电力电学计量中误差来源探析

张军明 任思雯 张宇童 张兆峰

【摘 要】众所周知，电学计量是电力行业稳定发展的重要支柱，良好的电学计量不仅能够保障电力企业自身的利益不受损失，而且对于保障用户的用电利益不受侵害也发挥着重要的作用，尤其是随着近些年我国经济社会飞速发展，各种发电手段不断涌现，电力行业蓬勃发展，电学计量的作用日益重要，减小电学计量误差已经成为电力行业发展的重要任务。据此，在分析了现阶段我国电能行业发展中电学计量的实际现状基础上，指出了目前我国电学计量误差产生的一些原因，并且提出了一定的改进策略，以供参考。

【关键词】电学计量;测量系统;误差来源

前言

在当前社会和经济发展过程中，对于电能需求量不断增加。在电学计量实际应用中，电测量是较为关键的环节，当前许多非电量的测量都转化为电信号的测量，这也使电测量在测量领域中具有极为重要的地位。特别是当前测量数字化的广泛应用，这也使电学计量测量加快了向自动化、智能化和网络化的发展。而且测量精度无论是对物质交流和技术交流都具有较大的影响，因此需要针对电学计量中误差进行有效控制。在实际电学计量测量过程中，系统误差存在一定的规律性，其对测量结果的影响可以消除掉，但在实际测量中如果没有及时发现存在的系统误差，则会影响计量检定和校准的精准性，严重影响到检定结果。另外，计量仪器的测量精度还会对产品质量和具体经济效益带来一定的影响，因此做好电学计量校准和检定工作是十分必要的。

1电学计量内涵及目前我国电学计量现状概述

1.1电学计量内涵分析

电学计量的内涵延伸到我国的电学计量装置，电学计量的内涵可以一定程度地阐释为通过直接计量或者传感器计量的方式来进行电能消耗记录的方式手段。而且随着电网类型、各种电学计量方式的增加，电学计量也在逐渐被全新地定义，电学计量不仅仅是关注以往的传统电力消耗的记录，而且逐渐关注电能的利用效率及利用方向等多方面，尤其在不同时间段或者不同仪器设备下的电能压力表现，也在不断地革新电学计量的内涵定义。

1.2实际电学计量发展现状概述

目前我国的电力行业蓬勃发展，各种发电设备不断涌现，电力储存设备也在日新月异，这也就导致了在电学计量发展的过程中，需要进行作业的工作量更大。由于电能总量的基数扩大后，电学计量中的误差便会被如同放大镜一般显现出来，即使是微小的误差，也会因为庞大的电力基量，而直观地展示出来。

2电学计量中误差来源分析

2.1主观因素

在实际电测量过程中，由于需要由人为进行控制，这也使测量过程中受人为因素影响较大。当测量人员对系统操作及测量知识不熟悉的情况下，必然会影响测量结果。同时在实际校准过程中，操作人员在长期工作中养成了一些个人习惯和思维模式，这也容易导致误差产生。特别是在实际机械切换过程中，操作人员熟练度不同会产生不同的电阻，同时电阻箱插入力与旋转力不同也会产生不同的电阻。当使用校准器过程中，具体的操作习惯和校准方法，也会对电测量结果带来影响。因此在实际工作中，需要针对测量人员定期开展专业性培训，使其能够熟悉操作仪器，，并遵循标准步骤来进行操作，观察读数时要注意角度。在具体验证过程中要根据验证要求和程序来选择适宜的验证工具和校准方法，有效的保证测量结果的精准性。

2.2客观因素

2.2.1外界环境因素

在实际电路测量时，受外界环境因素影响较大。一般情况下电路之间使用的绝缘体会产生电容，而且在通电情况下电容器在对交换电转换过程中会出现电流泄漏问题，这必然会对测量仪器的读数带来一定的影响。而且当电路之间存在交流电时，还会有温差热功率产生，导致电路元件间温度发生变化。在测量环境中存在磁场时，磁场会影响到直流回路及交流电的各种元件，因此在测量过程中要给予充分的重视。另外，在实际测量过程中，空气湿度和温度变化会导致空氣介电常数发生变化，导致电容器中电容发生改变，从而影响具体的测量结果。因此需要针对测量环境中的磁场、温度和湿度进行有效控制，确保其满足具体的测量环境要求。

2.2.2电路因素

标准计量检定设备通常由标准设备与辅助设备相连，一旦辅助设备存在质量问题，或是性能达不到要求，在实际计量过程中很难发现，这必然会导致检定过程中误差的产生。而且对于这些辅助设备的管控不严格，因此即使存在问题也不容易发生。针对辅助设备问题需要强化对其进行管控，确保其保持良好的性能，有效的减少测量误差的发生。

在实际检定过程中使用的组件也会直接影响到具体的验证结果。因此在实际测量过程中，要针对辅助测量工具及部件的误差进行综合考虑，针对其可能会对测量结果带来的影响进行计算，进一步保证测量和检定的准确性。在具体校准和检定工作中，由于被测量需要穿过测试线接线柱以及各种触点，从而增加了实际电路中的电阻负载，但在实际检定过程中由于电阻较小而通常被忽略掉。但当对于精度具有较高要求时，线路电阻会对检定结果带来一定的影响。在具体检定过程中，转换开关是较为常用的仪器元件，而且其电阻值呈现出动态变化的状态。在具体转换过程中电阻会发生变化，这不仅会影响检定结果，还会导致系统误差产生。在具体检定过程中存在通信场景时，则还要针对电线、节点和端子的电容和电感的影响进行考虑。另外，在实际测量过程中，选择的测量补偿方法没有进行细度调整时，则指示器会出现较大的偏转，无法实现绝对平衡，从而导致结果出现误差。因此在实际测量和检定过程中要针对于这些易产生误差的环节进行有效控制。

2.2.3组件因素

标准设备中其他设备的影响：标准设备通常与其他设备结合进行测量，辅助设备的准确度等级高低也会直接影响测量精度，辅助设备的性能与系统误差的产生直接相关。

其它部件的误差：连接到电气校准电路的元件或辅助测量工具的误差将直接影响测量结果的准确性。线路接触和导体电阻的干扰：电测量的测量需要通过一根导线与每个触点连接，电阻的存在也会导致其测量验证的误差。开关变化干扰：电气验证需要涉及开关的操作。开关接触电阻的变化会引起开关的变化，直接降低校准结果的准确性。在补偿法测量中，如果细度调整不够，则指示偏差过大，不平衡，估计检测结果。灵敏度阈值不够：电测量电路的灵敏度问题非常普遍。在电路测量过程中，需要在供电条件下进行。但是，在频率测量过程中，电路中的电网频率会对测量产生一定的影响。当直流电进入电路时，一般会进行滤波操作，但如果做得不好，直流中会有一定量的交流电，造成较大的误差。在测量过程中，如果设置电压值并且灵敏度大于测量值，则指示灯不会改变，从而导致较大的误差。因此，为了提高测量结果的准确性，在测量过程中应尽量保证电流和电压的稳定，并定期检查电源，以尽量减少这些不稳定因素对电路的影响。

3电学计量误差改进策略概述

3.1加强电学计量设备保护，防止人为干扰破坏

对于电学计量误差减小，首先需要着重注意的便是加强电学计量设备的保护，保障电学计量设备不受到自然环境及人为干扰的影响。例如：在实际的电能设备设计时，可以加强电学计量设备自身的坚固程度或者提升其抗干扰的能力，让电学计量设备可以更好更安全地进行电学计量工作。

3.2优化电学计量方法，从根本上加强电学计量的准確性

对于通过互感法进行电学计量的方式，一定程度上可以通过优化的方式来进行精度的提高，相应的电力企业可以投入一定量的资金将改进电学计量方法，从根本上提升电学计量的精度，也可以通过电学计量一般设备的普及，提升整个电学计量的社会平均计量水平。因此可以通过外在一般设备的改变或者计量方式的优化这两种方式来提升电学计量的精度。

3.3优化电学计量设备，及时进行设备更新

对于电学计量设备精度的提升，我们可以基于目前我国蓬勃发展的计算机行业，通过强大的技术支持提升电学计量设备的精度，尤其是随着智能电网的发展和普及，各种多功能的电学计量设备不断出现，及时更新电学计量设备也是提升电学计量精度的又一重要方面。

结束语

随着我国经济社会的飞速发展，居民及工业用电量不断增加，电学计量的重要性也不断显现，提升电力行业电学计量精度，已经成为电力行业发展中的重要任务。

参考文献：

[1]言敬.测量不确定度评定及其在电学计量中的应用[J].中国设备工程，2018（05）：85-86.

[2]夏季云.关于电学实验测量误差分析的思考———以“实验：测定电池的电动势和内阻”为例[J].教育研究与评论（中学教育教学），2019（02）：55-58.

[3]高成，王怡豪，张雨琪，黄姣英.基于电学法的达林顿管稳态热阻测量方法研究[J].现代电子技术，2019，42（01）：108-112.

[4]潘宇.浅析电学计量误差产生的原因及改进措施[J].民营科技，2017（12）：73.

（作者单位：1山东省黄河计量研究院;2山东北方滨海机器有限公司;3山东山博电机集团有限公司;4浪潮电子信息产业股份有限公司）