基于R46国际建议的电能表基本误差试验方法研究

李 敏，谢文婧，王 琼

0 引言

R46国际建议是有国际法制计量组织（OIML）的两类出版物之一，针对电能表，主要规定了其计量要求、技术要求和管理要求，以及检定方法、检定用设备、误差处理等[1-5]。我国作为OIML成员国之一，按照《国际法制计量组织公约》的规定，有义务执行国际建议。现行的标准和IR46国际建议在校验方法、测试项目及要求等方面均有明显的不同。

根据R46国际建议，在电能表进行基本误差测试过程中，测试点的顺序应该是从小电流到大电流，然后由大电流到小电流，每一个测试点的误差值应该是测试数据的平均值。同时对Ist-Imin有误差要求，而IEC标准一般采取从大到小的测试顺序，没有明确规定测试顺序。此外，在基本误差检测方面，缺少对在小电流轻负载点下电能表基本误差检测方法的研究。

1 传统的电能表基本误差试验方法

电能表基本误差试验时，采用虚负荷的方法模拟被检表的运行工况，即电压源输出电压信号给被检表的电压线路，电流源输出电流信号给被检表的电流线路，通过改变电压信号的幅值以模拟接入到电表电压端子的电压，改变电流信号的幅值以模拟负载的大小，通过调节电压和电流信号的相位以模拟不同的负载特性[6-10]。

具体试验方法分为2种，即标准表法和瓦秒法。

1.1 标准表法

图1 标准表法工作原理图

如图1所示是标准表法的工作原理图，将被检电能表与标准电能表的电压线路并联，电流线路串联；用被检电能表输出的脉冲（低频或高频）控制标准电能表计数来确定被检电能表的相对误差，相对误差γ按公式（1）计算：

式中：m为标准电能表实测脉冲数；m0为算定脉冲数，按公式（2）计算：

式中：N为被检电能表低频或高频脉冲数；C0为标准表的仪表常数，imp/kWh；CL为被检电能表的仪表常数，imp/kWh；KI、KU分别为标准表外接的电流、电压互感器的变比。

1.2 瓦秒法

如图2所示是瓦秒法工作原理图，用标准功率源确定功率，同时用标准测时器测量电能表在恒定功率下输出若干脉冲所需时间，该时间与恒定功率的乘积即为实际电能，将其与电能表测定的电能相比较可确定电能表的相对误差。相对误差按照公式（3）计算：

式中：m为实测脉冲数；m0为算定脉冲数，按公式（4）计算：

式中：Tn为选定的测量时间，s；P为调定的恒定功率值，W。

瓦秒法对标准功率源的要求较高，实际常采用标准表法进行电能表基本误差的检定。

图2 瓦秒法工作原理图

2 基于R46国际建议的电能表基本误差试验方法

对比R46国际建议和JJG596，二者在规定电能表基本误差试验方法方面主要存在以下区别：

1）R46国际建议规定试验时负载点的顺序应从最小电流到最大电流，然后从最大电流到最小电流。每一个试验点，误差结果应是两次测量的平均值；而JJG596要求负载电流逐次减小的顺序测量基本误差。

2）R46国际建议用转折电流Itr、起动电流Ist、最小电流Imin和最大电流Imax取代IEC标准所规定的基本电流Ib和最大电流Imax，并给出了电能表在时的基本误差限。

3 基于R46国际建议的电能表基本误差试验及数据分析

根据R46国际建议要求，选取4块样表，其中样表1和样表2是准确度等级为B级的三相四线电能表，规格为：最大电流Imax=60 A，转折电流Itr=1 A，最小电流Imin=0.3 A，视在分辨率R=10 Wh，Un=220 V，有功常数C=400 imp/kWh；负载点选择Imin、Itr、10Itr、25Itr、Imax；试验数据如表1、2所示，表中γ1为电流从小到大测量的误差，γ2为电流从大到小测试的误差（JJG596规定），γ为二者取平均值得到的误差。

表1 样表1基本误差

表2 样表2基本误差

由此可知，样表均满足R46国际建议的要求。

研究电能表在时的基本误差情况，选取Ist、2Ist、3Ist、5Ist、7.5Ist、10Ist、Imin负载点，对样表1和样表2进行基本误差试验，选取IQ、2IQ、3IQ、5IQ、7.5IQ、10IQ、0.05Ib负载点，对样表3和样表4进行基本误差试验，试验时功率因数均为1，结果如表3所示。

表3 样表在小电流下的基本误差

R46国际建议规定在时的基本误差限如表4所示。

表4 小电流下的基本误差限

准确度为B级的电能表其基本误差限为（误差限的绝对值），由表3-4可知，样表在小电流下均满足R46国际建议要求。

4 结论

检测时负载点发生变化时，台体的电流都是在某一负载点下先将电流的有效值降至零后再重新升流到新的设定负载点，这种电流变化过程实际是一种稳态的变化过程，因此负载点顺序的变化对电能表基本误差的影响不大。与此不同，电流幅值宽范围快速波动对电能计量的影响较为明显。在小电流下被检表的基本误差均满足R46国际建议要求。在起动电流和最小电流之间开展试验时，应保证标准电能表在此电流范围内的误差满足相应准确度等级的要求。

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[3]朱中文，王磊，黄洪涛，周韶园，郑荐中.OIML IR46电能表国际建议修订中的新动向[J].计量技术，2011（12）∶14-17.

[4]中国计量测试学会.一级注册计量师基础知识及专业实务[M].北京：中国质检出版社，2013.

[5]GB/T 17215.321-2008交流电测量设备特殊要求第21部分：静止式有功电能表（1级和2级）[S].

[6]GB/T 17215.211-2006交流电测量设备通用要求、试验和试验条件第11部分：测量设[S].

[7]JJG 596-2012电子式交流电能表检定规程[S].

[8]JJG597-2005交流电能表检定装置[S].

[9]Q/GDW 1364-2013单相智能电能表技术规范[S].

[10]Q/GDW 1827-2013三相智能电能表技术规范[S].