電能計量裝置誤差產生的原因分析及控制措施

摘要：電能作為保障社會生產生活基本運行的一種能源，對促進社會經濟發展和提高居民生活水平有著重要意義。電能計量是電力企業生產、營銷、分配電力電能的重要環節，電能計量的準確性和公平性是維護電力企業及用戶經濟利益的重要保證。為此，分析了電能計量裝置誤差產生的原因，并提出了減少電能計量裝置計量誤差的有效措施。

關鍵詞：電能計量;誤差;控制措施

0 引言

電能計量裝置在電力電能的分配和使用過程中起到了統計和計量的作用。電能計量裝置在使用過程中難免會出現誤差，這些誤差的產生不僅與電能計量裝置本身有關，外界條件及環境變化，如溫度、磁場及運行電壓的高低等都會引起電能計量誤差，從而影響電能計量的準確性。

1 電能計量裝置

電能計量裝置構成如圖1所示，一般由電能表、計量用電壓/電流互感器以及互感器與電能表之間的二次回路連接線3部分構成。因此，對電能計量誤差的研究通常也是對這3部分產生的誤差進行研究。電能計量裝置的任何一部分誤差都不能代表電能計量誤差，電能計量誤差應該是這3部分的誤差之和，即綜合誤差。綜合誤差可以用公式表示：

式中，T表示綜合誤差（%）;Tb表示電能表誤差（%）;Th表示互感器誤差（%）;Td表示二次回路電壓降誤差。

2 電能計量裝置誤差產生的原因分析

2.1? ? 電能表誤差

電能表誤差可以分為兩類：一類是基本誤差，即由于電能表本身的結構問題產生的誤差;另一類是附加誤差，是指由于外界環境或條件引起的電能表計量誤差。

電能表基本誤差通常是由于電能表選用不當造成的，用戶應當根據有關規定，并結合實際情況，選擇合適的電能表，以避免產生電能表基本誤差。此外，電壓、頻率、環境溫度的變化，電壓波形畸變的影響，運行不穩定，相序改變，三相電壓不對稱，負載不平衡等，都會使電能表產生附加誤差。

2.2? ? 互感器誤差

（1）電流互感器二次容量選用不當引起的誤差。接入電流互感器的二次負荷包括接線電阻、電能表電流線圈阻抗和外接導線電阻，在選擇電流互感器時，應當對接入的二次負荷電阻進行計算，選擇適當的二次容量大小的互感器。如果電流互感器二次容量選擇不當時，過高或過低的負載都會對電能計量的準確性產生影響。

（2）二次繞組勵磁引起的互感器誤差。當一次電流通過電流互感器一次繞組時，則會消耗一定量的電流來勵磁，才能促使二次繞組產生感應電動勢，使鐵芯產生磁通，此時如果材料選擇不當，則會產生一定的誤差。

2.3? ? 二次回路誤差

電壓互感器二次回路是指從VT二次繞組端子經一段長度從幾米到幾百米的電纜線到電能表電壓輸入端的整個電壓回路。二次回路誤差主要是由于二次回路接線不合理產生的電壓降產生了電能損耗，從而造成誤差。

電壓互感器二次回路電壓降原理如圖2所示，電壓互感器二次輸出電壓U2加在二次負荷阻抗Zb和二次回路連接導線電阻RL上產生了二次電流I2，I2通過電壓互感器二次連接導線時在導線上會產生電壓降。此時，電能表上的電壓U2′大小、相位均與電壓U2不相等，由此產生了計量誤差。二次回路的負荷大小、線路長度與截面、功率及接線方式等都會影響到二次回路電壓降誤差。

3 減少電能計量裝置計量誤差的有效措施

3.1? ? 選擇適合的電能表，采用正確的接線方式

（1）選擇穩定性強的多功能電能表。正確選擇電能表，對于減少計量裝置誤差有著非常重要的意義。在實際工作中，為了保證計量準確性，應當根據相關規定，選擇高精度、穩定性強、損耗低的電能表，以保證互感器變流比在合理范圍內。

（2）采用正確的電能表接線方式。在不同系統中，分別采用不同的接線方式接入電能表，主要分為兩類：一是中點絕緣系統，在這種系統中，應采用四線邊線的接入方式連接2臺電流互感器與電能表;二是非中點絕緣系統，在這種系統中，應采用六線邊線的接線方式將3臺電流互感器與電能表連接起來。

3.2? ? 遵循配對原則，合理選擇互感器

（1）配對原則。配對原則，即根據電流、電壓互感器的誤差，合理選擇互感器組合配對，使電流互感器和電壓互感器產生的誤差能夠互相補償，減小互感器的綜合誤差。在配對組合時，電流與電壓互感器應滿足角差符號相同、比差符號相反、大小均相等的條件。

（2）合理選擇電流互感器變比。為確保計量準確性，在選擇電流互感器時，應確保一次電流是額定值的60%左右，至少應大于30%;二次負荷過大，會影響計量的準確性，因此需將二次負荷控制在額定二次負荷的25%～100%，才足以保證電流互感器在最佳狀態運行，誤差最小。

3.3? ? 電壓互感器二次回路誤差控制與管理

（1）選擇適宜的二次回路導線截面與導線長度。一般情況下，可以通過增大導線截面或者縮短導線長度兩種方式來縮小二次回路電壓降。因此，在確保滿足導線負荷的基礎上，選擇適合的導線截面和導線長度，可以有效減少二次回路電壓降，進而減少電能計量裝置誤差。

（2）減少二次回路阻抗。在選用電能表時，應盡量選取全電子多功能電能表，一表多用途，可以達到減少二次負荷阻抗的目的，降低二次回路電壓降。

（3）裝設熔斷器。在電能計量裝置投入使用前，應提前測量互感器的二次負荷，當負荷低于35 kV時，可以不必裝設隔離開關和熔斷器;當負荷大于35 kV時，則需要安裝熔斷器，在實際運用中，應將熔斷器兩端的電壓控制在一定范圍內。

（4）采用電壓補償裝置。在二次回路負荷比較小的情形下，可以采用安裝電壓補償器的方式來調節電壓降，以提高計量裝置的計量準確性。電壓補償器是一種可調節輸出電壓大小和相位的裝置，通過安裝電壓補償器可以提高電壓二次回路的電壓和電流，用來補償二次壓降產生的差額，降低互感器二次回路壓降誤差。

4 結語

電能計量裝置是電力企業與用戶之間重要的結算工具，與電力企業及用戶的經濟利益息息相關。為維護雙方利益，保證電能計量裝置的計量準確性尤為重要。本文對電能計量裝置易產生誤差的原因進行了分析，通過對電能計量裝置的選擇、管理與控制，達到減少電能計量裝置計量誤差，維護供用電雙方合法權益的目的。

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收稿日期：2020-06-04

作者簡介：韓桂菊（1984—），女，山東人，工程師，研究方向：電磁測量。