智能化电能表校准技术研究及应用

田媛　张旭涵

摘要：在企业生产大力提倡节能减排的今天，能源计量是一项重要的基础性工作。对电能表进行校准，是电能表计量结果准确的重要保证。电能表计量的准确性，不仅有电能表本身的准确性有关，与计量方式、运行方式、电压、接线等因素也有着直接的关系，而这些都是电能表现场校准工作的主要内容。该文在阐述了电能表校准必要性的基础上，对电能表现场校准技术进行研究和探讨。

关键词：电能表 现场校准 计量

中图分类号：TM933 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）04（a）-0025-02

随着我国经济的飞速发展，各行各业对电的需求越来越大，不同时间用电量不均衡的现象也日益严重。为缓解我国日趋尖锐的电力供需矛盾，调节负荷曲线，改善用电量不均衡的现象，全面实行峰、平、谷分时电价制度，“削峰填谷”，提高全国的用电效率，合理利用电力资源，国内部分省市的电力部门已开始逐步推出了多费率电能表，对用户的用电量分时计费。1995年4月，由国家计委、国家经贸委和电力工业部联合在上海召开的全国计划用电工作会议上决定，用3-4年时间，在全国各大电网内，有计划、分步骤全面推行峰谷分时电价制度。总目标是各网转移高峰电力10～15%，全国实现转移高峰电力1000-2000万kW，推行的范围不仅是工业、商业用户，而且对非工业、农业用电也要逐步实行。在有条件的地区，即已经实行一户一表的居民用电区，也将有计划的开发低谷用电，实行峰谷电价，以提高电能利用率，提高居民的用电质量。对电力用户采用不同时段和不同计费标准。鼓励低谷时段的电力消费。智能电表的自动抄表功能降低了抄表对应的人力、物力成本，提高了抄表准确性，避免了人工抄表的一些误差，并且分时段计价的功能在很大程度上起到用电调峰的作用，减少用电高峰时的电网负担；而电表数据在企业投资发展预测、能耗监控等很多方面应用潜力巨大。

1.电能表校准的必要性

能源计量是企业实现节能减排的基础工作之一，只有保证计量的准确性，才能真正的了解能源消耗量，才能采取必要的措施降低能源消耗，并根据调整后的计量结果对节能措施的有效性进行判断。电能表种类很多，但是无论是哪一种电能表在使用之前都需要根据相关的标准规定进行实验室检验，以保证电能计量的准确性。但是电能表在实际应用中，要保证其计量的准确性，仅凭电能表本身的准确性是不够的，在实际应用中还会出现多种问题。实验表明，电能表计量的准确性受多方面因素的影响，与电表自身准确性、计量方式、运行方式、电压、接线等因素都有着直接的关系。任何一个因素出现问题，都会造成电能表计量误差过大，造成电量的损失。检验电能表计量是否准确的最好方法就是对电能表进行现场校准，只有这样，才能对电能表运行的异常情况及时的发现并采取有效的措施进行纠正。

之前企业对电能表进行校准时，需要先进行停电，将电能表拆卸下来送往计量校准部门进行校准，这样不仅操作麻烦而且区域性的停电也会对企业的正常生产和运行造成影响。随着计算机技术以及智能技术的发展，电能表的现场校准技术逐渐提高，准确性也随着不断提高，电能表校准更加快捷简单，而且更加直观、快速。一旦发现异常情况，可及时对其更换或者调整。

2.电能表现场校准技术

2.1电能表在线校准技术级别原理

电能表现场校准时利用便携式电能表现场校验仪器，在电能表正常工况和负载的情况下对电能表的接线、电能误差进行在线校准。电能表现场校准通常采用比对法，在一段时间内，将电能表计量的电能累计值与标准表的电能累计值进行比对。

2.2电能表现场校准的优势

电能表现场校准使电能表量值溯源更加便利，而且免去了以前将电能表拆装、送检的时间，电能表校准更加快捷，节省了时间和成本。因为无需对电能表进行拆装，可有效的避免了因电能表校准而造成的企业停产，节省了人力、物力和财力。因为电能表在进行现场校准的过程中是處于实时负载的状态，也就是电能表处于日常工况，电能计量的准确性也最能反映出来。另外，对电能表进行现场校准，也可以将人为因素导致的电能表计量误差过大的问题检测出来，对电能表计量准确性的提高非常有利。

2.3电能表现场校准的不足

从实践中看，以外夹式电流钳为代表一些标准器精度不够高，无法满足现代高精度智能化电能表的现场校准要求。电能表所处的环境、电能本身的质量、接线等因素对电能表计量准确性的影响较大。操作人员在进行电能表现场校准的过程中存在安全隐患，防范意识差，一旦操作不当，容易发生安全事故。

3.电能表现象校准工作的内容

3.1一般检查

对电能表的检定标记和检定证书进行检查，查验其是否处于有效期。检验保护标记、封印是否有所破损，是否存在未经授权人员对接卸进行改版、是否有不断的数据记录和操作，保证检定的严格性和严肃性。

3.2测定电能表运行状态中的计量误差

一般来说，电能表现场校准主要有两种接线方式，即直接法和钳型互感器校准法。所谓直接法就是将校准仪与电能表电流回路进行直接串联，电压端并联。钳型互感器校准法就是使用校准仪的钳型互感器采样电流信号，电压端并联。两种方法相较而言种，第一方法准确度相对较高，第二种方法因采用钳型互感器，容易受到外界环境等因素的干扰，影响测量的准确性。因此，如果对电能表准确性要求较高，宜选择第一种直接法进行现场校准，如果对准确度要求不高，或者受现实条件的影响无法实施第一种方法时，则采用第二种方法，再对测量结果进行修正。用校验法对电能表进行校正是，在条件运行的情况下，最好用校验仪电流回路直接串入二次电流回路，这样结果会更加准确一些，校验误差后还可以对接线进行进一步的检查。

3.3检查二次接线的正确性

将向量图与电能表实际电流负载和功率因素进行比对分析，以检验接线是否准确。如果检验结果发现接线存在错误，则需要根据结果对测量表进行更正，在重做向量图。如果仍然无法确定接线是否错误，则需要停电进行进一步的检查。

3.4检查计量方式

以下电能表的运行状态需要对计量方式进行检查：电流互感器如果有过大的变化，使电能表长时间在低于基本电流三分之一的状态下运行的；电能表与其他二次设备共用一组电流互感器的；电流互感器与电压在电力变压器不同电压侧分别接线的；母线不同但是却使用同一组电压互感器的；无功和有功的电能表没有按照止逆器的。

3.5现场校准环境要求

现场校准环境条件要求电压与额定值之间的差值控制在±10%的范围内，频率与额定值的差值控制在±5%的范围内。环境在0℃～30℃之间。实际的常见负载为校准负载功率。电能表应该在通电的状态下进行现场校准。校准之间需要对功率因数进行计算，采用内插法对功率因数的误差限加以确定，以判断电能表的误差情况。

4.结语

对电能表进行现场校准是企业开展节能减排工作的基础，通过现场校准，可清楚的了解电能表的利用情况和电能计量的准确性。电能表计量的准确受多方面因素的影响，企业需要定期对电能表进行校准，这对于企业降低能源消耗，降低生产成本是十分必要的，有利于企业的能量审核和能源审计等相关数据的真实性和准确性，促进企业的可持续性发展。