變電站電能計量誤差的原因分析及解決措施

蔡春榮 黃艦 賴佳琪

【摘 要】電能計量過程需要用電流互感器、電壓互感器以及電能表等設備，這些設備出現故障時會導致電能表計量不準確，電流互感器和電壓互感器的誤差增大，也就會造成電能計量的合成誤差增大，對電能計量的準確度造成影響。本文針對電能計量中存在的誤差追根溯源，找到誤差產生的原因，然后找尋有效的方式來避免誤差過大，確保電能計量的準確和高效性。

【關鍵詞】變電站；電能計量；誤差原因；解決措施

1 變電站電力計量誤差產生的原因

1.1 因無表估算而產生的誤差

無表估算簡而言之就是工作人員在對電力實施計量時脫離計量表，僅僅依靠個人主觀意識判斷和估算來計算用戶的具體電量。此種方式雖然存在一定的可用性，但是其針對用戶的實際用電進行估算缺乏準確性，且沒有連續用電規律為支撐，所以此種方式較為局限，這也是誤差產生的直接因素。由于一表三乘引起的誤差。一表三乘是電力計量方式中的一種，通常在偏遠地區運用較多。工作人員在運用一表三乘時極容易出現電力負荷不平衡等問題，進而對電力計量的準確性造成影響。

1.2 具體操作的科學性有待提升

（1）有功電能計量誤差。有功電能主要是借助三相三線二元件電度表來予以計量的，且A、B、C三相均可以與零線進行組合，從而形成單相回路。在此背景下，負荷不平的情況也會由此發生，進而引發零序電壓的出現。同時，在零序電壓的作用下，零序電流就會借助零線來流通，并不能滿足三相電流和為零的條件。如果采取三相二元件電度表予以計量的話，零序電流所消耗的功率就會被排除在外，誤差也就因此產生；（2）如果裝置電阻高于相關標準，也會導致計量誤差的出現。在實際工作中，雖然三相四線三元件計量表已獲得了應用，但是由于工作人員過度依賴傳統工作經驗予以操作，沒有以正確的操作規范為參照，那么就會使運行過程中的中線電阻快速增加，進而產生誤差。

1.3 互感器使用不合理

由于CT變比較大引發的計量誤差問題是許多計量部門較常出現的情況，此外，配變負荷率較低也是導致誤差發生的直接因素。CT對于一次電流選擇通常都是基于額定二次電流而進行的，所以低精度運行的情況也因此出現。如果電流其負荷較低，那么相應的計量誤差也會由此增加，最終結果的精準性也會受到影響。總之，以電流計量誤差的公式為依據可以推斷出：只具有CT外接負載Zf和鐵芯導磁率μ0與運行有著直接關系，所以無論是借助將CT的外接負載Zf實施減小操作還是提升鐵芯的導磁率等都是使誤差得到合理控制的有效手段。

2 變電站電能計量誤差的有效控制措施

2.1 大范圍推廣并應用全電子式的電能表

全電子式的電能表和傳統的機械式電能表間存在著較為明顯的差距，全電子式的電能表，其優點主要體現在以下方面：其一，自身功耗相對較低；其二，溫度給計量準確度帶來的影響可以忽略不計；其三，雙向計量表從根本上避免了由于反向接線而導致計量出現誤差的可能；其四，啟動電流較小且具有加強的過負載能力；其五，無論是穩定性還是準確度都更高。

2.2 應用專門的電流及電壓互感器

電壓互感器的不合理應用，還會導致電壓端子在短時間內被氧化，增加接觸點和二次回路電流，最終導致二次降壓的增大，調查結果表明，二次降壓給計量帶來的損失約為1.5%。通過對比實驗可以發現，在計量回路時，應用專門的電流及電壓互感器，能夠杜絕二次負載過重所導致的計量誤差的情況出現，另外，從實際出發，對電流及電壓互感器的變比加以選擇，可以突破保護要求給電網造成的制約，保證二次電流始終處于標定電流的30%及以上，計量的準確度自然會隨之提升。應用專門的電壓互感器，則可以降低至少30%的二次負載，為“電壓互感器始終處于正常的運行條件”目標的實現，奠定良好基礎，另外，這樣做還能夠避免測量、保護或其他因素給電能計量帶來影響。

2.3 對電流互感器變比進行更改

以電流互感器為切入點，分析計量出現誤差的原因，應當考慮到以下幾方面的內容：其一，對電流互感器的技術資料進行查閱，保證變電站所應用電流互感器的繞組和準確度等級均達到有關要求；其二，對不同開關柜的電流進行采樣，分析電流互感器所運行一次電流和額定電流間的差距。分析結果表明，電流互感器變比過大是導致電能計量出現誤差的原因之一，如果變電站將電能計量作為考核生產工藝的主要因素，則不應當選擇對電流互感器進行更換的方式，這樣做不僅會增加成本，還會給生產帶來影響，對接線方式進行更改是更加行之有效的措施，隨著接線方式被更改，互感器變比往往會減小50%或更多，電能表出現電能誤差的可能也隨之減小。

2.4 利用電容補償將電壓互感器的負載能力進行提升

組成電壓互感器的二次負載的設備包括繼電器、計量儀表和二次導線，上述設備均屬于典型的感性設備，而組成機械式電能表所需的電流及電壓元件的構成以線圈為主，因此，可將其視為感性負荷。實踐表明，將電容與電能表接線端子處進行并聯，超前電流被并聯電容所吸收，則能夠對感性負載所對應的滯后電流加以補償。將屬于磁場能的感性負載的無功功率和屬于電場能的電容無功功率進行交換，為互感器和感性負載間所發生的能量交換提供補償，使二次回路電流逐步減少，使降低二次負載的最終目標得以實現。

2.5 更改抄表方式

大多數變電站都將人工抄表作為抄表的主要方式，這樣做較易由于對不同開關柜電能表進行查表的時間不一致，從而導致數據出現差錯的情況發生，解決該問題的關鍵，應當是在電量結算日對智能表進行凍結，用數據采集器替代人工，完成電量數據的抄取工作。

2.6 將外部的錯誤接線進行更正

較為常見的三相四線的電子式電能表，電流及電壓互感器是將電流及電壓信號接入電能表的主要途徑，因此，電流互感器并未應用到的抽頭與地相接的情況，需要被避免。解決該問題的關鍵是將外部的錯誤接線進行更正，保證電能表所流通的電流能夠對電流真實的負荷情況進行正確反應，在此基礎上所開展的電能計量工作，必然會取得和實際情況相符的結果。

2.7 減小諧波給電能計量帶來的影響

諧波給電能計量在準確度方面帶來的影響不容小覷，由于諧波問題需要涉及到較多方面的因素，因此，工作人員應當從整體出發，制定并落實解決措施。一方面，應當革新電能表技術，盡量使其不受到諧波的影響或只受到基波功率的影響；另一方面，分清諧波與基波的潮流動向，完成計算工作，避免混淆的情況出現。另外，要想為繼電保護動作所具有的正確性提供保證，還應當從實際出發，將電流互感器對短路電流具有的耐受能力進行加大，提高變比準確性，減小變比誤差。

結束語

總而言之，變電站電能計量誤差關系到整個電力系統的正常運行和電力企業單位的經濟利益，因此要對電能計量工作中出現的誤差深入分析，找出相應的解決措施。不管是供電方、發電方還是廣大用戶，電能計量的準確性都有著關鍵作用，所以電力企業要高度重視電能計量的準確和實效性。盡最大努力減少誤差，實現電能計量的整體優化。

參考文獻：

[1]戴春怡，劉高原.統計線損中出現負線損的原因分析[J].電力與能源，2017，38（02）：211-214.[2]萬亞雄.分布式電能計量誤差檢測系統的同步信號源研制[D].南昌航空大學，2017.

[3]楊磊.諧波與電壓波動對電能計量的影響研究[D].東南大學，2017.

[4]白莉娟，陳亞紅.電能計量裝置綜合誤差產生原因及降低措施分析[J].科技創新與應用，2017（15）：209.

（作者單位：國網四川省電力公司廣元供電公司）