浅析电能表检定的方法

周 广

（茂名市质量计量监督检测所，广东 茂名 525000）

浅析电能表检定的方法

周 广

（茂名市质量计量监督检测所，广东 茂名 525000）

电能表正常使用和人民的生活息息相关，而电能检定是电能计量的重要手段，必须定时对电能表进行检定，才能保证电能计量的准确性和可靠性。文章通过电能表的检定方法对标准电能表法和瓦秒法的比较进行了分析。

电能表；瓦秒法；标准电能表法；检定

随着高新技术尤其是电子信息技术的飞速发展，电子式电能表已广泛应用于电能计量和计费工作中，对电子表的计量检定工作也日益增多。电能作为一种能源，以其效率高、污染少、控制方便等独特性质被广泛应用于工农业生产、国防、科技和日常生活中。如何更有效地合理使用能源，首先要解决的是能源计量仪表的准确可靠。电能检定是电能计量的重要手段，要保证电能计量的准确可靠，必须定时对电能表进行检定。同时还需要熟悉掌握电能表的几种检定方法。

电能表的主要检定方法有两种：一种为标准电能表法；另一种为瓦秒法（瓦秒法又分为定时测圈法和定圈测时法）。

1 标准电能表法

标准电能表法也叫标准表法、同步比较法。检定时，用一块准确度等级比被检表高的标准电能表和被检表同时去测量同一电能，用彼此的差异来确定被检电能表的误差。检定原理简化线路图，见图1。

图1 检定原理简化线路图

图中，Kwh0：标准电能表；Kwhx：被检电能表。

当用被检电能表转完一定圈数而停住标准电能表的方法检定时，被检表的相对误差r（%）为：

式中，n：实测转数（即被检表转 N转时，标准表的实际转数）；

N0：算定转数，或称理论转数（即被检表没有误差转完N转时，标准表应转的转数）。

式中，N：被检表转过的圈数；

C0：标准电能表常数，r/k·h；

Cx：被检电能表常数，r/k·h。标准表法检定误差主要来源：

1.1 标准电能表本身的误差

检定时，应注意自热特性对测量误差的影响。标准表接通电源后，也会消耗电能，引起各部件发热，使误差在一定时间内发生较大的变化。通常规定电压线圈加额定电压的时间不应少于 60 min，电流线圈通过标准电流的时间不应少于 15 min（0.1～1级电能表不少30 min），进入稳定状态时，方能进行误差检定工作。为了保证标准表的准确度，检定时工作电流不应低于额定值的50 %，功率因素cosθ 不应低于0.5。为此，可以检定装置中配备1.0级以上量程标准电流互感器，以保证在满、中、低负载下，通过标准表的负载电流接近额定值。

1.2 人为误差

人为误差主要表现在操作人员起停电能表时所带来的误差和读数误差。标准表的起动和停止，是靠接通或切断它的并联电路实现的。接通电能表并联电路时，圆盘转动线速度按某一指数规律由零增至稳定速度 v；切断电能表并联电路时，由于惯性作用，圆盘还要转动一个角度。

1.3 检定装置的误差

检定装置的误差由检定装置内的标准表、辅助设备和测量方法（测量电路）、环境条件、操作水平及其他随机因素共同作用下产生的。

结论：用标准电能表法检定，它是利用标准电能表的读数判断被检电能表的数值，比较直观、快速且设备简单、操作容易、测量时间短，缩短了操作过程，降低了劳动强度。测量准确度主要取决于标准电能表的准确度等级。检定时，标准表与被检表处于同步状态，所受外界影响大致相同，能主动减弱外界因素所产生的附加误差，所以对电源稳定性、检定环境要求大为放宽。标准电能表法广泛应用于生产过程中的检定的出厂检定。

2 瓦秒法

用标准功率表测量调定的恒定功率，同时用标准测时器测量电能表在恒定功率下转若干转所需的时间，这段时间与恒定功率的乘积所得到的实际电能，与电能表测定的电能相比，即能确定电能表的相对误差。

2.1 定时测圈法

这种检定法中，时间是预先规定值，而后由被检表的实际转动圈数确定其误差。其简化线路图，见图2。

图2 简化线路图

图中，W0：标准功率表；KWh：被检电能表；K1、K2：开关。

式中，n：实测转数，即在选定的时间t（s）内电能表在恒定功率下所转的转数；

n0：算定圈数（不应少于4转），即假定电能表没有误差时在恒定功率P（w）和选定时间T（s）内应当转的转数；

式中，C：被检电能表常数；

P：加在电能表上的实际功率（w）；

t：选定时间（手动控制标准测时器，t应不少于150s）；

Kl、Ky：电能表铬牌上的标注电流、电压互感器的额定变比，未标注者为1。

2.2 定圈测时法

这种检定方法中，圈数是预先规定值，而后由被检表转过这些圈数之后所耗的时间来确定其误差。其检定简化线路图，见图3。

图3 检定简化线路图

其误差为：

式中，t：实测时间（s），即电能表在恒定功率下转N转时标准测时器测定的时间；

T：算定时间（S），即假定电能表没有误差时在恒定功率下转N转应需要的时间（如用自动控制，则算定时间由电能表转1转所需的时间确定）；

N：选定电能表的转数。

手动控制标准测时器，算定时间T不应少于规定时间，同时电能表在任一负载下的转数不应少于2转。

定时测圈法，它是利用标准功率表测量调定的恒定功率，而用标准测时器测量给定的时间 T（S），其误差是通过实际转动的圈数来确定的。检定时的情况接近于电能表的实际使用情况，电能表的指示数的读取一般是通过启动和停止圆盘或指针的转动来实现的。

定圈测时法的优点是可以减少读数误差，因为其检定误差是通过时间差来计算的，而测量时间的标准测时器，其准确度较高，读数误差较小。

用瓦秒法检定电能表，其系统误差主要来源于装置误差、人为误差和外界条件变化带来的附加误差。

瓦秒法检定时，外界因素带来的附加误差主要表现在：①电压变化的影响；电源电压发生变化时，将引起电压铁心自制力矩和补偿力矩的变化，加上电压铁心非线性影响，使电能表产生附加误差。因此检定时必须有稳压电源。②温度变化的影响；环境温度发生变化时，制动磁钢的磁通、电压线圈及相位补偿装置的电阻、铁心的磁阻均会产生相应的变化，并引起制动力矩、电压和电流工作磁通及其相位的变化。③倾斜度的影响电能表偏离垂直位置运行时，作用在转动元件上的侧压力、摩擦力矩和转盘与制动磁铁间的相对位置都会改变，电能表的相对误差也随着改变。

3 结束语

通过电能表的检定方法对标准电能表法和瓦秒法的比较，用瓦秒法（定时测圈子法和定圈测时法）检定，必须具备一定稳定度的电源。同时，对其他测试设备的要求也很严格，且工作麻烦，效率不高，但检定的准确度较高。它主要应用于0.1、0.2、0.5级携带式标准表的检定。

1 赵增隆、马坤.电能表检定中若干问题的探讨［J］.中国计量，2010（06）

2 赵增隆、姚志.电能表严重超差时的误差处理方法［J］.中国计量，2010（10）

Analysis of Electrical Energy Table Examination Method

Zhou Guang

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TM933.4

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1000－8136（2011）06－0046－02