù)荷，根據(jù)計(jì)算結(jié)果選擇相應(yīng)的電流互感器，避免因電流互感器選用不當(dāng)而產(chǎn)生計(jì)量誤差；四是避免在35kV及以下電壓互感器回路上，安裝熔斷器與隔離開關(guān)節(jié)點(diǎn)，因?yàn)槿蹟嗥鞴收蠒?huì)影響裝置工作，隔離開關(guān)接點(diǎn)會(huì)使電阻變得不穩(wěn)定，導(dǎo)致計(jì)量出現(xiàn)誤差。

3.4 提高裝置選擇精度

目前，常見的電能表的精度一般都是±0.5%，如果能將精度提升±0.2%，預(yù)計(jì)年度可減少1200萬度的電量浪費(fèi)。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，新型電子互感器與數(shù)字計(jì)量裝置逐漸得到開發(fā)和應(yīng)用，極大地提高了計(jì)量的精度。電子互感器包含傳感器、二次轉(zhuǎn)換器與傳輸系統(tǒng)等，通過電磁與光電轉(zhuǎn)換，可適應(yīng)大電流與高壓環(huán)境。電子互感器與數(shù)字計(jì)量裝置擁有獨(dú)立電源，能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，受外界因素影響較小，在減少存取電導(dǎo)致計(jì)量誤差的同時(shí)，也能對(duì)通信傳輸誤差進(jìn)行處理，從而提升計(jì)量精確度與穩(wěn)定性。

4 結(jié)語

電力信息系統(tǒng)平穩(wěn)、安全、可靠運(yùn)行，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們?nèi)粘Ｉ畹幕A(chǔ)保障。為了保證電力企業(yè)和電力用戶的利益，必須要重視電能計(jì)量準(zhǔn)確度問題。根據(jù)實(shí)際情況，從改進(jìn)計(jì)量箱設(shè)計(jì)、降低諧波對(duì)電能計(jì)量的影響，減少裝置誤差對(duì)計(jì)量結(jié)果的影響、提高計(jì)量裝置選擇精度等方面著手，努力提高電能計(jì)量的精準(zhǔn)度，以促進(jìn)電力企業(yè)效益不斷擴(kuò)大，提升服務(wù)用戶的能力及用戶滿意度。

參考文獻(xiàn)

[1]李博.電力系統(tǒng)信息安全研究綜述[J].中國(guó)科技信息，2014，（11）：200-201.

[2]田鋒.電力系統(tǒng)信息安全研究綜述[J].科研，2015，（38）：228.

（作者單位：廣州華商職業(yè)學(xué)院）