電能計量裝置誤差產(chǎn)生的原因分析及控制措施

摘要：電能作為保障社會生產(chǎn)生活基本運行的一種能源，對促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和提高居民生活水平有著重要意義。電能計量是電力企業(yè)生產(chǎn)、營銷、分配電力電能的重要環(huán)節(jié)，電能計量的準(zhǔn)確性和公平性是維護(hù)電力企業(yè)及用戶經(jīng)濟(jì)利益的重要保證。為此，分析了電能計量裝置誤差產(chǎn)生的原因，并提出了減少電能計量裝置計量誤差的有效措施。

關(guān)鍵詞：電能計量;誤差;控制措施

0 引言

電能計量裝置在電力電能的分配和使用過程中起到了統(tǒng)計和計量的作用。電能計量裝置在使用過程中難免會出現(xiàn)誤差，這些誤差的產(chǎn)生不僅與電能計量裝置本身有關(guān)，外界條件及環(huán)境變化，如溫度、磁場及運行電壓的高低等都會引起電能計量誤差，從而影響電能計量的準(zhǔn)確性。

1 電能計量裝置

電能計量裝置構(gòu)成如圖1所示，一般由電能表、計量用電壓/電流互感器以及互感器與電能表之間的二次回路連接線3部分構(gòu)成。因此，對電能計量誤差的研究通常也是對這3部分產(chǎn)生的誤差進(jìn)行研究。電能計量裝置的任何一部分誤差都不能代表電能計量誤差，電能計量誤差應(yīng)該是這3部分的誤差之和，即綜合誤差。綜合誤差可以用公式表示：

式中，T表示綜合誤差（%）;Tb表示電能表誤差（%）;Th表示互感器誤差（%）;Td表示二次回路電壓降誤差。

2 電能計量裝置誤差產(chǎn)生的原因分析

2.1? ? 電能表誤差

電能表誤差可以分為兩類：一類是基本誤差，即由于電能表本身的結(jié)構(gòu)問題產(chǎn)生的誤差;另一類是附加誤差，是指由于外界環(huán)境或條件引起的電能表計量誤差。

電能表基本誤差通常是由于電能表選用不當(dāng)造成的，用戶應(yīng)當(dāng)根據(jù)有關(guān)規(guī)定，并結(jié)合實際情況，選擇合適的電能表，以避免產(chǎn)生電能表基本誤差。此外，電壓、頻率、環(huán)境溫度的變化，電壓波形畸變的影響，運行不穩(wěn)定，相序改變，三相電壓不對稱，負(fù)載不平衡等，都會使電能表產(chǎn)生附加誤差。

2.2? ? 互感器誤差

（1）電流互感器二次容量選用不當(dāng)引起的誤差。接入電流互感器的二次負(fù)荷包括接線電阻、電能表電流線圈阻抗和外接導(dǎo)線電阻，在選擇電流互感器時，應(yīng)當(dāng)對接入的二次負(fù)荷電阻進(jìn)行計算，選擇適當(dāng)?shù)亩稳萘看笮〉幕ジ衅鳌Ｈ绻娏骰ジ衅鞫稳萘窟x擇不當(dāng)時，過高或過低的負(fù)載都會對電能計量的準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響。

（2）二次繞組勵磁引起的互感器誤差。當(dāng)一次電流通過電流互感器一次繞組時，則會消耗一定量的電流來勵磁，才能促使二次繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，使鐵芯產(chǎn)生磁通，此時如果材料選擇不當(dāng)，則會產(chǎn)生一定的誤差。

2.3? ? 二次回路誤差

電壓互感器二次回路是指從VT二次繞組端子經(jīng)一段長度從幾米到幾百米的電纜線到電能表電壓輸入端的整個電壓回路。二次回路誤差主要是由于二次回路接線不合理產(chǎn)生的電壓降產(chǎn)生了電能損耗，從而造成誤差。

電壓互感器二次回路電壓降原理如圖2所示，電壓互感器二次輸出電壓U2加在二次負(fù)荷阻抗Zb和二次回路連接導(dǎo)線電阻RL上產(chǎn)生了二次電流I2，I2通過電壓互感器二次連接導(dǎo)線時在導(dǎo)線上會產(chǎn)生電壓降。此時，電能表上的電壓U2′大小、相位均與電壓U2不相等，由此產(chǎn)生了計量誤差。二次回路的負(fù)荷大小、線路長度與截面、功率及接線方式等都會影響到二次回路電壓降誤差。

3 減少電能計量裝置計量誤差的有效措施

3.1? ? 選擇適合的電能表，采用正確的接線方式

（1）選擇穩(wěn)定性強(qiáng)的多功能電能表。正確選擇電能表，對于減少計量裝置誤差有著非常重要的意義。在實際工作中，為了保證計量準(zhǔn)確性，應(yīng)當(dāng)根據(jù)相關(guān)規(guī)定，選擇高精度、穩(wěn)定性強(qiáng)、損耗低的電能表，以保證互感器變流比在合理范圍內(nèi)。

（2）采用正確的電能表接線方式。在不同系統(tǒng)中，分別采用不同的接線方式接入電能表，主要分為兩類：一是中點絕緣系統(tǒng)，在這種系統(tǒng)中，應(yīng)采用四線邊線的接入方式連接2臺電流互感器與電能表;二是非中點絕緣系統(tǒng)，在這種系統(tǒng)中，應(yīng)采用六線邊線的接線方式將3臺電流互感器與電能表連接起來。

3.2? ? 遵循配對原則，合理選擇互感器

（1）配對原則。配對原則，即根據(jù)電流、電壓互感器的誤差，合理選擇互感器組合配對，使電流互感器和電壓互感器產(chǎn)生的誤差能夠互相補(bǔ)償，減小互感器的綜合誤差。在配對組合時，電流與電壓互感器應(yīng)滿足角差符號相同、比差符號相反、大小均相等的條件。

（2）合理選擇電流互感器變比。為確保計量準(zhǔn)確性，在選擇電流互感器時，應(yīng)確保一次電流是額定值的60%左右，至少應(yīng)大于30%;二次負(fù)荷過大，會影響計量的準(zhǔn)確性，因此需將二次負(fù)荷控制在額定二次負(fù)荷的25%～100%，才足以保證電流互感器在最佳狀態(tài)運行，誤差最小。

3.3? ? 電壓互感器二次回路誤差控制與管理

（1）選擇適宜的二次回路導(dǎo)線截面與導(dǎo)線長度。一般情況下，可以通過增大導(dǎo)線截面或者縮短導(dǎo)線長度兩種方式來縮小二次回路電壓降。因此，在確保滿足導(dǎo)線負(fù)荷的基礎(chǔ)上，選擇適合的導(dǎo)線截面和導(dǎo)線長度，可以有效減少二次回路電壓降，進(jìn)而減少電能計量裝置誤差。

（2）減少二次回路阻抗。在選用電能表時，應(yīng)盡量選取全電子多功能電能表，一表多用途，可以達(dá)到減少二次負(fù)荷阻抗的目的，降低二次回路電壓降。

（3）裝設(shè)熔斷器。在電能計量裝置投入使用前，應(yīng)提前測量互感器的二次負(fù)荷，當(dāng)負(fù)荷低于35 kV時，可以不必裝設(shè)隔離開關(guān)和熔斷器;當(dāng)負(fù)荷大于35 kV時，則需要安裝熔斷器，在實際運用中，應(yīng)將熔斷器兩端的電壓控制在一定范圍內(nèi)。

（4）采用電壓補(bǔ)償裝置。在二次回路負(fù)荷比較小的情形下，可以采用安裝電壓補(bǔ)償器的方式來調(diào)節(jié)電壓降，以提高計量裝置的計量準(zhǔn)確性。電壓補(bǔ)償器是一種可調(diào)節(jié)輸出電壓大小和相位的裝置，通過安裝電壓補(bǔ)償器可以提高電壓二次回路的電壓和電流，用來補(bǔ)償二次壓降產(chǎn)生的差額，降低互感器二次回路壓降誤差。

4 結(jié)語

電能計量裝置是電力企業(yè)與用戶之間重要的結(jié)算工具，與電力企業(yè)及用戶的經(jīng)濟(jì)利益息息相關(guān)。為維護(hù)雙方利益，保證電能計量裝置的計量準(zhǔn)確性尤為重要。本文對電能計量裝置易產(chǎn)生誤差的原因進(jìn)行了分析，通過對電能計量裝置的選擇、管理與控制，達(dá)到減少電能計量裝置計量誤差，維護(hù)供用電雙方合法權(quán)益的目的。

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收稿日期：2020-06-04

作者簡介：韓桂菊（1984—），女，山東人，工程師，研究方向：電磁測量。