电能计量装置误差原因分析_付秀华

（ ２） 反相序接线： 三相四线电能表反相序接线 存在一定的计量误差。因为电能表内部第 １ 个元件 组装都是按电源正相序排列， 各元件间的力矩误差 也在最小范围。如反相序接线， 就改变了元件力矩， 误差产生改变在±（ ２．５％～５．０％） 左右。
（ ３） ２ 个互感器 Ｖ 形接线： 即用 ２ 个电流互感 器 Ｖ 形接线计量三相四线配电系统。这种接法利用 Ａ、Ｃ 两相电流互感器的合成电流代替 Ｂ 相电流， 虽 然节省 １ 个电流互感器， 但若三相负载不平衡时， 中 性线也出现不平衡电流而引起计量附加误差约在 １０％～１５％左右。
（ １） １ 表 乘 ２： 即 用 １ 块 单 相（２２０ Ｖ）电 能 表 计 量两相（３８０ Ｖ）用电负载时， 将该电能表的累计电量 乘以 ２ 作为实际用电总电量。这种情况下， 若电能表 接于 Ａ 相， 计量 Ａ、Ｂ 两相负载时， 将造成多计电量 （正误差）； 若接于 Ｂ 相， 则造成少计电量（负误差）。
在电能计量管理中， 由于电能表接线错误， 断线 （失压、断流）所引起的计量误差较大， 易被人们所发 觉和重视； 而由于电能表非常规接线或使用不当引 起的计量误差较小， 一般只在百分之几至百分之十 几， 不易被重视， 但是， 若其乘以倍率， 则会造成很大 误差。作为交易结算的电能计量装置， 要求满足公 平、准确、合理的原则， 因此， 电能表常见非正规接线 引起的计量误差同样不可忽视。低压有功电能表常 见非正规接线引起的计量误差主要包括以下几方 面。 ２．１．３．１ 单相电能表
（ ２） 计量单相 ２２０ Ｖ 电焊机： 用 １ 块三相三线 电能表计量三相四线不平衡配电系统， 即当 Ｉｎ≠０， 在 Ａ、Ｎ 线间连接单相（２２０ Ｖ）电焊机， 表盘出现反转 并少计电量； 在 Ｂ、Ｎ 线间连接单相（２２０ Ｖ）电焊机， 表盘不转而不计电量； 在 Ｃ、Ｎ 线间连接单相（２２０ Ｖ） 电焊机， 表盘转速加快而多计电量。
（ ２） 目前关口电能表普遍采用国产三相两元件
感应式电能表， 在结构和功能上存在缺陷。 （ ３） 电压互感器二次导线压降引起的计量误差
较大。 （ ４） 关口表现场校验方法不合理。 （ ５） 互感器准确度不符合规程要求。
２ 电能计量装置产生误差的技术原因分析
２．１ 电能表误差 电能表的误差可以分为 ３ 种， 即电能表的负载
造成电能表投入运行后愈走愈慢的因素较多。 感应式电能表是一个转动机械装置， 新表检定完毕 安装投运后， 随着时间的推移， 轴承内润滑油不断挥 发， 机械磨损将逐渐增加， 机械加工件应力不断释 放， 转动轴杆同心度的误差也将增大， 这些因素都将 导致机械摩擦力矩上升， 使电能表愈走愈慢， 尤其在 轻负载情况下， 影响更为明显。 ２．１．３ 电能表不当使用误差
（ ３） 计量三相四线配电系统： 三相三线电能表 计量三相四线不平衡负载电流时， Ｎ 线（中性点）产生 零序电流， 而三相三线电能表不能计量零序电流所 消耗的功率， 造成少计电量。 ２．１．３．３ 三相四线电能表
（ １） 未接 Ｎ 线： 三相四线电能表其 Ｎ 线未接或 Ｎ 线接触不良， 若三相四线配电系统三相负载不对 称， 产生电压偏差， 即每个元件上的电压出现不平 衡。当三相电压差约 ５％和三相电流差约 ５０％时， 将 引起±２％左右的计量误差。
尽可能配用比差及角差符号相反、大小相等的 电流互感器和电压互感器， 使得互感器的合成误差 最小， 以便最大限度地降低计量装置综合误差。 ３．１．３ 电压互感器二次导线的选择
由以上分析可知， 电能计量装置的综合误差为 电能表误差、互感器合成误差、电压互感器二次回路 压降引起的误差的代数和， 可以用下式表示：
γ＝γｂ＋γｈ＋γｄ， 式中 γｂ—电能表的相对误差， ％；
γｈ—互感器合成误差， ％；
γｄ—电 压 互 感 器 二 次 回 路 压 降 引 起 的 误 差， ％。
在实际的计量装置中， 电能表的误差 γｂ 可以在 负荷点下调至误差最小， 其他的计量装置误差均与 实际二次回路的运行参数有关。
规 程 ［１］ 第 ７．３ 条 规 定 ： 高 压 互 感 器 每 １０ ａ 现 场 检验 １ 次。因此， 必须严格按照规程规定开展互感器 的现场检验工作， 当现场检验互感器误差超差时， 应 查明原因， 制订更换或改造计划， 尽快解决。 ２．２．４ 互感器负载问题
规程［１］第 ５．４ 条规定： 互感器实际二次负荷须在 ２５％～１００％ 额 定 负 荷 范 围 之 内 。 互 感 器 二 次 负 荷 的 变化容易引起互感器误差的变化， 即计量性能的改 变， 因此， 为保证电能计量的准确性， 必须定期对现 场互感器的二次负荷进行准确测量， 超过额定二次 负荷时应及时查明原因， 尽快整改。 ２．３ 二次回路误差
内蒙古电力技术
２００６年第 ２４ 卷第 １ 期
ＩＮＮＥＲ ＭＯＮＧＯＬＩＡ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＰＯＷＥＲ
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·电力市场·
电能计量装置误差原因分析
Ｅｒｒｏｒ Ｒｅａｓｏｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍｅｔｅｒｉｎｇ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ
付秀华 （ 呼和浩特供电局， 内蒙古 呼和浩特 ０１００５０）
规 程［１］第 ５．３ 条 规 定 ： Ⅰ、Ⅱ类 用 于 贸 易 结 算 的 电能计量装置中电压互感器二次回路电压降应不大 于其额定电压的 ０．２％。２００１—２００２ 年对部分关口 电能计量装置的电压互感器二次回路压降进行的全 面测试表明， 合格率仅为 ７５％左右。说明电压互感 器二次电压降问题严重， 应引起足够重视。 ２．４ 计量装置综合误差
［摘要］ 从分析电能计量装置各组成环节的功 用以及误差产生机理出发， 详细分析了电能表、互感 器以及二次回路的误差产生机理， 从技术角度分析 了电能计量的综合误差计算方法， 提出了减少电能 计量误差的措施。
［关键词］ 电能计量装置； 误差； 互感器； 电能表 ［中图分类号］ ＴＭ９３ ［文献标识码］ Ｂ ［文章编号］ １００８－ ６２１８（ ２００６） ０１－ ００２１－ ０３
按国家统一的电能表设计要求， 生产电能表应 采用五类磁钢， 该类磁钢性能稳定不易失磁， 是保证 电能表误差稳定的重要部件。但有的电能表制造商 为了在价格战中取胜， 擅自修改设计， 选用稀土磁钢 或 三 类 磁 钢 ， 生 产 成 本 可 下 降 １０％左 右 ， 但 存 在 着 严重的质量隐患。即使安装前误差调试合格， 投入运 行后由于磁钢的不断失磁， 致使电能表的阻尼力矩 不断减小， 电能表愈走愈快。这是造成运行中电能表 出现正误差超差的主要原因。
规程［１］ 第 ５．４ 条规定： Ⅰ、Ⅱ类用于贸易结算的 电能计量装置应按计量点配置计量专用电压、电流 互感器或互感器的专用二次绕组。电能计量专用电 压、电流互感器或专用二次绕组及其二次回路不得 接入与电能计量无关的设备。由于历史原因， 早期制 造的互感器二次绕组较少， 关口电能计量装置互感 器二次绕组为计量、测量、保护共用， 影响电能计量 的可靠性和安全性， 容易造成电量损失。同时， 电能 计量、继电保护和测量回路共用 １ 组母线电压互感 器， 容易导致回路过负载， 造成二次回路压降超差， 影响电能计量的准确性。 ２．２．３ 电压互感器超差
误 差／１
４３２ຫໍສະໝຸດ ｃｏｓφ＝０．５１
０
ｃｏｓφ＝１
－１ －２
－３ －４
２０ ４０ ６０ ８０ １００ １２０ １４０ １６０ １８０ ２００
Ｉｂ／％
图 １ 感应式电能表的负载特性曲线图
［收稿日期］ ２００５－ １０－ １５ ［作者简介］ 付秀华（ １９６５－ ） ， 女， 内蒙古人， 毕业于华北电力大学， 工学学士， 助理工程师， 主要从事电力计量管理工作。
互感器的误差将造成电能计量装置失准， 直接 影响各相关单位的经济利益以及线损等电网经济技
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术指标。互感器的误差主要包括以下方面。 ２．２．１ 互感器准确度等级太低
规程［１］ 第 ５．３ 条规定： Ⅰ、Ⅱ类电能计量装置互 感器准确度等级不应低于 ０．２ 级。但早期兴建的电 厂和变电站， 互感器准确度等级普遍偏低， 一般只有 ０．５ 级， 不符合规定。 ２．２．２ 电能计量装置无计量专用互感器二次绕组
电力系统计量装置是电力企业经营的主要测量 工具， 计量的准确性直接影响到企业的经济效益和 社会效益， 电能计量的准确与否是电力管理部门关 心的重要问题。电能计量故障及差错的发生， 影响到 客户所用电量的准确计算、电费的及时回收及线损 的准确计算， 因此预防和避免电能计量故障及差错， 是电能计量工作的一项重要内容。本文从技术上分 析了电能计量误差的产生机理， 并提出了减小电能 计量误差的方法， 可以为企业进一步适应市场化经 营和提供高品质服务奠定基础。
特性误差、生产误差以及不当使用误差。 电能表的基本误差随负载电流和功率因数变化
而变化的关系曲线称电能表的负载特性。图 １ 为常 用感应式电能表的负载特性曲线， 可以看出： 在小负 载范围内（Ｉ＝５％Ｉｂ～４０％Ｉｂ）电能表误差较大， 这是因为 在低负载时转矩很小， 只要补偿力矩小于摩擦力矩， 误差就向负的方向变化。此情况下相位角误差影响 很小， 电流自制动力矩可视为零。ｃｏｓφ＝０．５ 时的转矩 比 ｃｏｓφ＝１ 时的转矩小 １ 倍， 摩擦力相对比较小， 补 偿力矩大于摩擦力矩， 所以 ｃｏｓφ＝０．５ 的负载特性曲 线有较大的正值。当负载增加， 工作转矩增加， 摩擦 误差和非线性误差相对减小， 加上此时的电流自制 动力矩又不很大， 所以综合误差变小。当负载达到标 定电流附近时（Ｉ＝６０％Ｉｂ～１５０％Ｉｂ）误差值最小。当负载
１ 电能计量的现状及存在的问题
电能计量的准确性主要与计量设备的准确性、 计量的盲点、抄表以及反窃电等问题有关。目前主要 存在如下问题：
（ １） 高压出线侧不具备电能计量的条件。由于 以前发电厂的供电量是按发电机出口电量减去厂用 电量来考核的， 目前还有部分电厂的计量点设在发 电机出口， 高压出线侧没有电能计量装置， 因此不能 准确地计量关口电量。