浅析电能计量误差产生的原因及改进措施

浅析电能计量误差产生的原因及改迷措施刘启明\卫璞2
(1.国网河南省电力公司电力科学研宄院计量中心，450000; 2.国网河南省电力公司经济技术研宄院，450000)
LOW CARBON WORLD 2017/11低碳技术I
【摘要】社会经济在不断发展，对于电力的需求越来越高，国家也不断推进智能电网的建设和发展，旨在为社会提供更加优质的电力服务。

目前，电能计量开始朝着数字化时代的方向发展，本文主要分析了电网中电能误差产生的原因并在此基础上提出相应的改进措施。

【关键词】智能电网；电能计量;误差原因；改进措施
【中图分类号】TM933.4 【文献标识码】A【文章编号】2095-2066( 2017 )33-0167-02
近年来随着科技的不断发展，工业化程度不断提升，在社
会经济发展过程中用电量也在不断攀升；同时，社会经济的不
断发展对供电质量和效率提出了更高的要求。

随着企业对电
量需求量的不断增加，作为供用电企业结算依据的电能计量
数据是否准确，将直接影响供用电双方的经济效益，因此对于
电能计量误差的分析并提出降低措施就显得尤为重要。

1电能计量装置
依据《电能计量装置技术管理规程》（DL/T448-2016)定
义，电能计量装置是由各种类型的电能表或与计量用电压、电
流互感器（或专用二次绕组）及其二次回路相连接组成的用于
计量电能的装置，包括电能计量柜（箱、屏）。

在国家大力推行智能电网的背景下，电能计量系统也不断
在实现智能化和数字化。

目前、数字化电能计量系统已逐步在
电力系统当中得到推广、应用。

通常而言，数字化电能计量系统
主要由数字化电能表、合并单元和电子式互感器组成(见图1)。

电子式互感器是电能计量系统的重要部分，是一个由连
表1
指标输入功率输出功率高速接口电
路传输率
脉宽调制
电源
回应速度
谐波抵消
次数
具体数值臆30kVA20kVA200kb iL <400V，
20kVA
臆0.1s臆19次
它来进行工作。

以此为中心的控制系统可以将新型装置进行更好地完善，并且还可以使电力工作进行得更加顺利。

上文有提到，PLL是DSP芯片的主要组成部分，它可以和分频器共同工作，从而产生fx方波信号，值得一提的是该方波信号的电压频率比电源电压的电压频率要高得多|51。

DSP控制系统的组成部分与DSP芯片的组成部分不同，DSP控制系统主要是由数字信号处理器、程序储存器、数据储存器这三者组成，其简称分别是PSD、ROM、RAM。

该控制系统主要的工作运行是通过低压过滤器和脉宽调制信号来完成的，其工作原理并不复杂。

6电流信号的测量与补偿电流的输出
电流信号的测量与补偿电流的输出必须结合我国当前电力电子技术的总体发展趋势来看。

就目前而言，有源自动化无功补偿及滤波装置的控制算法中，主要运用到的是三相瞬时无功功率理论，该理论自提出之后就得到了广泛的普及与应用A 其主要优势是能够解决三相负载不平衡问题、电网电压波形畸变问题和单相电路问题。

然而它的弱势便是在于在解决以上三个问题的过程中，其解决过程并不容易，相反还较为复杂。

该理论在使用时，必须先建立起一个标准正弦波，而且该 正弦波一定要与电流电压同相位才可。

之后，再将该标准正弦波与单相电流相乘，得出一个p值。

图1数字化电能计量系统原理图
接到传统系统和二次转换器的一个或多个电流传感器/电压
传感器组成的装置。

电子式互感器与传统互感器之间存在较
大的差异，主要有模拟量输出和数字量输出两种输出方式。

电子式互感器定义了一个新的物理元件，即合并单元，它
是针对数字化输出的电子式电流/电压互感器而引入的，其主
要功能是对电子式电流/电压互感器输出的多路信号进行同
步采样，然后按照标准规定的格式发送给保护与测控设备。

2电能计量综合误差的分析
在电力系统中，电能计量装置的综合误差主要由四个部
7结语
从以上我们可以得知，有源自动化无功补偿及滤波装置
是属于柔性输电设备之一。

它非常具有灵活性，并且功能十分
完善。

除此之外，研究人员还发现有超导储源的有源滤波装置
也将会得到更具前景的发展，因为它具有极强的去污能力，并
且还可以有效提高储存密度，加快反应速率，所以相信它能够
成为该技术的新趋势。

参考文献
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收稿日期:2017-8-23
作者简介：付强（1974-)，男，四川都江堰人，助理工程师，大
学本科，主要从事输配电电力工程施工检修管理工作。

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低碳技术LOW CARBON WORLD 2017/11
分组成，即电能表的误差、电压互感器的合成误差、电流互感器的合成误差和电压互感器二次导线压降引起的计量误差。

s=sW+sTA+sTV+sU
上述公式当中，sW表示电能表的误差；sTA表示电流互感器的合成误差；sTV表示电压互感器的合成误差；sU表示电压互感器二次导线压降引起的计量误差。

传统电能计量装置由电压及电流互感器和电能表通过电缆连接构成，整体误差由互感器自身误差、二次负载引起的误差和传统电能表计算误差组成。

与传统计量系统不同，数字化电能计量装置在电参量的传输和电量计算的过程中理论上不产生误差，系统的误差主要由电子式电流、电压互感器决定，与传统电能计量系统相比，减少 了互感器二次负载引起的误差和传统电能表的计算误差。

2.1电能计量装置使用不规范引起的计量误差
电能计量装置使用不规范是导致电能计量误差出现的重要原因之一。

比如对有功电能的计量，部分电力系统中，电力 工作人员利用电能表计量三相四线电路的有功电能，这一电力系统中，三相都能够与零线组成单相电路回路，且三相四线电路中，三相负荷不可能完全均衡，线路中会产生零序电压，三相电流的总和必然不为零，利用这种电能计量方法，电能表记录的消耗功率值将明显低于电力线路中的实际用电量，导 致电能计量出现误差。

电能计量装置安装不合格也是导致电能误差出现的原因之一。

目前我国关于电能计量装置的安装施工并没有建立起完善的安装标准，实际安装过程中，工作人员大多按照自身的工作经验或者企业相关的标准开展计量设备安装工作，具体安装情况可能各不相同，因施工人员技能水平不同经常导致电能计量装置安装工艺难以保证，间接影响到电能计量的准确性。

2.2互感器的选用引起的计量误差
在实际运行中，由于电磁式电压互感器回路存在阻抗，导 致实际一、二次电压比与额定电压比存在偏差，一、二侧电压相位不'一■致。

在不考虑漏磁剩磁的理想情况下，影响电磁式互感器空载误差的因素有空载电流、铁心损耗角、一次绕组电阻，在二次侧有负荷的情况下，误差大小仅受二次侧电流和短路阻抗影响。

在实际的电能计量中，不当使用电流互感器可能产生的误差，主要体现在用电负荷也存在着一定的季节性，负荷率较低是这些季节性用户的特点，在选择电流互感器时主要是依据额定容量，这样在实际使用过程中就会出现电流存在较大变化的情形，而在低负荷运行的情况，即使是使用高精度的电流互感器，也会使得电流互感器的比差和角差异常，即比正常运行情况下要大，最后加大了计量误差。

2.3电压互感器二次导线压降引起的计量误差
在电能计量中，计量误差产生的另一个原因是由于电压互感器二次导线压降导致，即存在着电压降A U在电能表与电压互感器之间导线上，这就造成了电压互感器二次线圈的端电压与电能表端电压不一致，最后导致电能计量装置在计量过程中存在误差。

在实际生产运行中，电压互感器二次导线压降往往会对计量综合误差造成较大影响，应严格按照《电能 计量装置技术管理规程》(DL/T448-2016)中的要求来对二次回路导线压降进行限制，进而减小电能计量装置的误差。

3降低电能计量误差改进措施分析
3.1严格参照技术规范进行计量装置的选择、安装和改造
严格按照相关规范来进行计量装置的选择、安装和改造是有效降低计量综合误差的一个重要方法，具体注意以下几个方面。

(1)国家对于电能计量装置有着明确的计量规程，在选择、安装和使用过程中必须严格遵守；应遵循高稳定性、高精
度的原则选择多功能电能表;应设置计量专用二次回路，禁止
与测量、保护回路共用。

(2) 在控制电压互感器二次导线压降方面，应严格参照相关技术参数进行计量二次回路铜导线的选择。

表1
接线方式三相V/V接线三相Y/V接线三相V/A接线三相Y/A接线
电阻值r(n)咨A
Umax
丄=1臆1/2
s7 i咨A
Umax
r=P s臆1/2
s3i
允许导线长度(m)A
U max•S A Umax•S
L臆1/2
7 iM
L臆1/2
3 p-i
所需截面（mm2)
1/2
s逸7
P-i-L1/2
s逸3-
P-i-P
A Umax A Umax
3.2严格采取科学的计量方式来预防计量误差产生
(1) 对变电站中性点非有效接地的高压计量应采用三相三线二元件电能表，电压互感器采用V/V接线方式计量；对于
变电站等中性点有效接地的高压计量和三相不平衡的电网或
综合配电变压器，则应采用三相四线制三元件电能表，电压互
感器采用Yo/yo接线方式计量。

(2) 变电站和电力用户的高压线路均应装设失压计时仪，自动记录各相电压失压时间，作为计量装置发生故障时开展
电量追补工作的重要依据。

3.3电流互感器选用恰当的变比
电力互感器本身具有一定的承载力，在额定负荷条件下，
可以满足电能计量的精准度要求，因此电力系统安装过程中
必须要结合电力系统的实际负荷情况合理选择电流互感器，
确保电流互感器在额定负荷之下运行。

除此之外，还需要科学
的选择电流互感器变比，进而降低电能计量的误差，提高计量
的精准度，促进电能计量工作水平的提升。

3.4科学分析计量点的综合误差
对于电能计量装置的整体校验工作必不可少：①应进行
计量综合误差分析，在安装、调试电能表时考虑互感器的合成
误差，从而达到互相补偿，使电能计量装置综合误差降到最
小；②应按照规范要求做好电能表、互感器、电压互感器二次
回路电压降的现场周期校验及相关装置的周期轮换工作，确
保电能计量装置的稳定运行。

4结语
在智能电网快速建设和发展的背景下，电子式互感器被
广泛的运用在数字化电能计量上，极大的提高了电能计量的
精度，但是由于电力系统的复杂性，实际运行时无法完全避免
计量误差的存在，如何明确电能计量中误差产生的原因并采
取相应的改进措施来降低或消除电能计量误差，就成为今后
智能电网发展过程中需要解决的一个重要课题。

参考文献
[1] 杨慧军.浅析低负荷下计量设备对电力计量的影响[J].黑龙江科技
信息，2016(32): 99.
[2] 陈远良.浅析电力系统电能计量装置计量误差及影响因素[J].技术
与市场，2015(11):77~78.
收稿日期:2017-8-11
作者简介：刘启明（1988-)，男，工程师，本科，从事电能计量装
置试验、验收工作。

卫璞（1988-)，女，经济师，研究生，从事电网工程造价、
定额管理及技经评审工作。

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