分析电能计量误差产生的原因及改进措施

王慧敏

摘要：电能计量装置在使用过程中难免会出现误差，这些误差的产生不仅与电能计量装置本身有关，外界条件及环境变化，如温度、磁场及运行电压的高低等都会引起电能计量误差，从而影响电能计量的准确性。

关键词：电能计量;误差;控制措施

引言

如今各个行业的发展中对电量的需求持续增长，为将其消耗的定量可以准确的记录加来，有必要安装电能表来测量电路总使用电量，而其计量的准确性跟供电双方的直接利益有关，是结算时的主要凭据。但在现实使用中，电能表在运转时会受到很多因素影响，使得其计量出现偏差，造成电量计量准确，给供电与用电方都带来了巨大经济损失。并且经过长期使用后会有部件老化、缺少修理和保养不当等问题都让设备工作效率下降，另外在电能表的内部电路出现了问题后也会使得计量产生误差。

1电能表测量系统结构

目前我国单相智能电能表的硬件方案基本类似，首先用电压/电流采样电路将电网电压和负荷电流转换成弱电信号，再使用集成芯片实现电参数测量和电能计量。以国内某厂家生产的单相电能表为例，详细阐述电能表测量系统结构。

2智能表测量误差的来源

2.1电流采样电路引起的误差

在测量几安培或是几十安培的交流电流，需要将表转变为等效的小信号交流电压，不然则无法进行测量。在直接接到电子式智能电表时，通常使用猛铜分流片和经互感器接入。若是用猛铜片当做是分流的电阻R，那么大电流i在流经（t）时会产生相应的成正比的微弱电压U。

2.2电压采样电路引发的误差

由于被测量的电流都相同，100V或是220V电压一定要经过分压器或是电压互感器的转变，成为了小电压信号之后，才能送到乘法器中。电子式智能电能表内部使用的分压器通常是电阻网络和电压互感器。其优势在于线性良好、低成本，不足是不能实现电气隔离。另外，在电压采样时电阻风压，需要注意到电阻的功耗和耐压性，一般要使用多个工艺，将精度同样的贴片电阻进行串联。因为风压会使得电阻的温度产生变化，取样的电压关系式中的分子和分母会相互抵消。所以可以使用低成本的精度是1%的电阻。

3电能计量装置误差产生的原因分析

3.1互感器误差

（1）电流互感器二次容量选用不当引起的误差。接入电流互感器的二次负荷包括接线电阻、电能表电流线圈阻抗和外接导线电阻，在选择电流互感器时，应当对接入的二次负荷电阻进行计算，选择适当的二次容量大小的互感器。如果电流互感器二次容量选择不当时，过高或过低的负载都会对电能计量的准确性产生影响。

（2）二次绕组励磁引起的互感器误差。当一次电流通过电流互感器一次绕组时，则会消耗一定量的电流来励磁，才能促使二次绕组产生感应电动势，使铁芯产生磁通，此时如果材料选择不当，则会产生一定的误差。

3.2电压、电流、温度的变化。温度、电压、电流的变化

是会诱导电能表产误差的主要因素。因表中所加载的电压与外内线路的电压不一致，而导致转动速度不均匀，从而产生误差。一是表中加载的电流和外内线路的电流也同样不相同，有一定偏差会致使其度数和实际的用电量不相符，从而出现误差。二是表内电流通过时的外部环境温度也有在不断变化，会影响误差的产生。三是電能表加载的电流与外内线路的电流不同，有很大的偏差，会使得变得度数和实际电量不一致。

3.3电能表位置倾斜

电表在正常运转过程中，容易受到各种因素干扰而发生偏移，若发生了这样的情况则会使得计量发生误差。其原因是因为电能表在发生倾斜时内部的元件发生了位移，使得转动滑轮力距发生的变化进而产生了偏差。而倾斜角度越大侧压力和倾斜误读指数同样会增加，只有保持电流小于标准电流的40%，这时的计量的误差才可忽略不计。所以，为保证电表读数的正常，需要把有关元件和转动滑轮安防在电表的中央部位，以便让滑轮在轴承中的位移降低规避误差的出现。

4智能电能表计量误差改正方法

4.1改变控制继电器的节点方式

为了解决智能电表跳闸问题，需要将跳闸控制的继电器使用常闭合触电的方式。根据最新单项智能表的技术规范要求：电能表跳闸控制端子为5，需直接输出一个交流电压，进而让控制信号会引发电表供电线路的相线，同时驱动力不能比20mA小，控制信号非激励态的输出电压要是供电电压的90%～110%。若是控制信号处在非激励态时，外置负荷开关处于闭合状态。其整体逻辑是智能电表通电后，因为表内的跳闸控制继电器要用闭控制节点电源电压接入外置负荷开关，以保持外负荷开关合闸，电表在工作后可以评断用户应满足需求的电费余额时，要保持表内闭触电正常供电。但用户没有满足时，会自动中断供电。

4.2电能表误差调整

实际的计量装置，仪表的误差能够在负荷点之下，将其调到最小，而互感器合成误差与电压互感器的二次导线压浆引发是误差和平均二次回路的运行参数有关，可通过调整有关参数来减少偏差。电流或电压互感器的合成误差在额定二次导线压降而造成的偏差，在综合中占有相当的比例，需用电表、互感器的合理选用加以补偿，还要在设备选型的过程中判断其计量的有关参数进行检查，同时又要依据负荷所需，对仪表在何种计量精准度下加以考虑，在正式投入使用时要提前做好各项测试准备，使用中，加大对仪表的检验和运作管理。

4.3电压互感器二次回路误差控制与管理

（1）选择适宜的二次回路导线截面与导线长度。一般情况下，可以通过增大导线截面或者缩短导线长度两种方式来缩小二次回路电压降。因此，在确保满足导线负荷的基础上，选择适合的导线截面和导线长度，可以有效减少二次回路电压降，进而减少电能计量装置误差。

（2）减少二次回路阻抗。在选用电能表时，应尽量选取全电子多功能电能表，一表多用途，可以达到减少二次负荷阻抗的目的，降低二次回路电压降。

（3）装设熔断器。在电能计量装置投入使用前，应提前测量互感器的二次负荷，当负荷低于35kV时，可以不必装设隔离开关和熔断器;当负荷大于35kV时，则需要安装熔断器，在实际运用中，应将熔断器两端的电压控制在一定范围内。

4.4提高载波功效和电源容量

但电能表的载波功效提升后，Vcc电压值会相应随载波发射电流的变化而变动，这是由于载波的电流与电网的阻抗有关联。又与电阻随机性与用户负荷相关。当电网用户接上电后，所产生的载波信号很小，但却会产生极高的电流，信号大幅度减少。如果按照这一模式来设计载波的放电压值，所需的Vcc值更大，而当电网抗大时相应的Vcc电压值也会变大，进而让载波信号超过限定的134dBuV。所以需要把Vcc电压值维持在稳定输出的状态下，才能让载波信号副值，不跟随电阻的变动而变化，确保稳定的信号。

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