淺談電能表檢測誤差的相關問題

顏志輝 林曉鋒

摘 要：電力是現(xiàn)代社會不可或缺的重要能源，2018年我國全社會用電量已達到68449億千瓦時。為維護貿(mào)易公平，電能計量和電能計量管理一直是法制計量監(jiān)管的重點。目前普遍換裝了電能表，電能計量準確性不斷提高，電能表在電路中的作用是測某一時間內(nèi)用電量，通過這一時間的電能以及電能表工作的電壓，以求出這一段時間內(nèi)的平均電流及功率。電能表在運行中可能受到多種因素的影響產(chǎn)生計量差錯，由于電能表自身設計的局限和一些外在不穩(wěn)定因素的影響，在計量檢測過程中容易產(chǎn)生誤差，這些額外的誤差數(shù)據(jù)會嚴重損害供電企業(yè)和用戶雙方的利益。電能表計量檢測的準確性有利于保障用戶和供應企業(yè)之間的公平性，所以對電能表計量誤差進行分析并找出不良的原因，提出改善的建議，對促進電能表的良性使用具有重要的意義。

關鍵詞：電能表；檢測；誤差

引言

電能表主要用來實現(xiàn)對電網(wǎng)電能量數(shù)據(jù)的遠程自動采集、存儲、傳送和統(tǒng)計、計費等功能，是電網(wǎng)經(jīng)濟運行、科學調(diào)度和考核結(jié)算的基礎。如果對電能表的檢測管理不當，將在經(jīng)濟效益、調(diào)度決策等方面帶來不良后果。同時，由于電能表自身軟硬件體系結(jié)構(gòu)的復雜性以及外界因素的不確定性，發(fā)生誤差是不可避免的，對電能表不良因素的處理具有明確的現(xiàn)實需要。

一 電能表在電能計量檢測中的作用

電能的計量包括含電能標準的建設，電能計量標準器具的溯源，電能計量器具安裝前的檢定、電能計量裝置安裝后的現(xiàn)場檢驗和使用中的周期檢測；出現(xiàn)計量糾紛時進行的仲裁檢定等檢測計量過程。而由電能計量裝置來確定電能量值的一組操作，就是為了實現(xiàn)電能量單位及其量值準確、可靠的一系列活動。電能計量裝置的主要部件包括有：計量用電流互感器、電壓互感器，電能表，互感器與電能表之間的二次回路。對電能計量裝置會進行管理的目的是為了保證電能計量的準確、和保障電能計量裝置運行的安全可靠。當電路中電壓電流超過電能表規(guī)定量程時，電能表就不能直接接入電路計量電能。而是需要通過電壓互感器和電流互感器來擴展電能表電壓和電流的測量能力，經(jīng)過測量用電壓互感器或電流互感器間接接進電路，以測量高電壓和大電流線路上的用電量。

二 現(xiàn)有市場使用的電能表的分類及其工作原理

電能表種類繁多，按相線劃分為：單相電能表、三相三線電能表、三相四線電能表；按用途分為：有功電能表、無功電能表；按工作原理分為：機電式交流電能表、靜止式交流電能表。

機電式交流電能表其工作原理為：根據(jù)電磁感應原理，電能表通電時，在電流線圈和電壓線圈產(chǎn)生電磁場，在鋁盤上形成轉(zhuǎn)動力矩，通過傳動齒輪帶動計度器字輪計數(shù)，電流電壓越大，轉(zhuǎn)矩越大，計數(shù)越快，用電越多。鋁盤的轉(zhuǎn)動力矩與負載的有功功率成正比

靜止式交流電能表也稱為電子式電能表，由電壓電流接口、時鐘模塊、EEPROM模塊、液晶模塊、鍵盤處理模塊等組成，是利用電子電路、芯片來測量電能；用分壓電阻或電壓互感器將電壓信號轉(zhuǎn)換成可用于電子測量的小信號，用分流器或電流互感器將電流信號轉(zhuǎn)化按成可用于電子測量的小信號，利用專用的電能測量芯片將變換好的電壓、電流信號進行模擬或數(shù)字乘法，并對電能進行累計后輸出頻率與電能成正比的脈沖信號；脈沖信號驅(qū)動步進馬達帶動機械計度器顯示，或送微型計算機處理后進行數(shù)碼顯示。

三 電能表檢測中產(chǎn)生的誤差的分類

電能表體現(xiàn)出來的誤差可分為基本誤差（最大允許誤差）和附加誤差兩種形式。由國家規(guī)定的技術(shù)檢定規(guī)程要求的環(huán)境下產(chǎn)生的相對誤差可稱為基本誤差（最大允許誤差），基本誤差屬于法定要求賦予儀器的特性體現(xiàn)，該特性歸納為一個被規(guī)定的數(shù)值區(qū)間，只要電能表的誤差特性在該區(qū)間內(nèi)即可視為合格項，相反超出該區(qū)間則判斷為不合格項；在實際運行中產(chǎn)生的一些影響量附帶產(chǎn)生的誤差（如電壓、溫度、電流、頻率和檢定裝置等不同條件引起的新的誤差）和外在因素（例如安裝電能表的位置不垂直產(chǎn)生的新的誤差）稱為附加誤差。附件誤差多半因為規(guī)定的檢測環(huán)境或影響量沒有達到規(guī)定的技術(shù)檢定規(guī)程要求而產(chǎn)生，新增加的誤差疊加在基本誤差上有可能破壞原有法定賦予的合格的誤差特性，偏離了原有的數(shù)值區(qū)間導致檢測的不合格項的產(chǎn)生。因此需要對這些影響量進行分析并采取改善措施。

四 電能表在檢測中產(chǎn)生附加誤差的原因

由電能表外觀產(chǎn)生的誤差：型式結(jié)構(gòu)差異體現(xiàn)在尺寸、結(jié)構(gòu)、材料、顏色等幾個方面。在排除外觀結(jié)構(gòu)上的差異和材料對其造成的影響，而在某些智能電能表中會因為內(nèi)部的電池充放電過程中出現(xiàn)電能損耗及電池欠壓引發(fā)計量芯片受到干擾，可能在讀寫總電量時引發(fā)電量數(shù)據(jù)的錯誤

由互感器產(chǎn)生的誤差：互感器的二次容量包括外接導線電阻、線圈阻抗、接觸電阻。因此其中一個方面設置參數(shù)不當時很容易造成附加誤差；其次，互感器還會因為二次繞組時消耗勵磁，鐵芯產(chǎn)生磁流的過程容易出現(xiàn)誤差；在使用過程中，互感器出現(xiàn)過高負載或過低負載，不符合額定負載時也容易產(chǎn)生附加誤差。

由二次回路產(chǎn)生的誤差：二次回路誤差也是電能計量裝置產(chǎn)生誤差的主要原因之一。二次回路的輔助電路、繼電器與斷路器都裝置了接觸電阻，在互感器產(chǎn)生功率時，就會出現(xiàn)電壓降，當電壓降使功率與第二次回路的電壓不相符時，就會造成誤差；例如，當不正確地進行壓感器二次連接時，會使得二次回路的電壓降范圍高于額定電壓，從而出現(xiàn)新的誤差。

由接線盒異常產(chǎn)生的誤差：一般由于接線部位的金屬片因長時間出現(xiàn)氧化現(xiàn)象，造成接線端虛接、松動或由此導致的接觸不良，從而產(chǎn)生附加誤差。

五 減少電能檢測中誤差的產(chǎn)生采取的措施

減少電能表誤差需要增強管理，管理可以分為前期和后期兩個階段，前期包括監(jiān)控、預警、判斷處理等；后期是相對應的措施改善。前期的監(jiān)控、預警和判斷重要在于數(shù)據(jù)收集：建立運行電能表故障數(shù)據(jù)庫，需要收集分揀系統(tǒng)、質(zhì)檢試驗室數(shù)據(jù)、運行區(qū)域數(shù)據(jù)、系統(tǒng)中數(shù)據(jù)信息。電能表數(shù)據(jù)庫具有數(shù)據(jù)量大、信息準確、同步更新、不斷完善等重要特點。電能檢測的實時性和重要性，對處理誤差的時效性和可靠性尤為重要，對產(chǎn)生的誤差分析得越合理、越準確，越能減少誤差帶來的經(jīng)濟損失；同時，故障分析結(jié)果也可以起到一定的預警作用，從而及時排除隱患。因此，判斷分析是電能表故障處理的重點內(nèi)容之一。

在監(jiān)控的同時定期保養(yǎng)維電能檢測裝置，對其期間核查做穩(wěn)定性考核，以保證電能檢測裝置及其二次回路的正常運行；合理配置互感器：靈活關系配比計量倍率，一旦儀器更改，核對參數(shù)后應及時重新計算和審核倍率，以確保數(shù)值準確。

生產(chǎn)過程中加強型式檢測對電能表的要求，測量項目要求完全符合性能試驗項目，同時在材質(zhì)和負載開關性能上增加技術(shù)說明，強調(diào)其負荷的技術(shù)性能的描述；在元器件和PCB內(nèi)部設計要求明確，對生產(chǎn)的電能表的材質(zhì)進行檢測與核對，對電氣安全性能、環(huán)境適應性和穩(wěn)定性，以達到電能表全性能的檢測和型式評價實驗合格的生產(chǎn)期望。

結(jié)語

通過實施電能表型式批準對電能表生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)材料及技術(shù)進行監(jiān)管，從源頭上保證電能表的量值準確；在使用前嚴把電能表“檢定關”，所有使用于貿(mào)易結(jié)算用的電能表，必須經(jīng)過有資質(zhì)的計量檢定機構(gòu)強制檢定合格后，才能安裝使用。電能表強制檢定需經(jīng)過兩道程序，首先是使用自動化的電能表計量檢定流水線對所有電能表逐個進行檢定，剔出不合格的電能表，然后再用人工方法按照一定比例對經(jīng)過自動化檢定流水線檢定合格的電能表進行復核檢定，而這個過程中需要符合國家檢定規(guī)程的要求，減少人為出現(xiàn)的錯誤，合理配置計量器具確保計量檢測量值準確、公正才能保障電能使用同時進行科學統(tǒng)計和分析其誤差，為節(jié)能減排工作提供準確數(shù)據(jù)。

參考文獻：

[1] 全社會用電量數(shù)據(jù)來源：中華人民共和國國家能源局網(wǎng)站http：//www.nea.gov.cn/

[2] 王鱺，淺析電能計量裝置誤差原因及準確度提高[J]，《科技資訊》，2019年第7期35-35，37

[3] 徐向波 陳建福，電能表誤差引起的退補電量計量[J]，《電世界》，2015年第6期20