低壓三相電能計量裝置的誤差分析及改善措施

摘要：長期以來，低壓三相電能計量裝置不規范、不合理等缺陷對電能計量造成一定的誤差，給電力企業造成了較大的經濟損失。文章通過分析電能誤差的成因，探討改善的措施，從而減少電能損失，提高電力企業的運營管理水平。

關鍵詞：低壓三相電能；計量裝置；誤差分析；改進措施

中圖分類號：TM930文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2012）24-0115-03

1概述

電能計量裝置是電力系統中計量電能的重要設備，它的準確性直接關系到電力系統的經濟效益。當前，市場經濟迅猛發展，國家電力系統對電能計量裝置的準確性要求越來越高。這就需要對電能裝置出現誤差的原因進行分析，提出有效地改善措施，減少電能損失。

三相電能計量裝置主要由電壓互感器、電流互感器、電能表和二次接線等部分構成，電能計量裝置各部分的配置對電能計量的準確性有直接影響。

2誤差成因分析

2.1電能計量裝置的選擇或使用不當

電能計量裝置選擇和使用不當，將會造成較大的計量誤差。一是對電能表的選擇和使用不當。電能表是計量某段時間通過電路的電能。因此，在配置電能表時，必須嚴格按照相關的要求，選擇合適的電能表型式。如采用三相三線二元件的電能表計量三相四線系統的有功電能，就會產生計量誤差。二是對電流互感器的準確度等級選擇不當，將會造成誤差。在選擇電流互感器的準確度等級時，盡量選擇S級（寬負荷）的電流互感器。若將S級的電流互感器和一般的互感器混為一談，會造成電能計量的誤差。下面我們以0.5級電流互感器和0.5S級電流互感器為例，作一下電流計量誤差極限值比較（見表1）。

由表1可以看出，在低負載的條件下，0.5S級電流互感器計量電能的準確度要遠遠高于0.5級電流互感器。三是電流互感器變比選擇不當，也會造成電能計量的誤差。在選擇電流互感器變比時，電力工作人員往往會按照用戶裝見容量或者按照配變額定容量來選擇，而不是根據實際用電的負荷進行選擇。

2.2三相四線電能表中性線線段鈕接觸不牢固

由于電力系統工作人員的疏忽，在進行三相四線電能表的接線工作時，極容易造成電能表的中性線線段鈕接觸不牢固、中性線斷開等問題，但是這些問題又是不容易被發現的。在這種情況下，電能表的電壓線圈公共接點相對于中性線將會產生懸浮電壓，有時這部分懸浮電壓能高達10V，所以電能表的電壓和負載的實際電壓并不符合，將會產生電能的計量誤差。

2.3互感器二次負載較大

實際運行中的大部分互感器二次無電能計量專用回路和測量回路是共用一組繞組，這就容易造成互感器二次負載較大，從而影響電能計量的準確性。以電壓互感器二次負載對比差和角差有的影響為例，如圖1所示，當一次電壓不變時，比差和角差隨二次電流的變化而變化。同樣電流互感器二次負載對比差和角差也有影響，最終加大電能計量的誤差。

2.4電能計量裝置安裝不合格

由于一些電能計量裝置的安裝沒有按照統一的標準，施工管理不恰當，再加上對安裝工藝要求不嚴格，也經常造成電能計量的誤差。如接線不牢固，使接觸電阻值增大，從而使電流互感器的外接負載加重，增大了電能計量的誤差。

2.5自然環境溫度的影響

自然環境的變化會造成溫度的改變。溫度改變后，感應式電能表的制動磁通、電壓和電流的工作磁通以及相位角都會發生相應的變化，引起計量的誤差。該誤差不僅包括幅值溫度誤差，還包括相位溫度誤差。低壓電能的計量點一般會設在戶外，冬季的氣溫基本在－10℃～30℃之間。因此，在冬季電能計量裝置的誤差值往往超過規定的范圍。

3改進計量裝置的手段和措施

3.1完善電能計量裝置

電能計量裝置是電力系統中計量電能的重要設備，完善計量裝置，才能確保電能計量的準確性。要完善電能計量裝置，可以從以下幾個方面入手：一是選擇高精度、多功能的電能表。由于科學技術的發展，多功能的電能表日趨完善，誤差較為穩定。二是根據電壓、電流互感器的誤差，合理進行組合，使互感器的合成誤差降到最低值。組合時要堅持盡可能配用電流互感器和電壓互感器的比差符號相反，大小相等；角差符號相同，大小相等這樣的原則。三是根據電壓互感器二次回路的實際情況來選擇互感器二次導線的長度、截面。四是盡量使電能計量裝置標準化、統一化，減少因設計或選擇不合理、接線不規范、計量裝置安裝工藝不合格等情況而引起的電能計量誤差。

3.2采用正確的計量方式

正確的計量方式對計量電能有重要的作用，可以有效提高計量的準確性。因此，針對不同的用戶，我們可以采用不同的計量方式。首先，針對一般動力用戶或者綜合配電變壓器低壓出口的用戶，我們可以采用三相四線Y型接線的電能計量方式。其次，針對排灌或加工等純動力負荷的用戶，我們可以采用三相三線V型接線的電能計量方式。最后，對于農村綜合配電變壓器低壓出口，可以采用三塊單相電能表計量。這樣不僅操作、校驗方便，而且若其中一相電能表發生故障，并不影響其他電能表的正常工作。另外，使用三塊單相電能表可以直接了解到配變臺區三相負荷是否平衡，從而做出分析和調整，提高電能計量的準確性。

3.3確定電流互感器的額定容量

電流互感器允許有一定的誤差，但該誤差是有限值的。保證電流互感器在誤差值在規定范圍內，必須滿足以下條件：一是二次負荷要在額定負載的25%～100%的范圍內；二是二次負荷的功率因數是0.8或1；三是頻率是額定的頻率。滿足上述三個條件，電流互感器的誤差才能在限值內。對電流互感器的誤差影響最大的就是二次負載，因此，要使二次負荷滿足上述條件，確定電流互感器的額定容量，減小電能計量的誤差。

3.4調整配變臺區負荷的平衡度

負荷不平衡會加大電能計量的誤差，將會影響電能計量的準確性。如在三相四線系統中，負載是很難達到平衡的狀態，若在不平衡的狀態下，進行電能計量，就會造成很大的計量誤差。因此，必須要調整配變臺區負荷的平衡度。對一些負荷不平衡的配變臺區，可以采取三相負荷的辦法，從而使負荷基本達到平衡，減少電能計量的不平衡誤差。

3.5開展電能計量裝置綜合誤差分析的工作

把投入使用前的電壓互感器、電流互感器合成誤差，電壓互感器二次回路壓降誤差等一些誤差通過統計、計算形成不同的數據表。這樣在每次進行校檢時，都可以對照數據表進行相應的調整，從而使電能計量的綜合誤差降到最低。如在校檢電壓互感器、電流互感器的合成誤差時，發現誤差和數據表中記錄的相差甚遠，就需要對計量裝置等進行檢查，從而調整到正常的誤差限值內。另外，也要按照規定做好電能表、互感器等的周期檢驗和輪換工作，確保電能計量的準確性。

4結語

電能計量裝置是電力市場中電量數據的來源，是電力市場正常運行的基礎。當今社會電能計量裝置的數量大、分布廣，電能表和互感器更是種類繁多，并且在設計、選擇和安裝的過程中，都會產生一些不利因素影響電能計量的準確性。因此，電力企業部門必須認真分析電能計量產生誤差的原因，完善電能計量裝置，做好施工接線工藝和電能計量裝置運行的研究工作，從而確保電能計量裝置可靠、準確的運行。

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作者簡介：彭杏芳（1972-），女，廣東河源人，供職于廣東電網公司河源供電局，研究方向：電能計量。

（責任編輯：周瓊）