智能電能表計量裝置運行誤差分析及狀態評價方法研究

高磊

（黑龍江龍電電氣有限公司，黑龍江哈爾濱，150001）

1　電能計量裝置運行誤差分析

（1）安裝不規范:從宏觀角度看，電能計量裝置最基本的誤差問題體現于安裝階段，工作人員未能考慮互感器的合成誤差，進而造成后續的檢測問題，干擾電力系統工作。

（2）現場檢驗工作不嚴謹:電能表安裝完畢后，工作人員并未反復檢查，其中針對產品性能、運行狀態以及負載狀況的檢查較少，并且未能考慮接線以及內部容量問題，致使已經損壞的電能表依然用于計量，導致電力系統故障。

（3）用戶負荷的影響:我國是人口大國，因而用電規模龐大，尤其是用電高峰階段，區域用電量會急劇上升，導致電能流量大幅上漲，進而出現滿負荷狀態，區域電流不穩定，部分負載電流停留于額定電流的百分之30之下，最終產生計量誤差。

（4）電能表誤差分析:第一，制作工藝誤差:電能表從出廠開始便存在些許誤差，材料、零件、工藝水平等因素，均會影響電能表的質量問題，從而干擾計量精度。第二，不當使用誤差:電能表的正常工作是以內部線路為保障，若線路不規則或者使用方法錯誤，便會造成計量誤差，雖然看似誤差保持在較低水平，但考慮電流倍數，便會產生較大誤差。

（5）互感器誤差分析:互感器是內部零件，其分為電流與電壓兩種，若想維持電能表的計量精度，便需要考慮電流互感器與電壓互感器的不穩定因素，確保二者合成符合相應規定。第一，倍率選擇不正確:小電流工作背景下，電流互感器會受磁通密度的影響，如果密度低于一定程度，則會產生計量誤差。第二，二次容量選擇不正確:若電流互感器二次回路導線阻抗是二次負荷阻抗的組成部分，則對于負載過大的用戶，電能表計量誤差較為顯著。第三，二次負荷與功率的控制:二次負荷以及二次功率是保證電流互感器正常運行的重要因素，通常二次負荷范圍為百分之25至百分之100，二次功率范圍為0.8至1。第四，計量專用回路:如果互感器的計量回路與測量回路使用同一繞組，便會使計量裝置受到較大的負荷，從而造成計量誤差。第五，二次負載因素:額定功率與實際功率的性能因子應當保持一致，若二者差距過大，便會造成計量誤差。第六，電流互感器與電壓互感器應科學匹配，否則造成合成誤差增大。

（6）二次回路誤差分析:電壓互感器的電流會以此經過電纜電阻、節點電阻等部位，進而使互感器與電能表的接觸點出現電位差，可能造成計量誤差。其中，線路的材料、直徑、長度、接線方式等因素均會影響誤差大小。

（7）線路工況和電網環境影響:除電力系統內部因素外，外界環境因素也干擾電能表計量工作，例如：溫度、濕度、磁場等，其全面影響計量誤差，甚至工作人員難以獲取實際工況數據，無法評價電能表運行狀況。

2　電能計量裝置運行誤差的改進措施

（1）規范安裝電能計量裝置

由于安裝工作屬于基礎工作，其受人為影響較大，因此規范安裝流程極有必要。要求工作人員掌握充足的專業知識，提前勘察工作環境，以設計標準為工作依據，清理周邊垃圾以及灰塵，事先調試電能表參數，當安裝完畢后再次測試，如果發現運行異常，則根據問題采取針對性對策，及時糾正，保障電能表正常工作。

（2）確定電流互感器的變比

工作人員需要事先考察用戶的用電狀況，例如：用電量、用電規模、住宅類型等，事先預計負載狀況，預測電能變化區間，調整互感器內部因子。其中，選擇合適的互感器以及保證變比是重要環節，從而避免非正常狀況下的計量問題，進而保障群眾的正常生活以及電力企業的經濟利益。

（3）提升現場檢驗水平

當電能裝置開始運行后，工作人員需定期勘察裝置狀況，根據用戶的需求變化來調整內部接線，并周期性評估計量性能，嚴格遵守相關規定，將工作流程記錄并存儲至數據庫，便于日后查閱以及追責。

（4）對線路進行合理改造

線路改造需遵守國家相關規定，不僅不能與原先線路差距太大，影響其他基礎設施，而且需要保證設備的穩定輸出。工作人員應先從宏觀角度了解電壓實際檢測范圍，再從微觀角度改進電力計量統計方式，保證電能表在多種電力狀況下依然正常運行。

3　狀態評價方法

（1）狀態量構成及權重

第一，狀態量:所謂狀態量是指評價指標，其大致包括運行數據、設備參數、外界環境三類。上述內容細致劃分為環境顆粒物濃度、磁場水平、環境溫度以及濕度、電壓、電流、負載等。第二，狀態量權重:所謂權重，是指將各類因素按一定比例合理分配，以因素對運行狀態產生的影響程度為分配依據。目前，將影響程度分成四類，權重范圍1-4，系數范圍由1-4。第三，狀態量劣化程度:劣化背景下，狀態量針對電力系統的影響分成1-4級，分別扣除2分、4分、6分以及8分。第四，狀態量扣分值:根據劣化水平以及狀態量權重為評價依據，扣除相應分值評價運行狀態，扣分值計算方式為基本扣分值與權重的乘積。

（2）運行狀態

目前，將計量裝置分成四類運行狀態，包括：正常、注意、異常以及嚴重。正常狀態是指所有因素保持在規定范圍內，計量裝置順利運行。注意狀態是指單個或者部分狀態量略為產生偏差，但依然處于可控范圍內。異常狀態是指存在狀態量超過或者無限接近臨界值，需要工作人員采取監視并及時檢測。嚴重狀態是指存在狀態量超過臨界值，需要工作人員立即采取措施。

（3）狀態評價

目前，狀態評價包括部件與整體兩類。

表1　部件評價方式

PT ≤20 ＜10 ＞20 10-20 20-30 ＞30二次回路 ≤12 ＜10 ＞12 10-20 20-30 ＞30

電能計量裝置整體狀態評價:如果所有部件呈現正常狀態，則整體狀態評價為正常，否則，為嚴重狀態。

（4）電能計量裝置檢驗策略

科學技術的進步促進設備質量的提升，因而計量精確逐漸提高，但如果采取現有的評價標準進行現場勘查，存在一定安全隱患，造成經濟損失。因此，我們希望針對性勘察，減少安全隱患并提高經濟效益。

表2　狀態檢驗策略表

4　結語

本文詳細分析電能計量裝置運行誤差的影響因素以及狀態評價內容，并提出全新的誤差彌補措施以及狀態評價方法，以期提高電能表計量精度。