變電站電能計量誤差分析及解決措施探究

黃智明

（廣東電網有限責任公司江門供電局，廣東江門 529000）

變電站電能計量是一項十分復雜的工作，其中涉及到多種設備的參與，例如：電流互感器、電能表等，所有的設備處于故障模式都可能引發計量失誤，提升計量誤差，對特別是電流互感器、電壓互感器出現誤差過大時，將導致電能計量整體誤差的變大，電能計量誤差問題會導致整個電力系統運行失靈。所以，必須高度重視電能計量誤差的控制，提高電能計量水平。

1 變電站電能計量誤差成因分析

1.1 電能表計量精度不足

傳統電表計量精準度難以確保，特別是低負荷計量其中的誤差更大。變電站自身的出口電壓較大，機械電表在低壓或高壓等條件下所得出的計量數值都存在一定誤差。從而影響計量準確度。事實證明：三相四線表具有高度靈敏性，計量準確度高且穩定。實際的電能表故障排查過程中應該遵循以下步驟：拆開電表，通過檢驗的方式來分析其計量精準度，對比電流數據，明確電能表是否存在計量精度問題。

1.2 錯誤使用電能表

電能表的錯誤使用將極大地影響計量數據，參照研究表明，最常見的電能表錯誤使用是接線不科學、不合理，電能表接線方式應參照電能表的類型做出合理選配。實際的接線問題，例如：三相三相表出現了典型的電流分配不均衡，錯誤的接線所導致的電流非均衡分配，特別是當中性點中存在零序電流時，電能表無法準確地算出其所消耗的功率，從而電表計量失誤。還要一些三相四線電表發生接線錯誤，最常見錯誤為反相序接線、互感器Y 形接法、互感器V 形接線。反相序接線表現為：接線操作中允許零件力矩誤差誤差變小，力矩控制功能擴大，以此來是電能測量誤差變大。互感器Y形接線就是將若干電流互感器同一個三相四線電表連接，其運行原理為公共連接電流互感器，以此來調整電能表內部電流失衡的問題，然而，其弊端在于電流相位的變化，從而導致電能表分流現象，進而增大計量誤差，實際的誤差大小和負載電流、不平衡電流等密切相關。N 線未接與互感器V 形接線也是錯誤接線的典型代表，如果電能表內N 線接觸松動，電能表負載電流則將失衡，對應的壓降也勢必變化，從而導致力矩控制下降，當電能表中的元部件電壓失衡，各個元件電壓誤差不斷出現，對應的電流誤差也變大。

1.3 電能表互感器誤差

非專門電能表互感器誤差一般來自于以下幾方面：第一，電能表內沒有專門的互感器二次繞組，實際結算中電能表必須配設特定互感器二次繞組，從而確保各種復雜狀態下的準確計量，有效預防貿易結算中各種意外，也能保護計量裝置的安全，讓電能表的運行更加安全、準確。但是，從目前來看，我國缺少這一方面的研究，電能表的配置程度難以滿足現實需求，普通電能表未設置專門的互感器，這就使得在低壓、負載失衡時電能表將陷入非精準計量狀態，互感器的一個關鍵功能就是減少電能誤差，傳統的非專門互感器無法精準地計量，從而導致電能計量的失誤與偏差。電能表互感器負荷載壓能力需控制在規定負荷的25～100%，互感器負荷壓力大小會極大地影響電能計量水平。

1.4 二次回路造成的誤差

結合現實檢測、勘察等可以看出：二次回路將為計量帶來不良干擾，具體體現在二次回路線路的直徑如果過小，則可加劇計量損失，極大地影響計量的精準度，同時，二次回路端子部位如果出現接觸不牢的現象，受損的二次導線將發生接地，最終造成分流，極大地影響計量的精準度。

1.5 二次回路線路阻抗與壓降問題

互感器二次回路中安裝了多個元件設備，例如：接線盒、開關、旋鈕端子等，這就使得二次回路中難免出現回路阻抗，具體的阻抗包括：回路自身的阻抗與接觸阻抗，前者中電纜阻抗占據主導地位，所以，電纜截面大小將極大地干擾阻值，后者則是各類元件，例如：接線盒、開關、旋鈕端子等為了達到連接所產生的接插、旋轉阻抗等的相加，如果阻抗出現任何的變化意味著壓降的調整、變化，如果互感器二次回路線路阻抗、壓降等未達到規定標準則將提升計量失誤問題。

1.6 諧波影響計量精準度

諧波會對電能計量帶來干擾，而且會影響電能質量，同時，其他的相關設備，例如：計量設備、繼電保護設備等會深受諧波干擾。

2 變電站電能計量誤差的解除對策

2.1 優選先進電能表

傳統電能表實際運行中呈現出多種弊端，所以，必須積極的更新、完善電能表。全電子式多功能電表為首選，因為它不僅能高度精準計量，確保穩定性，且安全耐用。經過深入改造的變電站可以配設多功能電子式電能表，通常可以有效控制誤差在0.01%以內。同時，電子式電能表功率損耗更低，而且啟動時所需電流較小，有著更好的負載性能。電子式電能表實際電能計量過程中，其精準程度與外部溫度、濕度以及環境質量等差別不大，而且眾多經改良后的變電站都設置了TH 型電能表，能夠有效地控制來自于電能表接線錯誤所引發的計量失誤問題。

2.2 配置專門的電流與電壓互感器

從上面的分析看出，互感器的不科學使用，特別是非專門互感器的應用都可能造成電壓端子短期內的污染與氧化問題，從而提升接觸點與二次回路的電流，最后提升二次降壓，大量的調查研究得出：二次壓降會引發嚴重的計量損失，達到1.5%，所以，必須配設專門的電流與電壓互感器，以此來有效控制二次負載超重帶來的計量失誤問題。而且要立足于實際，科學地選配電流互感器與電壓互感器的變比，從而打破保護需求為電網系統帶來的制約，確保二次電流從頭到尾處于標準電流的三分之一，此時技能妥善提高計量的精準度，專門的電壓互感器能夠有效地控制30%的二次負載，以此來實現電壓互感器的常規化運行。同時，通過配設專門的互感器也能有效地控制由于測量、保護等為電能計量形成的負面干擾。

2.3 更改電流互感器變比

圍繞電流互感器深入剖析計量失誤成因，則需從以下方面入手：第一，審核互感器的技術說明，確保變電站所安裝的電流互感器，無論是繞組還是精準度都能符合規定標準。第二，采樣電流。圍繞各個開關柜電流實施采樣，從中剖析電流互感器運行一次電流與額定電流，以及二者間的差距，從中能得出：變比過大容易加劇計量失誤問題。為了提高電能計量水平，最理想的方式不是更新電流互感器，因為這種方式將提升成本，也將影響生產，最科學的方式就是調整接線方式，因為通過更新接線能夠降低互感器變比在50%，電能計量誤差也就得到了有效控制。

2.4 以電容補償優化電壓互感器負載能力

它們都作為感性設備，構成機械電能表對應的電流、電壓部件多為線圈，一般把它們當作感性負荷，把電容和電能表接線端并聯，這樣并聯電容將吸收超前電流，以此來有效地補償感性負載對應的滯后電流，這樣就實現了磁場能感性負載無功功率與電場能無功功率之間的交換，可以交換互感器、感性負載之間的能量，有效地減少二次回路電流，降低二次負載。

2.5 解除二次回路阻抗與壓降問題

參照相關的技術規程與科學規定，無論是一類還是二類貿易型電能計量設備，其電壓互感器二次回路電壓降要控制在額定二次電壓的0.2%。對此，應該科學地選配互感器，要從其規格、尺寸、材質等多方面入手來綜合分析、擇優做出合理選配。借助補償設備來補償二次壓降，同時選擇專門的計量回路，具體包括：專門的互感器二次計量繞組，以此來預防繼電保護與測量回路等的干擾，選擇專門的計量二次電纜、特定的開關、熔斷器等，這些方式和方法都站在了設備配設的方面來有效控制電壓互感器二次回路電壓降，也可以合理地控制一次電纜的長度，擴大一次導線截面面積，從而有效地控制二次電纜導線的電阻，而且要合理地把握二次回路導線截面，一般要在4mm2以上，而且要科學地掌握好電壓二次回路導線截面大小，一般要在2.5mm2以上。

2.6 控制諧波干擾

諧波是影響計量準確度的一大原因，對此必須高度重視諧波干擾問題，一般來說，諧波干擾問題與多種因素密切相關，為了有效地控制諧波干擾，就要立足于整體，編制出科學的解決對策和措施，首先要不斷地更新完善電能表技術，提高電能表型號，優選先進的電能表，從而有效地抵制諧波的干擾與威脅，同時，也要清晰地明確諧波、基波的潮流動向，對應進行精準計算、計量，預防諧波與基波的混淆，同時，為了確保繼電保護正確動作，還要立足于現實條件、客觀實際，科學地加大電流互感器對短路電流的承受力，優化變比精準度，控制變比誤差。

變電站電能計量誤差的影響因素很多，為了解除其中的問題最關鍵是要參照電能表的自身特點、以及計量中出現的多種問題來靈活地采取干擾性對策和措施，除了要采取必要的技術措施，還要強化對電能計量設備的科學、規范化管理，例如：加強抄表管理，深入剖析電能計量數據等，強化電能保護等，以此來控制電能計量失誤問題。

3 結語

電能計量設備普遍存在計量失準、失真問題，電能計量的誤差問題不僅會影響供電企業的經濟利益，也將影響供電服務質量，引發用電客戶的不滿，對此，必須積極地重視變電站電能計量誤差問題，明確誤差產生的原因，并根據誤差成因來針對性地采取控制對策和措施，從整體上來提高變電站電能計量誤差控制水平。