浅谈电能表检测误差的相关问题

颜志辉 林晓锋

摘 要：电力是现代社会不可或缺的重要能源，2018年我国全社会用电量已达到68449亿千瓦时。为维护贸易公平，电能计量和电能计量管理一直是法制计量监管的重点。目前普遍换装了电能表，电能计量准确性不断提高，电能表在电路中的作用是测某一时间内用电量，通过这一时间的电能以及电能表工作的电压，以求出这一段时间内的平均电流及功率。电能表在运行中可能受到多种因素的影响产生计量差错，由于电能表自身设计的局限和一些外在不稳定因素的影响，在计量检测过程中容易产生误差，这些额外的误差数据会严重损害供电企业和用户双方的利益。电能表计量检测的准确性有利于保障用户和供应企业之间的公平性，所以对电能表计量误差进行分析并找出不良的原因，提出改善的建议，对促进电能表的良性使用具有重要的意义。

关键词：电能表；检测；误差

引言

电能表主要用来实现对电网电能量数据的远程自动采集、存储、传送和统计、计费等功能，是电网经济运行、科学调度和考核结算的基础。如果对电能表的检测管理不当，将在经济效益、调度决策等方面带来不良后果。同时，由于电能表自身软硬件体系结构的复杂性以及外界因素的不确定性，发生误差是不可避免的，对电能表不良因素的处理具有明确的现实需要。

一 电能表在电能计量检测中的作用

电能的计量包括含电能标准的建设，电能计量标准器具的溯源，电能计量器具安装前的检定、电能计量装置安装后的现场检验和使用中的周期检测；出现计量纠纷时进行的仲裁检定等检测计量过程。而由电能计量装置来确定电能量值的一组操作，就是为了实现电能量单位及其量值准确、可靠的一系列活动。电能计量装置的主要部件包括有：计量用电流互感器、电压互感器，电能表，互感器与电能表之间的二次回路。对电能计量装置会进行管理的目的是为了保证电能计量的准确、和保障电能计量装置运行的安全可靠。当电路中电压电流超过电能表规定量程时，电能表就不能直接接入电路计量电能。而是需要通过电压互感器和电流互感器来扩展电能表电压和电流的测量能力，经过测量用电压互感器或电流互感器间接接进电路，以测量高电压和大电流线路上的用电量。

二 现有市场使用的电能表的分类及其工作原理

电能表种类繁多，按相线划分为：单相电能表、三相三线电能表、三相四线电能表；按用途分为：有功电能表、无功电能表；按工作原理分为：机电式交流电能表、静止式交流电能表。

机电式交流电能表其工作原理为：根据电磁感应原理，电能表通电时，在电流线圈和电压线圈产生电磁场，在铝盘上形成转动力矩，通过传动齿轮带动计度器字轮计数，电流电压越大，转矩越大，计数越快，用电越多。铝盘的转动力矩与负载的有功功率成正比

静止式交流电能表也称为电子式电能表，由电压电流接口、时钟模块、EEPROM模块、液晶模块、键盘处理模块等组成，是利用电子电路、芯片来测量电能；用分压电阻或电压互感器将电压信号转换成可用于电子测量的小信号，用分流器或电流互感器将电流信号转化按成可用于电子测量的小信号，利用专用的电能测量芯片将变换好的电压、电流信号进行模拟或数字乘法，并对电能进行累计后输出频率与电能成正比的脉冲信号；脉冲信号驱动步进马达带动机械计度器显示，或送微型计算机处理后进行数码显示。

三 电能表检测中产生的误差的分类

电能表体现出来的误差可分为基本误差（最大允许误差）和附加误差两种形式。由国家规定的技术检定规程要求的环境下产生的相对误差可称为基本误差（最大允许误差），基本误差属于法定要求赋予仪器的特性体现，该特性归纳为一个被规定的数值区间，只要电能表的误差特性在该区间内即可视为合格项，相反超出该区间则判断为不合格项；在实际运行中产生的一些影响量附带产生的误差（如电压、温度、电流、频率和检定装置等不同条件引起的新的误差）和外在因素（例如安装电能表的位置不垂直产生的新的误差）称为附加误差。附件误差多半因为规定的检测环境或影响量没有达到规定的技术检定规程要求而产生，新增加的误差叠加在基本误差上有可能破坏原有法定赋予的合格的误差特性，偏离了原有的数值区间导致检测的不合格项的产生。因此需要对这些影响量进行分析并采取改善措施。

四 电能表在检测中产生附加误差的原因

由电能表外观产生的误差：型式结构差异体现在尺寸、结构、材料、颜色等几个方面。在排除外观结构上的差异和材料对其造成的影响，而在某些智能电能表中会因为内部的电池充放电过程中出现电能损耗及电池欠压引发计量芯片受到干扰，可能在读写总电量时引发电量数据的错误

由互感器产生的误差：互感器的二次容量包括外接導线电阻、线圈阻抗、接触电阻。因此其中一个方面设置参数不当时很容易造成附加误差；其次，互感器还会因为二次绕组时消耗励磁，铁芯产生磁流的过程容易出现误差；在使用过程中，互感器出现过高负载或过低负载，不符合额定负载时也容易产生附加误差。

由二次回路产生的误差：二次回路误差也是电能计量装置产生误差的主要原因之一。二次回路的辅助电路、继电器与断路器都装置了接触电阻，在互感器产生功率时，就会出现电压降，当电压降使功率与第二次回路的电压不相符时，就会造成误差；例如，当不正确地进行压感器二次连接时，会使得二次回路的电压降范围高于额定电压，从而出现新的误差。

由接线盒异常产生的误差：一般由于接线部位的金属片因长时间出现氧化现象，造成接线端虚接、松动或由此导致的接触不良，从而产生附加误差。

五 减少电能检测中误差的产生采取的措施

减少电能表误差需要增强管理，管理可以分为前期和后期两个阶段，前期包括监控、预警、判断处理等；后期是相对应的措施改善。前期的监控、预警和判断重要在于数据收集：建立运行电能表故障数据库，需要收集分拣系统、质检试验室数据、运行区域数据、系统中数据信息。电能表数据库具有数据量大、信息准确、同步更新、不断完善等重要特点。电能检测的实时性和重要性，对处理误差的时效性和可靠性尤为重要，对产生的误差分析得越合理、越准确，越能减少误差带来的经济损失；同时，故障分析结果也可以起到一定的预警作用，从而及时排除隐患。因此，判断分析是电能表故障处理的重点内容之一。

在监控的同时定期保养维电能检测装置，对其期间核查做稳定性考核，以保证电能检测装置及其二次回路的正常运行；合理配置互感器：灵活关系配比计量倍率，一旦仪器更改，核对参数后应及时重新计算和审核倍率，以确保数值准确。

生产过程中加强型式检测对电能表的要求，测量项目要求完全符合性能试验项目，同时在材质和负载开关性能上增加技术说明，强调其负荷的技术性能的描述；在元器件和PCB内部设计要求明确，对生产的电能表的材质进行检测与核对，对电气安全性能、环境适应性和稳定性，以达到电能表全性能的检测和型式评价实验合格的生产期望。

结语

通过实施电能表型式批准对电能表生产企业的生产材料及技术进行监管，从源头上保证电能表的量值准确；在使用前严把电能表“检定关”，所有使用于贸易结算用的电能表，必须经过有资质的计量检定机构强制检定合格后，才能安装使用。电能表强制检定需经过两道程序，首先是使用自动化的电能表计量检定流水线对所有电能表逐个进行检定，剔出不合格的电能表，然后再用人工方法按照一定比例对经过自动化检定流水线检定合格的电能表进行复核检定，而这个过程中需要符合国家检定规程的要求，减少人为出现的错误，合理配置计量器具确保计量检测量值准确、公正才能保障电能使用同时进行科学统计和分析其误差，为节能减排工作提供准确数据。

参考文献：

[1] 全社会用电量数据来源：中华人民共和国国家能源局网站http：//www.nea.gov.cn/

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[3] 徐向波 陈建福，电能表误差引起的退补电量计量[J]，《电世界》，2015年第6期20