提高电能计量装置计量准确性的方法措施研究
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摘要：电能作为一种被广泛应用的能量载体，其计量准确与否直接关系到发电公司、电力公司、以及电力用户等多方的经济利益，也是电力生产、分配、消耗等全过程各阶段的最终体现。本文在简单阐述电能计量原理后，对计量装置电能计量准确性的影响因素进行了详细归纳总结。最后，结合自我多年实践工作经验，对提高电能计量装置计量准确性的方法措施进行了详细分析研究。
关键词：电力公司；电能计量；电能表；计量准确性
中图分类号：TM933.4文献标识码： A 文章编号：
我国电力体制改革的进一步深入，尤其是厂网分离后，电能计量作为发电公司、电力公司、以及电力用户间电费结算的重要依据，其计量数据的准确可靠性直接关系到电力公司电能运营的经济效益。从大量理论研究和实际工作经验可知，影响电能计量装置计量准确性的主要因素包括：电能表自身误差、TV电压（TA电流）互感器误差、以及互感器二次回路接线正确可靠性。科学技术研究的进一步深入，电力电子技术得到进一步发展，多功能电子式智能计量技术已日趋成熟完善，0.2级及以上高精度智能电子式电能表在工程中得到广泛应用，且工作性能稳定可靠，发挥非常重要的作用。随着社会经济的快速发展，需求侧电力用户除了对用电量不断增加外，对供电可靠性、电能计量准确性等，均提出了跟高的要求。因此，结合自我多年实践工作经验，对影响电能计量装置计量准确性的因素进行归纳总结，并有针对性的采取相应方法措施提高电能计量准确性，就显得非常有工程实践应用研究意义。
1 电能计量基本原理
工业、商业、以及居民用电量等随社会经济的快速发展不断增长，如何采取有效的方法措施提高电能计量装置计量准确性，减少电力公司电能运营各环节的经济损失，就成为电能计量工作人员研究的重要内容。电能与功率成正比例关系，对于单相供电电路而言，其有功功率可以表示为：
（1）
式（1）中、分别为供电系统中的相电压、相电流；为供电功率因数。
对于三相贡献电路而言，其有功功率可以表示为：
（2）
式（2）中，、、分别为A、B、C三相的相电压；、、分别为A、B、C三相的相电流；、、分别为A、B、C三相的相电压和相电流间的相位差，即阻抗角。从式（1）和式（2）可以看出，除电能表自身计量误差外，电流、电压等电能特性参数采集准确性也是影响计量装置电能计量准确性的重要因素。
2计量装置电能计量准确性的影响因素分析
2.1 计量电能表自身存在的误差
从大量实践工作经验可知，电能表的计量误差大致可以划分为三种，即：电能表自身负载特性引起的误差、生产制造引起的误差、以及不当使用引起误差。电能表在计量过程中，随负载电流和功率因数的变化其计量特性会发生相应的变化，由此形成的关系曲线即可称为电能表的负载特性误差。目前，工程中广泛使用的电子式电能表，其在运行过程中自身的电子元件电能消耗也会影响到电能计量装置计量的准确性。实际使用过程中，不按规范接线，如：利用三相三线电能表来测量三相四线供电系统电能消耗时，将会引起附加误差，这是由于实际运行过程中三相负载通常处于不平衡工况，其中性点Ib= In-Ia-Ic，而实际三相三线计量系统中缺少电流Ib所消耗的功率，进而引起计量附加误差。另外，在实际使用过程中的计量装置的不规范使用，也会引起计量误差，如：电能表接线错误、断线（失压、断流）等会引起的计量装置的计量误差，但此类误差较大，容易被计量监督管理人员或电能计量在线监控系统所发现；而对于计量装置中的非常规接线或使用不当等引起的计量误差通常较小，很难被重视或发现，长期运行过程中，将会产生较大的电能计量误差。
2.2 TV电压（TA电流）互感器引起的误差
TV电压（TA电流）互感器误差主要表现在计量准确度偏低、超规范区域计量准确度较低两个方面，即：一方面，由于受当时建设技术水平和综合投资资金等因素的影响，变配电台区和需求侧电力用户终端的电能计量互感器配置准确度等级普遍偏低，在计量实时性、准确性、可靠性、远程通信等方面的功能很难满足现代智能供电计量需求，不符合计量规程规范技术要求；另一方面，现在电力系统中普遍采用的互感器产品，其主要按照国标《GB 1207-1997电压互感器》及《GB1208-1997电流互感器》的相关技术指标规定要求制造生产，其在额定负荷在25%~100%、功率因数在0.8~1.0范围内，互感器的计量误差能够符合所标称的准确度等级要求，也就是说电力系统所采用的计量互感器其准确度等级只有在上述范围条件下才能满足计量误差要求，一旦供电系统出现过大或过小负荷，则互感器将会出现较大计量误差。由此，可以看出实际使用过程中，电压互感器和电流互感器之所以对计量端二次负荷有范围要求，这是由于互感器在计量过程中自身的物理特性所决定的。
2.3 计量二次回路产生的误差
由于对电能计量系统没有充分认识，导致电能计量装置在设计安装过程中，没有配置计量专用的电压（电流）互感器或互感器没有采用计量专用的二次绕组。另外，计量二次回路上接入与电能计量无关的其它监测保护设备过多，这些设备在运行过程中就会产生电磁干扰和导致计量回路二次负荷过大影响电能计量装置计量的准确性可靠性。
2.4 计量回路二次导线压降引起的误差
由于电压（电流）互感器的二次输出端与电能计量装置输入端间存在一定距离的信号传输线路和计量控制电路，相应就有导线阻抗、熔断器、继电器触点、空气开关等电气设备的接触电阻，电能在使用过程中就会产生电流，进而会引起计量回路二次导线上产生一定压降和角度变化，相对于电能表而言，即线路上的压降和相移将会给电压互感器带来一个附加误差值，从而会引起计量装置电能计量误差。
3 提高电能计量装置计量准确性的方法措施
从上述分析可知，引起电能计量装置计量误差的因素较多，也就是说供电系统电能计量误差不是单一某一因素引起，而是由多方面综合因素共同作用导致的结果，因而很难用准确详细的分析模型进行精确计算分析，但在实际使用和管理过程中，可以针对不同误差所产生的主要原因采取有针对性的技术措施，可以定性地减少影响电能计量装置电能计量各环节中的误差，进而达到降低综合误差、提高电力公司电能运营经济效益的目的。
3.1 电能计量装置严格按照相关技术规范标准进行选型搭配
严格按照DL 448-2000《电能计量装置技术管理规程》中相关技术规范要求，合理选择计量电能表的型号、电压等级、额定电压、额定电流、最大额定电流以及准确度等级等相关技术参数。为了提高供电系统计量准确性，除了要按照用电负荷类型、容量等基本参数合理选择计量电能表外，还需要结合电力负荷波动和负荷类型等条件，从技术、经济等方面，合理选择电能表的精度，如：对于Ⅱ类用户而言，应选用0.5级的有功电能表及2.0级无功电能表；对于Ⅲ类用户而言，则应选用1.0级的有功电能表及2.0级无功电能表。对于计量精度要求较高的场所，应优选选用高精度的TA，且其准确度级别必须满足0.2级及以上。同时，还需要根据TA、TV互感器自身误差特性，合理进行组合配对，使TA、TV互感器运行过程中的合成误差尽可能小。TA、TV互感器的二次回路连接导线线截面须严格按照规程规范进行配置，尽可能采取相应措施降低其二次回路阻抗。如：TA二次回路导线截面应满足不小于4 mm2，且不要经中间环节进行转接；TV二次回路导线截面应满足不小于2.5mm2，且导线长度应在计量装置中合理布设尽可能的短，这样可以降低电压互感器二次回路压降，提高计量电压信号的准确可靠性。另外，电能表电压回路中不允许串接低压熔断器，这样可以防止由于电压回路开路而引起电量少计量问题发生。
3.2 合理选用计量方式
对于接入不接地系统的电能计量系统而言，应选用三相三线电能表进行计量，其2台TA二次绕组应按照四线连线模式进行接线，即采用不共用接地的极性线；对三相四线制的电能计量系统而言，其3台TA二次绕组与电能表间应按照六线连接模式进行接线。为了减少电能计量误差，计费用电能计量装置应按要求装设失压计量器，以作为追补电量的重要依据。
3.3 合理选择TA互感器变比
从前面分析可知，电力系统中的互感器是在额定值为25%～100%间才能保证计量精确度，所以，要确保互感器处于较高运行性能，要求其正常负荷电流宜在TA互感器额定电流的60%左右为宜。这样可以确保TA互感器运行在最优工况，进而降低TA互感器运行误差。对于，季节性用电波动较大的电力用户，应采用二次绕组具有抽头多变比的TA互感器，这样可以根据用户负荷的高低合理选择互感器变比，尽可能提高计量装置的准确性。
3.4 优选电子式电能表代替感应式电能表
宜选用电子式电能表代替感应式电能表，这样无论是叠加单一谐波功率或叠加多个谐波，均可以利用电子式电能表来改变谐波功率流向，进而很好地排除谐波对计量装置计量准确性的影响，达到提高电能计量准确可靠性的目的。
4 结束语
总而言之，在实际电能计量运行管理过程中，为了减小电能计量装置的综合误差，提高供电系统的计量准确可靠性，不仅要对互感器、电能表等计量设备装置进行重点的考核配置，同时还对互感器的二次回路的负荷和压降进行现场检验、周期检定、轮换、随机抽检等相关环节的技术与管理工作，注重计量设备装置全寿命周期的科学管理,才能确保整个电能计量装置的计量准确，提高电能计量的准确可靠性，达到公平公正原则，有效提高供电企业电能运营经济效益。
参考文献
[1] 陈向群.电能计量技能考核培训教材[M].北京:中国电力出版社,2003.
[2] 章晋福,邹琴.浅谈降低电能计量装置综合误差[J].江西电力职业技术学院学报,2008,22(2):51-52.