低压三相电能计量装置的误差分析及改善措施

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摘要：长期以来，低压三相电能计量装置不规范、不合理等缺陷对电能计量造成一定的误差，给电力企业造成了较大的经济损失。文章通过分析电能误差的成因，探讨改善的措施，从而减少电能损失，提高电力企业的运营管理水平。

关键词：低压三相电能；计量装置；误差分析；改进措施

中图分类号：TM930

文献标识码：A

文章编号：1009-2374（2012）24-0115-03

1　概述

电能计量装置是电力系统中计量电能的重要设备，它的准确性直接关系到电力系统的经济效益。当前，市场经济迅猛发展，国家电力系统对电能计量装置的准确性要求越来越高。这就需要对电能装置出现误差的原因进行分析，提出有效地改善措施，减少电能损失。

三相电能计量装置主要由电压互感器、电流互感器、电能表和二次接线等部分构成，电能计量装置各部分的配置对电能计量的准确性有直接影响。

2　误差成因分析

2.1　电能计量装置的选择或使用不当

电能计量装置选择和使用不当，将会造成较大的计量误差。一是对电能表的选择和使用不当。电能表是计量某段时间通过电路的电能。因此，在配置电能表时，必须严格按照相关的要求，选择合适的电能表型式。如采用三相三线二元件的电能表计量三相四线系统的有功电能，就会产生计量误差。二是对电流互感器的准确度等级选择不当，将会造成误差。在选择电流互感器的准确度等级时，尽量选择S级（宽负荷）的电流互感器。若将S级的电流互感器和一般的互感器混为一谈，会造成电能计量的误差。下面我们以0.5级电流互感器和0.5S级电流互感器为例，作一下电流计量误差极限值比较（见表1）。

由表1可以看出，在低负载的条件下，0.5S级电流互感器计量电能的准确度要远远高于0.5级电流互感器。三是电流互感器变比选择不当，也会造成电能计量的误差。在选择电流互感器变比时，电力工作人员往往会按照用户装见容量或者按照配变额定容量来选择，而不是根据实际用电的负荷进行选择。

2.2　三相四线电能表中性线线段钮接触不牢固

由于电力系统工作人员的疏忽，在进行三相四线电能表的接线工作时，极容易造成电能表的中性线线段钮接触不牢固、中性线断开等问题，但是这些问题又是不容易被发现的。在这种情况下，电能表的电压线圈公共接点相对于中性线将会产生悬浮电压，有时这部分悬浮电压能高达10V，所以电能表的电压和负载的实际电压并不符合，将会产生电能的计量误差。

2.3　互感器二次负载较大

实际运行中的大部分互感器二次无电能计量专用回路和测量回路是共用一组绕组，这就容易造成互感器二次负载较大，从而影响电能计量的准确性。以电压互感器二次负载对比差和角差有的影响为例，如图1所示，当一次电压不变时，比差和角差随二次电流的变化而变化。同样电流互感器二次负载对比差和角差也有影响，最终加大电能计量的误差。

2.4　电能计量装置安装不合格

由于一些电能计量装置的安装没有按照统一的标准，施工管理不恰当，再加上对安装工艺要求不严格，也经常造成电能计量的误差。如接线不牢固，使接触电阻值增大，从而使电流互感器的外接负载加重，增大了电能计量的误差。

2.5　自然环境温度的影响

自然环境的变化会造成温度的改变。温度改变后，感应式电能表的制动磁通、电压和电流的工作磁通以及相位角都会发生相应的变化，引起计量的误差。该误差不仅包括幅值温度误差，还包括相位温度误差。低压电能的计量点一般会设在户外，冬季的气温基本在－10℃～30℃之间。因此，在冬季电能计量装置的误差值往往超过规定的范围。

3　改进计量装置的手段和措施

3.1　完善电能计量装置

电能计量装置是电力系统中计量电能的重要设备，完善计量装置，才能确保电能计量的准确性。要完善电能计量装置，可以从以下几个方面入手：一是选择高精度、多功能的电能表。由于科学技术的发展，多功能的电能表日趋完善，误差较为稳定。二是根据电压、电流互感器的误差，合理进行组合，使互感器的合成误差降到最低值。组合时要坚持尽可能配用电流互感器和电压互感器的比差符号相反，大小相等；角差符号相同，大小相等这样的原则。三是根据电压互感器二次回路的实际情况来选择互感器二次导线的长度、截面。四是尽量使电能计量装置标准化、统一化，减少因设计或选择不合理、接线不规范、计量装置安装工艺不合格等情况而引起的电能计量误差。

3.2　采用正确的计量方式

正确的计量方式对计量电能有重要的作用，可以有效提高计量的准确性。因此，针对不同的用户，我们可以采用不同的计量方式。首先，针对一般动力用户或者综合配电变压器低压出口的用户，我们可以采用三相四线Y型接线的电能计量方式。其次，针对排灌或加工等纯动力负荷的用户，我们可以采用三相三线V型接线的电能计量方式。最后，对于农村综合配电变压器低压出口，可以采用三块单相电能表计量。这样不仅操作、校验方便，而且若其中一相电能表发生故障，并不影响其他电能表的正常工作。另外，使用三块单相电能表可以直接了解到配变台区三相负荷是否平衡，从而做出分析和调整，提高电能计量的准确性。

3.3　确定电流互感器的额定容量

电流互感器允许有一定的误差，但该误差是有限值的。保证电流互感器在误差值在规定范围内，必须满足以下条件：一是二次负荷要在额定负载的25%～100%的范围内；二是二次负荷的功率因数是0.8或1；三是频率是额定的频率。满足上述三个条件，电流互感器的误差才能在限值内。对电流互感器的误差影响最大的就是二次负载，因此，要使二次负荷满足上述条件，确定电流互感器的额定容量，减小电能计量的误差。

3.4　调整配变台区负荷的平衡度

负荷不平衡会加大电能计量的误差，将会影响电能计量的准确性。如在三相四线系统中，负载是很难达到平衡的状态，若在不平衡的状态下，进行电能计量，就会造成很大的计量误差。因此，必须要调整配变台区负荷的平衡度。对一些负荷不平衡的配变台区，可以采取三相负荷的办法，从而使负荷基本达到平衡，减少电能计量的不平衡误差。

3.5　开展电能计量装置综合误差分析的工作

把投入使用前的电压互感器、电流互感器合成误差，电压互感器二次回路压降误差等一些误差通过统计、计算形成不同的数据表。这样在每次进行校检时，都可以对照数据表进行相应的调整，从而使电能计量的综合误差降到最低。如在校检电压互感器、电流互感器的合成误差时，发现误差和数据表中记录的相差甚远，就需要对计量装置等进行检查，从而调整到正常的误差限值内。另外，也要按照规定做好电能表、互感器等的周期检验和轮换工作，确保电能计量的准确性。

4　结语

电能计量装置是电力市场中电量数据的来源，是电力市场正常运行的基础。当今社会电能计量装置的数量大、分布广，电能表和互感器更是种类繁多，并且在设计、选择和安装的过程中，都会产生一些不利因素影响电能计量的准确性。因此，电力企业部门必须认真分析电能计量产生误差的原因，完善电能计量装置，做好施工接线工艺和电能计量装置运行的研究工作，从而确保电能计量装置可靠、准确的运行。

参考文献

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作者简介：彭杏芳（1972-），女，广东河源人，供职于广东电网公司河源供电局，研究方向：电能计量。