浅析影响变电站电能计量的问题及对策

于涛

【摘 要】电能计量主要是指在电网经营中通过相应的计量装置计算出电能的数量。根据计量结果可制定电能生产计划，同时也能为经济核算、计收电量提供有力依据。可以说，电能计量是电力生产、销售以及电网安全运行的重要环节。经过几年的综自改造，开封供电公司将所运行维护的变电站全部改造为综自化变电站，在改造过程中，一、二次设备及电压、电流回路的二次电缆按照新的设计要求都进行了更换，但由于种种原因，部分变电站内电能计量仍存在不少误差，本文通过变电站内种种表现分析影响变电站电能计量的问题，并根据多年来的工作经验提出相应对策，供大家探讨。

【关键词】变电站；电能计量；电流；电压；谐波

1.变电站电能计量的常见问题

1.1工作人员技术水平较低

电能计量回路相对简单，尤其是35kV、10kV出线计量回路，但由于某些员工职业道德素质低下或缺乏扎实的专业技能，在工作过程中，不能按照规定操作，经常接错线，从而增加了计量回路的误差，一般都是电流回路组别接错或电流回路极性接反。2012年9月，某110kV变电站一10kV出线近一个月来计量相对减少较多，继电保护人员查看了相关的保护记录，发现此出线于8月更换电流互感器，经现场查看，保护及测量电流均显示正确。进行六角图测试，发现C相电流互感器极性接反，更正后计量显示正确。

1.2电能表计自身问题

电能表的生产误差、电能表使用不当引起的误差和电能表的负载特性误差是电能表误差的三大来源。电能表的负载特性误差是指由于功率因素和负载电流的变化导致电能表的基本误差发生变化，给误差的计算带来很大不确定性，导致电能计量不准确。由于电能表使用不当引起的误差和电能表的生产误差对电能计量的影响也很大，一般不能忽略。

1.3电流互感器对电能计量的影响

（1）电流互感器计量用组别精度不够。按照规定计量用电流互感器组别精度要小于0.5S级，但部分变电站由于电流互感器计量组别精度不够未进行更换造成计量误差。

（2）由于考虑到保护装置的需要，保证继电保护动作的正确性，电流互感器耐受短路电流的能力要相应增大，电流互感器的变比准确度也要高，以保证最大电流流过时，变比误差不超过10%，这样电流互感器的变比配置就要比较大一些，运行时，一次电流较小，相应的电流互感器二次电流偏小，影响了电能计量的准确性。

（3）二次实际负载对电流互感器精度的影响。

根据《测量用电流互感器检定规程》规定.电流互感器在额定频率、额定功率闪数及二次负荷为额定负荷的25～100%之问的任一数值时.其误差值应不超过规定限值。也就是说.电流巨感器的现场运行必须满足一定的工况要求，才能保证其计量的准确性：电流互感器容量决定二次侧负载阻抗，负载阻抗又影响计量精度。以前的电网建设中，电流互感器二次计量绕组二次负荷的选择没有统一规范，导致部分变电站计量存在误差。

1.4二次导线压降误差

部分变电站电压回路及电流回路较长，回路中的元器件较多。由于熔断器、空气开关、导线阻抗等设备的接触电阻位于电能表的输入端和电压互感器的二次输出端之间，如果有电流通过这些设备的接触电阻，将会造成二次电在线路上发生压降和角度变化，线路上的相移和压降引起电压互感器产生误差，从而降低电能计量的准确性。

1.5谐波对计量的影响

谐波是指一个周期电气量的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍。谐波的产生是由电力系统中的某些设备和负荷的非线性特性造成的，而谐波不仅会使电能质量下降，还会影响计量仪器、测量装置以及继电保护装置等电气设备。

2.变电站电能计量的常见问题解决办法

2.1从源头抓起，提高设备选型质量

根据DL/T866-2004《电流互感器和电压互感器选择及计算导则》的技术原则进行设备选型，使之精度满足计量的需要。

2.2选用计量组别多变比的电流互感器

由于考虑到保护装置的需要，保证继电保护动作的正确性，电流互感器耐受短路电流的能力要相应增大，电流互感器的变比准确度也要高，以保证最大电流流过时，变比误差不超过10%，这样电流互感器的变比配置就要比较大一些。设计时设计人员同厂家沟通，根据用户报装负荷选取适合计量的CT变比，保护回路用CT变比为抗饱和可选用相对大的变比。

2.3加强施工人员业务培训

2013年是培训年，按照国网公司要求加强对工程技术人员的安全知识和业务技能的培训，提高人员素质，提高安装质量，避免因人员安装错误造成的计量误差。

2.4减少二次回路压降的影响

对于二次回路压降需要提高二次电缆线径，以尽量减少二次回路压降的影响。

2.5减少谐波对电能计量的影响。

针对谐波对电能计量的影响，具体可采取以下措施：

（1）对电能计量表进行技术革新，使其不对谐波的功率做出任何反映，只反映基波的功率。例如通过高阶低通滤波器对高次谐波进行过滤，从而得到基波的有效功率。对于感应式电能计量表而言，可以通过交流滤波器进行滤波；而对于电子式电能计量表，则可通过低通滤波器帮助滤波。这种方法不仅操作简单，而且计量方式也比较合理，因此具有广阔的应用前景。

（2）可以通过区分基波与谐波的潮流方向，然后分别对谐波功率和基波功率进行计量。例如将工频基波电能表和宽频带功率电能表进行合理搭配，不仅可对谐波和基波的潮流方向进行有效测量，还能计量出谐波功率和基波功率。这种方法对成本要求较高，而且技术难度大，因此有待进一步研究。

2.6提高计量装置选择的精度

现阶段电能计量装置使用的是精度为±0.5%的电能表，如果将精度提高到±0.2%，每年就可以减少40亿×0.3%一1200万kw·h的用电量。目前，使用电子式互感器以及数字化计量装置可有效解决传统计量设备精度低的问题。电子式互感器主要运用电磁、光电转换原理，包括传感器、传输系统以及二次转换器，具有模拟量输出或者数字量输出功能，能够很好地适应大电流以及高压工作环境。此外，使用数字化计量装置通过光学和电子学原理进行电能计量，并且拥有独立的工作电源，有效避免了由于存取电带来的计量误差，而且数字化计量装置还具备通信数据分析功能，不会受到温度、湿度以及磁场等外界因素的影响，对由于通信传输而导致遗漏的数据可以进行容错处理，最大限度地提升了计量结果的精确度和稳定性。

电能是国民经济和人民生活中非常重要的能源，电能计量问题直接关系着发电方、供电方和用电方的利益。变电站电能计量是电能计量的重要环节。随着我国电力系统的改革和经济水平的提高，对电能计量工作提出了更高的要求，与此同时也表现出很多问题与不足，本文针对目前变电站电能计量工作中的问题，提出了一些改进措施，希望可以对今后电能计量有所借鉴。 [科]