电能计量的主要问题及对策探析

叶云方

（台州路桥供电局，浙江 台州318050）

1 电能计量的基本概念及意义

电能计量主要是指在电网经营中通过相应的计量装置计算出电能的数量。根据计量结果可制定电能生产计划，同时也能为经济核算、计收电量提供有力依据。可以说，电能计量是电力生产、销售以及电网安全运行的重要环节。

我们的生活与电能密不可分，因此电能计量不仅关系着电力企业的经济效益和安全运行，同时还影响着整个国家的经济效益和社会效益。随着我国国民经济的快速增长以及人民生活水平的不断提高，人均用电量与日俱增，再加上能源危机日益严重，这些都使得人们对电能计量的关注度越来越高。精确有效的电能计量结果不仅能帮助我们控制耗电量，提高电能利用率，还可使我们通过制定电能消耗定额的方式节约电力资源。

2 电能计量中的主要问题

电能计量是电力企业进行经济核算的重要依据，因此对计量结果的精确度有着非常高的要求。但在实际操作中，计量装置的误差或工作人员的失误等原因会降低电能计量的精确度和有效性。以下对电能计量中的常见问题进行具体分析：

2.1 电能计量装置运行中出现的问题

在发电、供电以及用电环节中装设有大量电能计量装置，这些装置包括各种类型的电能表、计量使用的电压表、电流互感器以及二次回路、电能计量箱等。它们的使用对电能计量结果有十分重要的影响，因此一旦电能计量装置在运行过程中出现问题，必将会影响到计量结果的精确度和有效性。现阶段电能计量装置运行中常见的问题是忽略了一次回路和二次回路对电能计量产生的影响。在电力系统中，一次设备是指直接用于生产、输送、分配电能的电气设备，包括发电机、电力变压器、断路器、隔离开关、母线、电力电缆和输电线路等，其是构成电力系统的主体；二次设备是指用于对电力系统及一次设备的工况进行监测、控制、测量、调节和保护的低压电气设备，包括测量仪表、继电保护和安全自动装置、通信设备等。其中，由一次设备相互连接构成发电、输电、配电或进行其他生产的电气回路，称为一次回路；由二次设备互相连接，构成对一次设备进行监测、控制、调节和保护的电气回路称为二次回路。如果在电能计量过程中不重视对一次回路和二次回路的电能控制，就会进一步增加偷电、漏电的几率，给电力企业造成巨大的经济损失。

2.2 谐波对电能计量的影响

谐波是指一个周期电气量的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍。谐波的产生是由电力系统中的某些设备和负荷的非线性特性造成的，而谐波不仅会使电能质量下降，还会影响计量仪器、测量装置以及继电保护装置等电气设备。

本文主要研究谐波对电能计量表造成的影响，按照电能计量表的工作原理可以将其分为感应式计量表和电子式计量表2种。感应式计量表是通过电压回路和电流回路各自产生的磁场力的作用来进行电能计量的，这种计量表的工频范围很窄，容易造成计量误差。对于线性用户而言，感应式计量表的计量结果不仅包括基波电能，而且还涉及部分谐波电能，给消费者带来一定量的经济损失；对于非线性用户而言，用户在消耗谐波的同时还会把剩余谐波输送给电网，此时基波潮流方向与输入电网的谐波潮流方向正好相反，因此会抵消用户的实际使用量，降低电力企业的经济利益。电子式计量表主要是通过模拟乘法器来计算电能的，具有宽频带响应功能，而且相对于感应式计量表而言，它能够更为准确地计量谐波电能和基波电能。

2.3 电能计量装置产生的误差

对于任何一个计量设备而言，计量过程必将伴有误差的产生。而电能计量装置产生的误差主要分为电能表误差和二次导线降压误差2种。其中，电能表由于功率因数和负载电流的变化给电能计量造成一定的影响，从而降低了计量精度，这种误差被称为负载特性误差。此外，电能计量表在使用过程中产生的误差或使用不当引起的误差，对于电能计量结果的影响也是不容忽视的。二次导线降压误差主要是指电流通过熔断器、开关以及导线阻抗等设备的接触电阻，会造成二次电流在线路上发生压降以及角度变化，引起电压互感器产生误差，从而降低电能计量的精确度和有效性。

3 电能计量主要问题的解决对策

（1）改进计量装置。通过对电能计量装置运行中出现的问题进行分析可知，由于计量箱的一次线和二次线入线口经常暴露在外，不仅给电能使用埋下巨大的安全隐患，而且还增加了偷电几率，再加上工作人员的接线失误也会影响到电能计量的结果，因此有必要对电能计量箱进行改进。具体包括将电流互感器、各种类型的电能表、计量使用的电压表以及计量箱铸成一个整体，并且对一次线和二次线的入线口进行密封处理，将接线端子隐藏起来。这样不仅能提高电能使用的安全性，而且还能彻底杜绝偷电、漏电的发生。

（2）减少谐波对电能计量的影响。针对谐波对电能计量的影响，具体可采取以下措施：1）对电能计量表进行技术革新，使其不对谐波的功率做出任何反映，只反映基波的功率。例如通过高阶低通滤波器对高次谐波进行过滤，从而得到基波的有效功率。对于感应式电能计量表而言，可以通过交流滤波器进行滤波；而对于电子式电能计量表，则可通过低通滤波器帮助滤波。这种方法不仅操作简单，而且计量方式也比较合理，因此具有广阔的应用前景。2）可以通过区分基波与谐波的潮流方向，然后分别对谐波功率和基波功率进行计量。例如将工频基波电能表和宽频带功率电能表进行合理搭配，不仅可对谐波和基波的潮流方向进行有效测量，还能计量出谐波功率和基波功率。这种方法对成本要求较高，而且技术难度大，因此有待进一步研究。

（3）降低电能计量装置误差。虽然误差是无法绝对避免的，但是我们可通过有效的途径降低误差对电能计量结果产生的影响。通过计算电流回路的负荷，选择合适的电流互感器，避免由于电流互感器选择不当对计量结果造成的影响。为了有效降低二次导线降压产生的误差，可根据DLT448—2000《电能计量装置技术管理规程》中的有关规定，在35 kV及以下的电压互感器二次回路中禁止装设熔断器或隔离开关辅助接点，避免由于熔断器故障以及隔离开关辅助接点接触不良对电能计量结果造成的影响。此外，还应注意人为因素造成的误差。加强对电能计量从业人员的技能考核和管理，最大限度地降低接线和操作失误对电能计量的影响。具体可以通过完善员工的技能培训机制，定期、定量对电力企业员工进行技能指导和业务提升。同时还应注意对员工个人素质的培养，提高电能计量工作人员的职业道德以及专业技能水平，使其在电能计量中能按规程操作，从而提高计量精度。

（4）提高计量装置选择的精度。现阶段电能计量装置使用的是精度为±0.5%的电能表，如果将精度提高到±0.2%，每年就可以减少40亿×0.3%＝1 200万kW·h的用电量。目前，使用电子式互感器以及数字化计量装置可有效解决传统计量设备精度低的问题。电子式互感器主要运用电磁、光电转换原理，包括传感器、传输系统以及二次转换器，具有模拟量输出或者数字量输出功能，能够很好地适应大电流以及高压工作环境。此外，使用数字化计量装置通过光学和电子学原理进行电能计量，并且拥有独立的工作电源，有效避免了由于存取电带来的计量误差，而且数字化计量装置还具备通信数据分析功能，不会受到温度、湿度以及磁场等外界因素的影响，对由于通信传输而导致遗漏的数据可以进行容错处理，最大限度地提升了计量结果的精确度和稳定性。

4 结语

综上所述，电能计量不仅是电网经济核算的重要依据，而且对我们的日常工作和学习也有非常重要的影响。目前我国正处于经济建设的快速发展期，对能源的需求量不断加大，因此必须提高能源的利用率，节约能源，同时对电能计量也应有更为严格的要求。本文就现阶段电能计量中常见的问题进行了剖析，并结合笔者多年的经验总结出一些防范对策和改进意见，以期为相关单位提供借鉴。

［1］罗松涛.谐波背景下电子式电能计量误差量化分析［D］.郑州大学，2012

［2］罗志坤.电能计量在线监测与远程校准系统的研制［D］.湖南大学，2011

［3］熊学海.电能计量实时仿真系统研究［D］.重庆大学，2011

［4］张旭.电能计量现场分析和专家化管理［D］.浙江大学，2011