变电站电能计量误差的原因分析及解决措施浅析 杨雨风

变电站电能计量误差的原因分析及解决措施浅析杨雨风
摘要：电能计量需要涉及电流互感器、电压互感器以及电能表等设备，这些设
备出现故障时会导致电能表计量不准确，电流互感器和电压互感器的误差增大，
也就会造成电能计量的合成误差增大，对电能计量的准确度造成影响。

本文针对
电能计量中存在的误差追根溯源，找到误差产生的原因，然后找寻有效的方式来
避免误差过大，确保电能计量的准确和高效性。

关键词：分配电能；电能计量误差；原因分析；研究方法
1变电站电能计量设备运用的实际情况
随着现代社会发展，我国电力领域的相关行业迅速崛起，相当一部分电力行
业越来越网络化，很多电力系统发展呈现出高电压和容量大的特征，而且自动化
的各项装置设备也大力推行。

以目前电力发展速度来看，电能计量设备将会面临
较大的挑战。

电能计量设备是统计电力、核算电力经济以及性能分析所需的装置，它的准确度关乎整个电力系统的正常运转。

当下，电能表是普遍用来计量电能的
计量装置，但电能表中也存在些问题。

比如，前级的那套电能计量方法主要用来
对比厂用电量和电机出口电量的差距，将电量计量点放置发电机的出口处导致高
压线一侧电能计量无法进行，这就不利于准确计量关口处电能。

另外，配网一般
采用的电表基本上都是三相用电，而目前使用较多的高供高计还是使用三相三线
计量，这种计量方式实用性不强，性能方面也略显不足。

电子式多功能表的应用，由于电子芯片质量良莠不齐，性能方面也有不足，还有电压互感器中出现二次压
降也会给电表的计量带来较大误差。

2变电站电能计量出现误差的主要原因
2.1电能表的使用不当
电能表使用不当对电表计量数据是致命的，根据相关研究报告反映，电能表
使用方法普遍错误的是不按正确接线方法接线，而电能表的接线方法应该根据电
能表的种类来选择。

电能表接线普遍存在的问题如下：第一，三相三线电能表中
最大的问题就是电流分配不均匀，不正确的接线方式会造成电流分配不均匀，中
性点上会出现一些零序电流，然而电表计算不出零序电流实际消耗的功率大小。

故电表计量出现误差。

第二，部分三相四线电能表经常出现接线错误，如反相序
接线、3个互感器Y形接法、N线未接和2个互感器V形接线。

其中，反相序接
线是指其接线过程中允许零件力矩误差的范围缩小了，力矩控制作用增加，从而
使电能测量误差扩大。

第三，3个互感器Y形接方法是使用3个电流互感器和一
个三相四线的电能表，它的工作原理是将电流互感器采用公用连接的方式，来改
变电能表中不平衡电流的现象，但是这个方法会让电流相位发生改变，出现电能
表分流的情况，这样误差就自然而然产生了，误差的大小与负载电流的大小以及
不平衡电流的大小有关联。

现在3个互感器Y形规范的接法不用简化四线的接法，规范接法是采用分相六线接法。

还有一种错误的接线方法是N线未接和2个互感
器V形接线，当电能表中N线出现接触不良或未接通时，电能表负载电流会出现
不平衡现象，压降也会有所变化，从而造成力矩控制力变小。

由于电能表上的元
件电压或多或少会不平衡，每一个元件电压误差叠加在一起就会造成电压过大，
电流误差也很大，正负计量误差大小在2%左右。

2.2电能表互感器出现误差的问题
非专用电能表互感器出现误差主要是三大方面的原因。

首先，电能表中缺乏
配置专用互感器的二次绕组。

在贸易结算过程中电能表需要配置专用的互感器二
次绕组，这能在所有情况下进行有效的计算测量，以防贸易结算过程中的突发情况。

还能有效维护电能计量设备，使电能计量装置稳固和准确。

然而我国在这方
面的研发力度不大，相关的专业配置无法适用于生产活动中，故普通的电能表是
没有专门的配置，因此电压低或负载不均匀时电能表就会出现误差。

其次，电能
表的准确度不高。

电能表互感器有一个重用作用就是控制电能误差，非专用电能
表互感器的准确度不高，这样就会造成电能计量出现偏差。

最后，电能表互感器
负荷载压能力应该在规定负荷的25％～100％，当互感器负荷压力太大就会对电
能计量准确度有影响。

2.3电能表产品存在问题
电能表计量不准确，出现误差的主要原因可以分为两方面。

第一，机械电能
表误差的主要原因：电能表产品在生产过程中质量不高，导致电能计量不准确。

电能表的生产程序上需要使用磁性稳固的五类磁钢，这能够有效地控制电能表的
误差大小，但是很多生产电能表的厂家却为获取更大利益不惜利用劣质三类磁钢，导致电能表产品质量较低，使电能表使用过程中磁性不够稳定，电能表的阻尼力
矩变小，导致一系列电能计量误差出现。

机械电能表结构及制造工艺及技术引起
的误差，机械式电能表受转动结构影响，使电能表整体误差较大，受电能表负载
能力影响也会引起误差变化。

第二，多功能电子式电能表误差：智能电能表的质
量差，使智能电能表在实际运行过程中工作系统或内部电路或者芯片等软硬件会
发生故障，供电电压的不稳定或负荷电流不平衡等情况多半会引起软件和硬件或
时钟发生异常，导致智能电能表计量性能的故障，引起计量误差。

2.4互感器二次回路线路阻抗及二次回路压降问题
互感器二次回路中含有接线盒、开关、电缆和旋钮端子等元件，必然存在回
路阻抗。

从等效阻抗角度分析，电压互感器二次回路中阻抗分为：自身阻抗和接
触阻抗。

自身阻抗部分中电缆阻抗占主体，故电缆截面对其阻值具有较大影响；
接触阻抗部分是接线盒、开关和旋钮端子等元件为实现连接目的产生的接插、旋
转阻抗之和。

阻抗变化则引起压降变化，互感器二次回路线路阻抗及二次回路压
降不符合要求必然会增大计量误差。

3解决电能计量误差问题的方案
3.1运用电子式电能表开展电能计量工作
全电子式多功能电能表与传统的电能表相比有着更大的优势，电子式电能表
具备准确度高和稳定性强的特点，应推广应用质量优良的多功能智能电能表。

很
多改造后的变电站运用了多功能电子式电能表，其中误差都控制在0.01个百分点左右。

电子式电能表功率的损耗相对较低。

发动电子式电能表时所需电流较小，
负载能力优良。

电子式电能表在开展电能计量工作的准确性受外界气温环境因素
影响小，很多改造过的变电站都装有TH型电能表，可以减小由电能表接线错误
带来的电能计量误差。

3.2选择专用的电压和电流互感器
电能表计量回路时需要使用专用的电压和电流互感器，从而更好地处理二次
负载压力过大所引发的计量负误差情况，其中还应该选用一些合适的电压和电流
互感器来避免电网的相关限制条件，促使二次电流的实际指数可以超过30%，从
而完成电能表计量准确无误的要求。

正确使用专用的电压互感器可以使二次负载
压力至少降低30%，有效地实现电压互感器各项功能正常运转。

并且，电能表在
计量回路时选择专用的电压互感器，还能够对电能表起到有效的维护作用，防止
测量过程中一些运动回路对电能计量准确性的消极影响。

3.3采取电容补偿方法加强电压互感器的负载特性
电压互感器二次负载包括继电器、二次导线和计量仪表等装置，传统的电能
表中电压和电流元件组成部分是线圈，是一种感性负荷形式。

因此，在电能表的
接线口安装上并联电容，当电压互感器二次回路时并联电容就能吸纳超前电流来
补偿给感性负载过程中滞留在后的电流。

电容的电场能和磁场能两者的交换作用，有效地弥补了感性负载和电压互感器之间消耗的能量，从而促进电压互感器二次
回路电流的减少和负载压力的降低，实现电压互感器的负载特性增强的效果。

3.4克服互感器二次回路线路阻抗及二次回路压降措施
根据《电能计量装置技术管理规程》规定，对I、II类用于贸易的电能计量装
置中电压互感器二次回路电压降应不大于其额定二次电压的0.2%。

合理选择互感
器的规格、型号与材质；采用补偿装置补偿二次压降；采用专用计量回路：包括
专用的互感器二次计量绕组，避免继电保护、测量回路对计量回路的影响；采用
专用的计量二次电缆及专用的开关、熔断器、接线端子等，此措施可从设备配置
的角度减少了电压互感器二次回路电压降。

缩短一次电缆长度、增加一次导线截面：此措施可减少二次电缆导线的电阻，针对二次回路导线的截面要求是电流二
次回路导线截面积不小于4mm2，电压二次回路导线截面积不小于2.5mm2。

上述四种解决措施，都是根据电能表的相关特征和电能计量过程中遇到的实
际问题提出来的，具有很大的实用价值。

在解决电能计量误差这一问题上还需要
加强对电能计量装置的相关管理，例如采取抄表管理、分析电能计量数据、对电
能的保护对策，都在实际的实施运用中能够起到一定的作用。

因此，电能计量误
差的解决措施要做到具体问题具体分析，找出有针对性的解决方案。

4结束语
本文先对电能计量装置使用情况进行分析，发现现在国内一些电能计量设备
的计量准确度不高。

然后具体分析了电能计量过程中出现误差的原因，发现影响
电能计量准确度的影响因素较多，其中一些可控因素能通过一些措施来调整。

变
电站电能计量误差关系到整个电力系统的正常运行和电力企业单位的经济利益，
因此要对电能计量工作中出现的误差深入分析，找出相应的解决措施。

不管是供
电方、发电方还是广大用户，电能计量的准确性都有着关键作用，所以电力企业
要高度重视电能计量的准确和实效性。

尽最大努力减少误差，实现电能计量的整
体优化。

参考文献：
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