浅谈如何提高电能计量的准确性

杨为民

摘要：电能计量装置的主要作用是对发电量、供电量及售电量进行测量，因此在应用过程中保证电能计量的准确性十分必要。文章针对该问题进行了讨论，首先分析了影响电能计量准确性的主要原因，然后提出了针对性改善措施，并针对电能计量装置的常见故障进行了分析。

关键词：电能表；电能计量；准确性

中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）02-0053-02

1 影响电能计量准确性的主要因素

1.1 电能表选择不合理

计量过程中，电能表的选择非常重要，必须严格参照相关规程要求合理选择电能表的型式、电压等级、额定电流、精确度等级及最大电流等参数。如果用户负荷电流变化幅度大或长期处于低载负荷点运行，即实际电流长期处于小于TA额定一次电流三分之一，也会出现计量误差，针对这种情况需要选择宽负载电能表。比如用户的一次电流如果不大于60A，则电能表电流规格选择10（60）A即可，如果大于60A，则要选择1.5（6）A的电能表。同理，如果计量使用地点二次电压的电能表，其额定电压与二次电压不相同，则会导致电能计量结果出现误差，甚至可能由于存在过电流、过电压而加大计量误差，严重的会烧坏电能表。计量过程中，由于三相负载处于不平衡状态下，中性线会有电流，采用三相三线电能表进行测量时，如果缺少电流则会对其实际消耗功率产生直接影响，从而造成计量误差，因此三相四线的用户负荷不得采用三相三线电能表进行计量。

1.2 TA选择不合理

TA的二次负荷主要有电能表电流线圈阻抗、外接导线电阻及接触电阻三部分，因此选择TA时要同时考虑上述三个因素。尽可能选择电子式电能表等阻抗较小的表计，如有必要还要采取措施降低外接导线电阻。TA误差有比差与角差，其与外接负载电流值、阻抗值等有直接关系，而互感器电流特性曲线、负荷特性曲线、误差特性之间的关系决定其大小。

1.3 谐波的影响

计量装置多为电磁感应式，其在结构设计时仅将基波分量的作用考虑进来，对高次谐波的影响有所忽略，因此高次谐波含量越大，计量装置的测量误差就越大。这是由于基波下弦电流波、正弦电压波受高次谐波的影响会发生畸变，从而导致电能表电压线圈阻抗、转盘阻抗等发生变化，而电压工作磁通、对应的电流磁通等也会在其影响下而发生变化，最终电能表的计量结果出现误差。此外，畸变的波形受谐波的影响，其在通过电磁组件后，磁通不与波形对应变化，所以转矩也无法与平均功率成正比关系，最终出现附加误差。

2 提高电能计量准确度的措施

2.1 要求电能计量装置与相关规程要求相符

首先，在选择电能表时，要根据相关规程要求选择其各项参数，包括电能表的型式、电压等级、额定电流、精确度等级等。除此之外，还要结合用电量大小选择合适的电能表精度，以保证计量准确性。比如Ⅲ类用户其月均用电量大于10万kWh，TV、TA等级也要选择0.2、0.2S级，但是其有功电能表要选择1.0级及以上等级。选用高精度的TA，其准确度级别须在0.2S级及

以上。

其次，要结合TA与TV的误差提高组合配对的合理性，最大程度上降低互感器合成误差。配对过程中要尽量遵循以下两点原则：尽量使接到电能表同一元件的电流、电压互感器比差符号相反、数值相近；角差符号相同、数值相近。这种条件下只需按照互感器二次压降再与电能表本身的误差相配合做出调整，基本忽略互感器的合成误差，从而将计量装置的综合误差控制在最小范围内。

最后，根据相关规程配置TA与TV二次回路的连接导线线径，将其二次回路阻抗控制在最低水平，比如TA二次回路导线线径在4mm2以上，且不得经中间环节转接；如TV二次回路导线截面在2.5mm2以上，并尽量缩短其长度和不能接入与计量无关的设备，以降低二次回路压降。此外，为防止电能表电压回路开路对计电量产生影响，不得串接低压熔断器。

2.2 保证计量方式的正确性

如果电能计量装置设置在不接地系统中，电能表要选择三相三线型的，其2台TA二次绕组不应共用接地N线，应采用四线连接；如果采用的是三相四线制电能计量装置，尽量采用六线连接的方法实现其3台TA二次绕组和电能表间的连接，因为四线连接的情况下，如果一相TA极性相反或者公共线断开，则计量结果会受到影响。此外，要在计费用电能计量装置上设置失压计量器，后续追补电量时可以将其作为主要依据。

2.3 及时排除电能计量装置的故障

电能计量装置的典型故障包括以下两个方面：

2.3.1 二次电压回路故障。一旦互感器二次回路出现问题，则计量装置故障多表现为电压回路故障。電能表电压回路是把二次电压回路的电压互感器二次端子箱、二次电缆、空气开关、电能表屏等经过电压切换继电器再分别与不同的电能表相连接，因此电能表电压回路体现出比较复杂的特点，经常会出现二次保险接触不良或保险丝熔断等问题，最终影响到计量装置的计量结果。比如某电厂的电能计量装置，其包括出线1、出线2两个计量点以及启动备用变压器等，I、II母电压互感器提供电能表电压，在本年6月份上旬，该计量装置母线平衡发现异常问题。分析互感器、电能表误差、相关运行参数后，可以排除将互感器及电能表的问题排除，再进一步查看主变压器，其电量显示出现异常，测量该计量点的电压参数，其结果如下表1所示：

表1 主变压器计量点电压参数

计量点名称 U相/V V相/V W相/V

启动备用变压器 60.1 60.2 60.1

出线1 60.1 60.2 60.1

出线2 60.0 60.2 60.2

主变压器 59.9 58.1 60.2

进行误差计算后，主变压器相对于出线2的V相计量点电压误差率为-3.488%，导致主变压器误差率竟然高达-1.162%，做进一步检查分析，发现计量屏主变压器计量点电压切换继电器触点位置接触不良，所以导致V相电压出现问题，后通过更换继电器排除故障。

2.3.2 电压互感器故障。电压互感器引起的计量装置故障表现在两个方面：一是电容芯子压紧系数发生变化，分压器内部电容芯子在设计过程中，其压紧系数就已经进行合理设置，不过制造过程中如果操作失误，则电容芯子被外力破坏，就会影响其压紧系数，从而影响到分压比，最终导电能计量装置出现误差。二是电容分压器工作过程中电容芯子被击穿，改变了电容分压器的分压比，导致电能表计量误差。针对这种情况，要及时更换电容芯子。比如检测某电厂TYD500/-0.005H型5000kV CVT时，其U、V相电容比差值为+0.8%，角差数据正常。拆卸该装置后发现，U、V两相电容分压器的4个电容芯子均被击穿，所以电容增加，降低了分压比，从而导致计量误差增加。及时更换电容芯子后即恢复

正常。

3 结语

总之，电能计量装置计量的准确性会对供电企业的经济效益、社会效益产生直接影响，因此要深入分析电能计量装置产生误差的主要原因，并采取有针对性的解决措施；做好电能计量装置的检修与维护工作，及时排除故障，提高企业的经济效益，改善用户的满意度。

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