计量检定中电子式交流电能表的误差及处理分析

马晨亮

（苏州市质量技术监督综合检验检测中心，江苏苏州，215005）

1 电子式交流电能表原理及检测方法

1.1 电子式交流电能表原理

电子式交流电能表通常由电流变换电路、电压变换电路、计算芯片、微控制单元、显示部分、接口部分、电源部分、外壳几部分组成，电流和电压作用于固态元件上，在一定时间内与产生的电能成正比,其作用原理按照《JJG596-2012电子式交流电能表》给出[1]，如图1所示。

图1 电子式单相电能表的原理结构图

当把电能表接入被测电路时，电流采用线圈和电压采用线圈中就有交变电流流过，这两个交变电流分别在它们的铁芯中产生交变的磁通；交变磁通穿过铝盘，在铝盘中感应出涡流；涡流又在磁场中受到力的作用，从而使铝盘得到转矩（主动力矩）而转动。负载消耗的功率越大，通过电流线圈的电流越大，铝盘中感应出的涡流也越大，使铝盘转动的力矩就越大[2]。即转矩的大小跟负载消耗的功率成正比。功率越大，转矩也越大，铝盘转动也就越快。铝盘转动时，又受到永久磁铁产生的制动力矩的作用，制动力矩与主动力矩方向相反；制动力矩的大小与铝盘的转速成正比，铝盘转动得越快，制动力矩也越大。当主动力矩与制动力矩达到暂时平衡时，铝盘将匀速转动。负载所消耗的电能与铝盘的转数成正比[3]。铝盘转动时，带动计数器，把所消耗的电能指示出来。

1.2 电子式交流电能表检测方法

电子式交流电能表检测方法常用的有标准表检测法和瓦秒法。标准表检测法要求标准电能表和被检电能表在相同条件下连续工作，用被检电能表输出的脉冲控制标准电能表技术来确定被检测电能表的相对误差；瓦秒法是采用标准功率表测定凋定的恒定功率，或用标准功率源确定功率，同事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机功率的乘积所得实际电能，与电能测定的电能相比从而确定电能表的相对误差[4]。

2 计量检定中电子式交流电能表误差因素及处理办法

2.1 测量工具失准。

无论使用标准表检测法和瓦秒法哪种方法进行电子式交流电能表的检测，都需要标准的计量工具，如第一种检测方法中的标准电能表。如果标准计量工具失准，测量数据及计算结果就会出现偏差。在实际检定中，标准计量工具在使用过程中易出现磨损或损坏，准确定受到影响。因此计量工具使用一定时间或次数后，要进行检测和校准，确保其准确性。如果计量工具检定误差已经超过规定范围，应更换计量器，避免造成测量误差。

2.2 检测过程不规范

电子式交流电能表检测有严格的标准和步骤，其过程出现操作失误会影响检测结果。电子电能表是由很多电器元件组成的，很多电器元件运行时要求稳定的温度环境，换而言之，在标准温度下工作其误差才能在允许范围内。因此测量时应对电子电能表进行适当预热，以降低温度变化对检测结果的影响。《JJG596-2012电子式交流电能表》中对详细规定了电能表检定工具和被检电能表预热时间。检测过程中，无预热操作或预热时间没有按照要求执行，检测结果的准确性就可能下降[5]。

随着检测技术的发展，现在很多机构采用的自动化电子式交流电能表检测装置，检测装置会根据电能表的规格参数设计最合适的校验方案。检测装置自动完全检定的前提是检定人员准确输入电子式交流电能表的各项参数、脉冲常数、准确度等级等数据，如果输入有错误，检测装置会按照错误数据计算，检测结果是不准确的[6]。电子式交流电能表检测是专业性较强的操作，需要专业的检定人员进行操作，而且检定人员的操作水平、检定技术水平、职业素质、工作态度都必须达标。检定过程规范、严谨，检定结果才能准确，电子式交流电能表的误差才不会受检定过程的影响。

2.3 检测条件不合格

电子式交流电能表检定标准中没有检测空间地点做规定，但周边的环境确实会影响检测工具的准确性。磁场对电的作用是很大的，检测时一定要注意周边的磁场环境。在强磁场环境用进行检定，测量数据将出现严重偏差。空气中尘土、颗粒杂质等对计量工具也会有影响，尤其是对精度有特殊要求电子式交流电能表，微小灰尘也可能让检测数据发生变化。因此电子式交流电能表检定时周围环境要洁净，无灰尘和杂物，无明显磁场干扰。

3 总结

电子式交流电能表与传统机械表相比，有性能稳定、准确等级高、轻巧便于安装使用等优点，而且功能强大、易扩展，能实现分时计量、数据自动抄读、电压合格率统计、串行数据通信等功能。因此电子式交流电能表广泛应用于电能计度数据采集、远程抄表、自动计费等电力相关系统。电子式交流电能表强大的功能及广泛的用途全都基于其高精度计量功能，因此定期检定电子式交流电能表误差范围，保证其准确登记很重要。除了上文所述的处理办法，还应加强电子式交流电能表检定队伍建设，规范检定流程，提高检定人员专业水平，从而保证电子式交流电能表误差合格率。

参考文献

[1]毛斌.电子式交流电能表原理及检定[J].计量与测试技术,2017,8:34-35.

[2]彭华伟.电子式交流电能表检定工作中的体会[J].江苏现代计量,2014,5:52-53.

[3]钱璐.电子式交流电能表测量不确定度分析[J].工业计量,2016,S1:44-46.

[4]陈伟,韩福英,苏荣.单相电子式电能表测量结果不确定度的简化评定[J].中国计量,2017,1:88-89.

[5]电子式交流电能表检定中注意事项及常见问题[J].计量与测试技术,2017,1:85-85.

[6]郭俊廷,牛恒山.机电式交流电能表测量结果不确定度评定分析[J].重工与起重技术,2016,3：29-30.