智能電能表計量裝置運(yùn)行誤差分析及狀態(tài)評價方法研究

高磊

（黑龍江龍電電氣有限公司，黑龍江哈爾濱，150001）

1　電能計量裝置運(yùn)行誤差分析

（1）安裝不規(guī)范:從宏觀角度看，電能計量裝置最基本的誤差問題體現(xiàn)于安裝階段，工作人員未能考慮互感器的合成誤差，進(jìn)而造成后續(xù)的檢測問題，干擾電力系統(tǒng)工作。

（2）現(xiàn)場檢驗(yàn)工作不嚴(yán)謹(jǐn):電能表安裝完畢后，工作人員并未反復(fù)檢查，其中針對產(chǎn)品性能、運(yùn)行狀態(tài)以及負(fù)載狀況的檢查較少，并且未能考慮接線以及內(nèi)部容量問題，致使已經(jīng)損壞的電能表依然用于計量，導(dǎo)致電力系統(tǒng)故障。

（3）用戶負(fù)荷的影響:我國是人口大國，因而用電規(guī)模龐大，尤其是用電高峰階段，區(qū)域用電量會急劇上升，導(dǎo)致電能流量大幅上漲，進(jìn)而出現(xiàn)滿負(fù)荷狀態(tài)，區(qū)域電流不穩(wěn)定，部分負(fù)載電流停留于額定電流的百分之30之下，最終產(chǎn)生計量誤差。

（4）電能表誤差分析:第一，制作工藝誤差:電能表從出廠開始便存在些許誤差，材料、零件、工藝水平等因素，均會影響電能表的質(zhì)量問題，從而干擾計量精度。第二，不當(dāng)使用誤差:電能表的正常工作是以內(nèi)部線路為保障，若線路不規(guī)則或者使用方法錯誤，便會造成計量誤差，雖然看似誤差保持在較低水平，但考慮電流倍數(shù)，便會產(chǎn)生較大誤差。

（5）互感器誤差分析:互感器是內(nèi)部零件，其分為電流與電壓兩種，若想維持電能表的計量精度，便需要考慮電流互感器與電壓互感器的不穩(wěn)定因素，確保二者合成符合相應(yīng)規(guī)定。第一，倍率選擇不正確:小電流工作背景下，電流互感器會受磁通密度的影響，如果密度低于一定程度，則會產(chǎn)生計量誤差。第二，二次容量選擇不正確:若電流互感器二次回路導(dǎo)線阻抗是二次負(fù)荷阻抗的組成部分，則對于負(fù)載過大的用戶，電能表計量誤差較為顯著。第三，二次負(fù)荷與功率的控制:二次負(fù)荷以及二次功率是保證電流互感器正常運(yùn)行的重要因素，通常二次負(fù)荷范圍為百分之25至百分之100，二次功率范圍為0.8至1。第四，計量專用回路:如果互感器的計量回路與測量回路使用同一繞組，便會使計量裝置受到較大的負(fù)荷，從而造成計量誤差。第五，二次負(fù)載因素:額定功率與實(shí)際功率的性能因子應(yīng)當(dāng)保持一致，若二者差距過大，便會造成計量誤差。第六，電流互感器與電壓互感器應(yīng)科學(xué)匹配，否則造成合成誤差增大。

（6）二次回路誤差分析:電壓互感器的電流會以此經(jīng)過電纜電阻、節(jié)點(diǎn)電阻等部位，進(jìn)而使互感器與電能表的接觸點(diǎn)出現(xiàn)電位差，可能造成計量誤差。其中，線路的材料、直徑、長度、接線方式等因素均會影響誤差大小。

（7）線路工況和電網(wǎng)環(huán)境影響:除電力系統(tǒng)內(nèi)部因素外，外界環(huán)境因素也干擾電能表計量工作，例如：溫度、濕度、磁場等，其全面影響計量誤差，甚至工作人員難以獲取實(shí)際工況數(shù)據(jù)，無法評價電能表運(yùn)行狀況。

2　電能計量裝置運(yùn)行誤差的改進(jìn)措施

（1）規(guī)范安裝電能計量裝置

由于安裝工作屬于基礎(chǔ)工作，其受人為影響較大，因此規(guī)范安裝流程極有必要。要求工作人員掌握充足的專業(yè)知識，提前勘察工作環(huán)境，以設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為工作依據(jù)，清理周邊垃圾以及灰塵，事先調(diào)試電能表參數(shù)，當(dāng)安裝完畢后再次測試，如果發(fā)現(xiàn)運(yùn)行異常，則根據(jù)問題采取針對性對策，及時糾正，保障電能表正常工作。

（2）確定電流互感器的變比

工作人員需要事先考察用戶的用電狀況，例如：用電量、用電規(guī)模、住宅類型等，事先預(yù)計負(fù)載狀況，預(yù)測電能變化區(qū)間，調(diào)整互感器內(nèi)部因子。其中，選擇合適的互感器以及保證變比是重要環(huán)節(jié)，從而避免非正常狀況下的計量問題，進(jìn)而保障群眾的正常生活以及電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益。

（3）提升現(xiàn)場檢驗(yàn)水平

當(dāng)電能裝置開始運(yùn)行后，工作人員需定期勘察裝置狀況，根據(jù)用戶的需求變化來調(diào)整內(nèi)部接線，并周期性評估計量性能，嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)定，將工作流程記錄并存儲至數(shù)據(jù)庫，便于日后查閱以及追責(zé)。

（4）對線路進(jìn)行合理改造

線路改造需遵守國家相關(guān)規(guī)定，不僅不能與原先線路差距太大，影響其他基礎(chǔ)設(shè)施，而且需要保證設(shè)備的穩(wěn)定輸出。工作人員應(yīng)先從宏觀角度了解電壓實(shí)際檢測范圍，再從微觀角度改進(jìn)電力計量統(tǒng)計方式，保證電能表在多種電力狀況下依然正常運(yùn)行。

3　狀態(tài)評價方法

（1）狀態(tài)量構(gòu)成及權(quán)重

第一，狀態(tài)量:所謂狀態(tài)量是指評價指標(biāo)，其大致包括運(yùn)行數(shù)據(jù)、設(shè)備參數(shù)、外界環(huán)境三類。上述內(nèi)容細(xì)致劃分為環(huán)境顆粒物濃度、磁場水平、環(huán)境溫度以及濕度、電壓、電流、負(fù)載等。第二，狀態(tài)量權(quán)重:所謂權(quán)重，是指將各類因素按一定比例合理分配，以因素對運(yùn)行狀態(tài)產(chǎn)生的影響程度為分配依據(jù)。目前，將影響程度分成四類，權(quán)重范圍1-4，系數(shù)范圍由1-4。第三，狀態(tài)量劣化程度:劣化背景下，狀態(tài)量針對電力系統(tǒng)的影響分成1-4級，分別扣除2分、4分、6分以及8分。第四，狀態(tài)量扣分值:根據(jù)劣化水平以及狀態(tài)量權(quán)重為評價依據(jù)，扣除相應(yīng)分值評價運(yùn)行狀態(tài)，扣分值計算方式為基本扣分值與權(quán)重的乘積。

（2）運(yùn)行狀態(tài)

目前，將計量裝置分成四類運(yùn)行狀態(tài)，包括：正常、注意、異常以及嚴(yán)重。正常狀態(tài)是指所有因素保持在規(guī)定范圍內(nèi)，計量裝置順利運(yùn)行。注意狀態(tài)是指單個或者部分狀態(tài)量略為產(chǎn)生偏差，但依然處于可控范圍內(nèi)。異常狀態(tài)是指存在狀態(tài)量超過或者無限接近臨界值，需要工作人員采取監(jiān)視并及時檢測。嚴(yán)重狀態(tài)是指存在狀態(tài)量超過臨界值，需要工作人員立即采取措施。

（3）狀態(tài)評價

目前，狀態(tài)評價包括部件與整體兩類。

表1　部件評價方式

PT ≤20 ＜10 ＞20 10-20 20-30 ＞30二次回路 ≤12 ＜10 ＞12 10-20 20-30 ＞30

電能計量裝置整體狀態(tài)評價:如果所有部件呈現(xiàn)正常狀態(tài)，則整體狀態(tài)評價為正常，否則，為嚴(yán)重狀態(tài)。

（4）電能計量裝置檢驗(yàn)策略

科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步促進(jìn)設(shè)備質(zhì)量的提升，因而計量精確逐漸提高，但如果采取現(xiàn)有的評價標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行現(xiàn)場勘查，存在一定安全隱患，造成經(jīng)濟(jì)損失。因此，我們希望針對性勘察，減少安全隱患并提高經(jīng)濟(jì)效益。

表2　狀態(tài)檢驗(yàn)策略表

4　結(jié)語

本文詳細(xì)分析電能計量裝置運(yùn)行誤差的影響因素以及狀態(tài)評價內(nèi)容，并提出全新的誤差彌補(bǔ)措施以及狀態(tài)評價方法，以期提高電能表計量精度。