电能计量装置的误差分析及处理措施

郭志雄

(广东电网公司珠海供电局计量中心,广东珠海 519000)

电能计量装置的误差分析及处理措施

郭志雄

(广东电网公司珠海供电局计量中心,广东珠海 519000)

阐述了电能计量装置是进行电力企业贸易结算和企业内部经济技术指标考核的测量仪器， 电能计量是发电企业和电网共同关心的问题，而发电厂上网电能计量的准确、 公平、 公正直接关系到厂网双方的经济利益， 因此，电能计量装置的误差检测和分析成为计量管理人员的重点工作之一。探讨了实际存在的电能计量装置产生误差的原因， 提出在电能计量误差检测工作中需要注意的问题及误差分析处理方法。

电能计量装置 误差分析 误差控制

电能计量点安装的电能计量装置统称为“电能计量装置”，包括电能表、计量用电压、电流互感器及其二次回路、电能计量屏、柜（箱）等。在进行电能计量过程中，对于电能计量准确性产生影响的电能计量装置误差，主要是指电能表、互感器以及二次回路等设备与回路，进行电能计量过程中与实际电能解决不相符的计量差值。电能计量装置是进行电力企业贸易结算和企业内部经济技术指标考核的测量仪器。

1 电能计量装置的误差表示

在应用电能计量装置进行电能计量过程中，并不能够绝对准确地对电能量进行计量，总会存在有一定的计量偏差，这也是电能计量装置的误差，也被称为电能计量装置的综合误差。通常情况下，电能计量装置的综合误差，主要是指电能表误差、互感器合成误差以及互感器二次回路压降误差，可表示为公式：

式中：ε— —电能计量装置的综合误差；

εw— —电能计量装置中的电能表引起的误差；

εTW— —电能计量装置中的电流互感器引起的误差；

εTV— —电能计量装置中的电压互感器引起的误差；

εr— —电能计量装置中的电压互感器二次回路压降引起的误差。

2 电能计量装置的误差分析

针对上述电能计量装置的主要组成，以及电能计量装置的综合误差情况，对于电能计量装置的误差原因分析，主要从电能表误差原因、互感器的误差原因以及电压互感器二次回路误差原因3个方面进行分析论述。

2.1 电能表的误差分析

目前，国内输配电网电能表为电子式电能表及数字式电能表。它避免了传统感应式电能表因磁场影响等所带来的误差，以及由于接线方式不同，电子式电能表相应地产生的附加误差。

电能计量接线方式与电力系统中性点接地方式有关，接地方式可分为中性点直接接地和中性点经补偿设备接地。以三相三线接线方式为例，无论是中性点是哪种接地，当三相系统不平衡时，中性点会流过不平衡电流，若采用三相三线计量方式，就会产生线路附加误差。对于中性点绝缘系统，任何情况下中性点都不会留过不平衡电流，采用三相三线计量方式不会产生线路附加误差。因此，存在线路附加误差的情况只针对于中性点经消弧线圈接地系统。

2.2 互感器的误差原因分析

通常情况下，互感器的误差对电能计量装置的计量结果准确性影响较大，从而对于电力企业的经济利益造成一定的影响。互感器误差产生的主要原因有互感器仪器本身的准确度等级比较低；电流互感器变比选择过大；或者是电能计量装置中没有电能计量专用的电压互感器二次绕组。此外，电能计量装置中的电压互感器的计量误差超差与电压互感器的实际二次负载没有在规定负载范围之内等情况，都会导致电压互感器的误差产生或者是增加，造成电能计量装置误差的问题发生。

电容式电压互感器CVT（Capacitor Voltage Transform）采用电容分压原理。由于它的绝缘冲击强度高、造价低，已广泛应用于110kV及以上的高压电力系统中。在220kV及以上的电力系统中，有代替电磁式电压互感器的趋势。CVT的缺点是电源频率改变引入附加误差；温度改变也会引入附加误差；稳定性受到电容量变化的影响，容易引起超差；暂态特性不如电磁式好。当系统发生短路等故障而使电压突变时，电容式电压互感器的暂态过程要比电磁式互感器长得多。

2.3 电压互感器二次回路压降误差分析

由于电压互感器二次回路中的熔断器、开关、电缆、接触电阻等存在电压降，使得电能表上取得的电压和电压互感器出口的二次电压在数值和相位上存在误差，造成的压降误差用rε表示。它主要是指进行电能计量应用的电压互感器二次回路的压降范围与实际压降要求范围不相符，从而导致电压互感器二次回路压降中产生误差。

3 电能计量装置误差的控制

电能计量装置是产生误差的主要原因，在应用电能计量装置进行电能资源的计量中，应注意从以下几个方面进行电能计量装置的误差控制。

第一，进行电能计量装置的完善，主要是指在进行电能计量应用过程中，选择高精度、并且计量稳定性比价好的多功能电能表计量装置；正确选择电能计量装置接线方式，接入中性点绝缘系统和三角形接线系统的电能计量装置，宜采用三相三线接线方式；对于中性点经消弧线圈接地系统，可通过I0/IN（I0为经消弧线圈流入大地的中性线电流；IN为电能表额定电流。） 的比值及所用电能表的准确度等级来判断可否采用三相三线接线方式；接入中性点直接接地系统的电能计量装置，应采用三相四线接线方式。

第二，电能计量装置综合误差的主要来源是互感器的合成误差，而其主要原因是在计量装置的设计选型时互感器二次下限负荷远远小于互感器实际二次负荷造成的。这就需要在计量装置设计选型时应充分考虑到互感器二次的实际负荷，以免由于互感器二次负荷而对计量装置综合误差造成更大的影响。互感器实际二次负荷应在25%～100%额定二次负荷范围内。

在电能计量过程中，注意减小电流互感器和电压互感器的合成误差值。尽量选用准确度等级高、误差小的互感器；根据互感器误差合理配对使用；根据计量回路实际情况选择适合的电流互感器变比；尽量使互感器运行在额定负载内；选择合适的电压互感器二次回路使用导线，保证电压互感器的实际二次负荷与二次回路完整，以避免电压互感器与互感器二次回路的误差，减少电压互感器二次回路压降误差。

第三，按照DL/T 448—2000电能计量装置技术管理规程，对于电能计量装置中电压互感器二次回路的压降范围值，要求在电压互感器的额定电压值的0．2%以下。电能计量装置典型方案配置计量专用电压互感器或专用二次绕组，将电能表与其他测量仪表、继电保护装置等的二次电压回路分开，减小电压互感器二次回路电压降对电能计量装置准确性的影响。实际工程设计时，还可以采取以下相应措施降低二次电压回路电压降。

（1）缩短二次电压回路长度，增大导线截面积，减小导线电阻。

（2）配置电子式电能表（优先采用辅助电源供电的电能表），减小二次负荷电流。

（3）采用接触电阻小的优质快速空气断路器，减小断路器上的电压降。

（4）计量用电压切换装置采用接触电阻小的优质重动继电器，减小继电器触点上的电压降；打磨继电器触点接触面，更换保险管等方法降低二次回路长期运行带来的接触电阻增大。

（5）防止二次电压回路两点或多点接地，避免由于地电位引起回路压降的改变。第四，对于电容式电压互感器严格按照检验周期进行现场检验，以便及时发现导致误差产生的因素。按照电能计量装置技术管理规程DL/T448—2000电容式电压互感器周期为4a。总之，综合考虑以上引起误差的因素，正确选型并采用减少误差的相应措施，关口计量装置运行引起的误差就会降到最低，从而达到提高装置准确度的最终目的。

4 结语

目前，电子式电能表已代替机械式电能表，大大降低了电能表带来的计量误差。互感器的合成误差是电能计量装置误差的主要来源，这就要求采取选用准确度等级高、误差小的互感器等措施，把计量误差降到最低，使得电力企业在进行电力企业贸易结算和企业内部经济技术指标考核当中能够准确计量电能量，有利于电力企业节约供电成本、降低供电损耗，充分担当输配电网“一杆秤”的角色。

[1]王金.电能计量装置综合误差分析及降低措施[J].内蒙古科技与经济,2006(12).

[2]曹虎.电能计量装置综合误差分析及降低措施[J].知识经济,2007(12).

[3]谭梅,杨卫辉.电能计量装置综合误差分析及其控制技术措施[J].吉林工程技术师范学院学报,2011(11).