电能计量误差及计量改进措施分析

杨同瑶

（江苏连云港市东海县供电公司，江苏 连云港 222300）

0 引 言

随着现代信息技术的普及和运用，电能系统集成用户终端、自动化变电站不断推广，我国的电能计量工作得到了空前的发展。电能计量一体化技术呈现出系统化、智能化、网络化的发展趋势，利用微机网络系统对变电站、电能系统、客户终端等用户进行采集、统计、分析和处理，实现电能计量装置与电能计量技术的一体化应用和管理。

我国的电能计量装置虽已逐渐接近发达国家水平，但在电能计量的基层单位，如中低压配电系统、县级电能系统等，由于电能计量装置和仪器老化、损坏、不足等诸多问题，电能公司无法对其进行有效的计量，致使电能计量工作无法正常、及时地开展[1]。

1 电能计量误差的成因

1.1 电能表导致的计量误差

在日常用电计量中，因电能表故障而产生的计量误差是最普遍的现象，从实际的角度来看，造成电能表误差的原因有3个：一是，电能表的使用没有按照相关的规范进行；二是，电能表的质量问题；三是，电能负荷。

在第一次使用电能表时，如果发生了配线故障，会造成一定的计量误差，这种误差可以通过日常的电能计量来检测，并及时处理如果是在线路连接时，或其他原因造成的电能计量误差，这些误差的数值很低的话是很难察觉的。在进行电能表的安装时，一定要严格按照规程进行，反复检查，以免出现接线误差。在使用电能表时应做到规范操作，防止因使用不当而产生误差。而在电能表计量误差的诸多因素中，负荷性能这一基本误差常常会随着电流和功率的变化而发生变化，尽管现在市场上使用的电子装置能够提高其计量精度，但在实际计量中依然存在一定的误差[2]。

1.2 互感器故障引起记录数据误差

电压互感器装置会造成电能表的参数记录不正确，电压互感器故障的原因主要有装置自身及安装等方面。电压互感器的早期应用精度较差，无法达到较高的计量标准。由于电压互感器装置仅能在额定负荷情况下确保计量的准确度，而在复杂的环境中过大或太小都会对数据的精确度造成影响，从而使仪器在运行时无法达到相应的计量标准，影响到电能计量的计量精度。在安装电能表时，二次绕组铁芯的安装将直接影响到电能表的安装。在安装过程中，相关人员应对计量及保护零点进行适当的区分，不得出现环形电流。为了使电能表的内部误差不断减小，在安装时应注意确保电能表的中性点精度[3]。

1.3 二次回路与电压导致的计量误差

电压互感器是电能计量的重要环节，若缺乏符合相关规范的电压互感器，一些与电能计量无关的装置将在二次循环中出现，造成相关装置的二次负荷和电能计量中的重大误差。

在电压互感器和电能表的连接处，除了继电器触点、空气开关和熔断器外，还存在导线阻抗所构成的电阻。在电能表的计量中，由于线路电压下降的传递，必然会引起电压互感器的计量误差，而且对装置的计量精度和计量范围也有很大的影响。

1.4 电能计量装置使用不规范

在电能计量装置运行中，有关人员操作不当会导致计量工作出现较大误差。在实际应用中，由于计量装置的不精确导致了计量误差的产生。如在有功功率的计量中，工作人员利用三线制的电能表来记录电能的容量，这时电能表将发生电流倒流现象，三个负荷失衡，造成零序电压。若采用此方法进行后续供电，则电能表的实际显示参数与实际用电量存在很大差异，从而造成电能表计量资料的偏差。

在安装电能表时，许多工人都是凭经验来判断，不能完全按照电能表的标准安装说明书来进行标准化操作，在今后的电能表应用中将会产生技术上的偏差，从而对装置的计量精度造成很大的影响。

1.5 计量装置智能化水平偏低

目前，电能公司计量市场中计量装置的智能化程度还不够高，大部分电能公司由于成本问题，不愿意对其进行升级改造，从而制约了电能市场营销的发展。传统的电能计量装置在灵敏度上存在缺陷，不能提供安全报警等功能，很容易造成质量安全隐患。智能电能计量装置具有减少误差，提高工作效率，节省工作费用等优点。随着电网越来越智能化，目前的电能计量装置也应该适应时代的发展趋势，朝着智能化、自动化的方向发展。

2 解决电能计量产生误差的措施

2.1 改善装置

在电能系统中，电能计量装置是一种常用的计量装置，对其改造与开发是减少计量误差的最直接、最有效的方法。对电能计量装置进行有效改造能够提高计量结果的可靠性与精确度。总体上，对计量装置的改造应从下列方面着手。第一，选用功能齐全、精度高的装置。现在的许多电能表都具有很强的功能，对于有效地控制误差是十分有利的。第二，将电流和电压互感器二者有机地组合在一起，可有效地降低误差。

2.2 计量方式

对于一些普通用户和低压配电网的用户，可以采用三相四线的方法来进行计算。对于电能消耗较大或高压用户，采用三相三线法进行计算。在偏远的乡村或者是配电的电压比较低的用电户或配电站，通常采用3块单相电能表。这种计量方式无论是计算还是操作都非常的简单，并且使用起来非常有效，即使某个方面出了问题，也可以保证其他的电能表不会被损坏。在对配电台区进行全面的了解后，可以根据实际情况进行调整，从而提高计量工作的可靠性和精确度[4]。

2.3 注重计量点设计

调节电能计量时，必须从计量点的选择角度来调节，避免窃电。如在电网与配电装置的连接中，采取了闸分开的方法，并在实施标准配变的同时，将电能的损失进行区分，从而提高了计量精度。计量点的选择和维修都要进行密封处理，以降低环境温度对计量数据的不利影响。另外，由于电压互感器负荷值的相对下降，需要从计量点的调整和计量点的构造等方面来调节，使计量点的计量精度更高。对计量点的选择和对其功率参数的统计，可以采取时效监视的方法，对开关装置、熔丝控制装置等进行单独的计量，从而提高计量点的电能计量精度[5]。

2.4 增强计量装置装配合理性

对电能计量的误差进行有效的控制，可以从改善计量装置的安装质量和改进装置的装配合理性等方面来提高计量精度。第一，在进行基础建设时，施工人员要清楚地了解装置的安装地点。如必须确保电压互感器的定位科学，才能使电压互感器的变比得到有效的控制，从而使装置的使用性能得到最大程度的提高。第二，施工单位要严格遵守工程技术规范，并在安装完成后对装置进行调试，确保电能计量的质量，防止电能公司遭受重大经济损失。第三，电能公司要实现其自身及产业的健康、可持续发展，必须确保电能计量的精确度，尽量降低计量误差，因此，需要施工人员进行装置的优化。针对装置的改造，可以从以下几个方面着手：第一，要提高电能表、电流互感器、电压互感器的计量精度，为计量结果的精确度做好准备，尤其是在有大的负荷变动的情况下，计量人员要特别重视 S级电能表的正确使用。适时地更换线路，适当地调整二次线的长度，降低影响计量精度的各种因素。提高计量质量，科学地选用最佳的计量方式，是确保计量装置稳定、安全运行的重要环节。第二，在常规情况下电能公司可以将电流互感器变比变为双工，并根据用电量的变化规律，选择不同的变比，从而有效地提高计量结果的准确性。第三，要全面、清晰地了解中性点的特征，并根据这一特点，对供电用户的无绝缘接地装置进行改造。这对于推动计量工作者以三元计量取代二元计量，对于改善计量误差的控制有一定的指导作用。

2.5 开展计量误差分析

对新投入运行和改造的装置，要根据实际情况选择合适的装置和电压互感器，根据不同的负荷类型确定不同的装置等级，并根据不同的负荷类型确定不同的装置通过相应的计量，把电压互感器的合成误差、电压互感器的二次回路的电压降误差等编制成一张表格，以便定期检查，调整电能表和其他仪器，尽量减少计量的误差。同时，要对计量装置进行全程监控，及时发现并解决问题，确保计量精度、可靠性。

2.6 应用专用的电流及电压互感器

此外，由于电压互感器使用不当，造成电压端在短期内发生氧化，使接触点、二次回路电流增加，从而使二次压降增加。经调研发现，二次降压造成的计量损耗在1.5%左右。通过对比试验可以看出，在计量电路中，采用专用的电流和电压互感器。可以避免由于二次负荷过大而产生的计量误差。根据电流和电压互感器的变化比例，可以打破保护对电网的限制，确保二次电流在额定电流的30%或更高的范围内，从而提高计量的精度。采用专用电压互感器，可以使二次负荷减少30%以上，为达到电压互感器正常运行的目的打下了坚实的基础。

2.7 电压互感器二次回路误差控制与管理

（1）选用二次回路的导线截面与导线的长度。为了减小次级回路的电压降，可以采用增加导线的截面和减小线路的长度，在保证导线负荷的前提下，合理地选取合适的线路断面和线路长度，能够有效地降低二次回路的电压下降，从而降低计量装置的误差。（2）降低二次回路的阻抗。在选择电能表时，为了减小二次负荷的阻抗和二次回路电压降，应尽可能选择全电子多功能电能表。（3）装设熔断器。在装置投入运行之前，必须对电压互感器二次负荷进行计量，在负荷小于35 kV的情况下，无需安装绝缘开关和熔断器。在负荷超过35 kV的情况下，必须设置熔断器。（4）使用电压补偿装置。当二次环负荷较少时，为了提高计量精度，可以通过设置电压补偿器来调整压差。电压补偿器是一种能调整输出电压和相位的装置，它能增加二次回路的电压、电流，从而弥补二次回路电压下降所造成的差值，减小电压互感器二次环路的压降误差。

2.8 规范使用电能计量装置

随着经济和科技的发展，电能计量装置的作用越来越大。为了减少计量装置的误差、提高计量精度，可以采取一些有针对性的措施。如随着计算机技术和信息技术的进步，计量装置可以通过远程控制来实现，如果计量装置发生计量问题，装置会自动报警，并向工作人员发送，这样工作人员就可以及时发现并处理，保证计量的准确性。此外，可以利用该系统对用户的用电进行细致的分析，了解其用电规律，当用电量与其规律不符时会有系统的提示，并由专业人士进行细致的检测。为了减少计量装置的误差，应尽可能地采用自动化和信息化技术，同时电能计量仪器的使用也需要标准化。加强对计量人员的培训，确保他们能够按照有关规定进行操作。电能计量人员要加强对电能计量装置的管理和维护保养，确保电能计量装置的安全。

3 结 论

当前造成电能计量差错的因素很多，其发生在安装、使用等各个方面，为了达到对其进行有效的控制，必须对其进行全面的分析与控制。在安装时要遵循严格的操作规程，进行科学、合理的安装和调试，才能有效地减少计量误差，提高计量精度。对电能公司而言，一方面要强化有关的管理制度，增强相关人员的规范作业意识，另一方面要积极购置、配备先进的装置，加快智能电网的建设，提升电能计量的准确性。