計量檢定中電子式交流電能表的誤差及處理分析

馬晨亮

（蘇州市質量技術監督綜合檢驗檢測中心，江蘇蘇州，215005）

1 電子式交流電能表原理及檢測方法

1.1 電子式交流電能表原理

電子式交流電能表通常由電流變換電路、電壓變換電路、計算芯片、微控制單元、顯示部分、接口部分、電源部分、外殼幾部分組成，電流和電壓作用于固態元件上，在一定時間內與產生的電能成正比,其作用原理按照《JJG596-2012電子式交流電能表》給出[1]，如圖1所示。

圖1 電子式單相電能表的原理結構圖

當把電能表接入被測電路時，電流采用線圈和電壓采用線圈中就有交變電流流過，這兩個交變電流分別在它們的鐵芯中產生交變的磁通；交變磁通穿過鋁盤，在鋁盤中感應出渦流；渦流又在磁場中受到力的作用，從而使鋁盤得到轉矩（主動力矩）而轉動。負載消耗的功率越大，通過電流線圈的電流越大，鋁盤中感應出的渦流也越大，使鋁盤轉動的力矩就越大[2]。即轉矩的大小跟負載消耗的功率成正比。功率越大，轉矩也越大，鋁盤轉動也就越快。鋁盤轉動時，又受到永久磁鐵產生的制動力矩的作用，制動力矩與主動力矩方向相反；制動力矩的大小與鋁盤的轉速成正比，鋁盤轉動得越快，制動力矩也越大。當主動力矩與制動力矩達到暫時平衡時，鋁盤將勻速轉動。負載所消耗的電能與鋁盤的轉數成正比[3]。鋁盤轉動時，帶動計數器，把所消耗的電能指示出來。

1.2 電子式交流電能表檢測方法

電子式交流電能表檢測方法常用的有標準表檢測法和瓦秒法。標準表檢測法要求標準電能表和被檢電能表在相同條件下連續工作，用被檢電能表輸出的脈沖控制標準電能表技術來確定被檢測電能表的相對誤差；瓦秒法是采用標準功率表測定凋定的恒定功率，或用標準功率源確定功率，同事用標準測時器測量電能表在恒定功率下輸出若干脈沖所需時間，該時間與恒定功率的乘機功率的乘積所得實際電能，與電能測定的電能相比從而確定電能表的相對誤差[4]。

2 計量檢定中電子式交流電能表誤差因素及處理辦法

2.1 測量工具失準。

無論使用標準表檢測法和瓦秒法哪種方法進行電子式交流電能表的檢測，都需要標準的計量工具，如第一種檢測方法中的標準電能表。如果標準計量工具失準，測量數據及計算結果就會出現偏差。在實際檢定中，標準計量工具在使用過程中易出現磨損或損壞，準確定受到影響。因此計量工具使用一定時間或次數后，要進行檢測和校準，確保其準確性。如果計量工具檢定誤差已經超過規定范圍，應更換計量器，避免造成測量誤差。

2.2 檢測過程不規范

電子式交流電能表檢測有嚴格的標準和步驟，其過程出現操作失誤會影響檢測結果。電子電能表是由很多電器元件組成的，很多電器元件運行時要求穩定的溫度環境，換而言之，在標準溫度下工作其誤差才能在允許范圍內。因此測量時應對電子電能表進行適當預熱，以降低溫度變化對檢測結果的影響?！禞JG596-2012電子式交流電能表》中對詳細規定了電能表檢定工具和被檢電能表預熱時間。檢測過程中，無預熱操作或預熱時間沒有按照要求執行，檢測結果的準確性就可能下降[5]。

隨著檢測技術的發展，現在很多機構采用的自動化電子式交流電能表檢測裝置，檢測裝置會根據電能表的規格參數設計最合適的校驗方案。檢測裝置自動完全檢定的前提是檢定人員準確輸入電子式交流電能表的各項參數、脈沖常數、準確度等級等數據，如果輸入有錯誤，檢測裝置會按照錯誤數據計算，檢測結果是不準確的[6]。電子式交流電能表檢測是專業性較強的操作，需要專業的檢定人員進行操作，而且檢定人員的操作水平、檢定技術水平、職業素質、工作態度都必須達標。檢定過程規范、嚴謹，檢定結果才能準確，電子式交流電能表的誤差才不會受檢定過程的影響。

2.3 檢測條件不合格

電子式交流電能表檢定標準中沒有檢測空間地點做規定，但周邊的環境確實會影響檢測工具的準確性。磁場對電的作用是很大的，檢測時一定要注意周邊的磁場環境。在強磁場環境用進行檢定，測量數據將出現嚴重偏差?？諝庵袎m土、顆粒雜質等對計量工具也會有影響，尤其是對精度有特殊要求電子式交流電能表，微小灰塵也可能讓檢測數據發生變化。因此電子式交流電能表檢定時周圍環境要潔凈，無灰塵和雜物，無明顯磁場干擾。

3 總結

電子式交流電能表與傳統機械表相比，有性能穩定、準確等級高、輕巧便于安裝使用等優點，而且功能強大、易擴展，能實現分時計量、數據自動抄讀、電壓合格率統計、串行數據通信等功能。因此電子式交流電能表廣泛應用于電能計度數據采集、遠程抄表、自動計費等電力相關系統。電子式交流電能表強大的功能及廣泛的用途全都基于其高精度計量功能，因此定期檢定電子式交流電能表誤差范圍，保證其準確登記很重要。除了上文所述的處理辦法，還應加強電子式交流電能表檢定隊伍建設，規范檢定流程，提高檢定人員專業水平，從而保證電子式交流電能表誤差合格率。

參考文獻

[1]毛斌.電子式交流電能表原理及檢定[J].計量與測試技術,2017,8:34-35.

[2]彭華偉.電子式交流電能表檢定工作中的體會[J].江蘇現代計量,2014,5:52-53.

[3]錢璐.電子式交流電能表測量不確定度分析[J].工業計量,2016,S1:44-46.

[4]陳偉,韓福英,蘇榮.單相電子式電能表測量結果不確定度的簡化評定[J].中國計量,2017,1:88-89.

[5]電子式交流電能表檢定中注意事項及常見問題[J].計量與測試技術,2017,1:85-85.

[6]郭俊廷,牛恒山.機電式交流電能表測量結果不確定度評定分析[J].重工與起重技術,2016,3：29-30.