论电能计量装置的综合误差及其减小方法

论电能计量装置的综合误差及其减小方法摘要：随着电力事业的发展和供电量的不断增加，电能计量已成为供用电双方都十分关注的一个话题，针对影响电能计量装置综合误差的因素及减小方法进行了论述。

关键词：电能计量；误差；减小

0 前言

电能计量装置是电力系统中的重要设备，它的准确与否直接关系到电力系统的经济效益。长期以来，电网中各个节点的电量都是按照电能表的读数来确定的，较少考虑到电能计量装置的综合误差所造成的影响。近年来，随着用户对电力部门服务质量的要求不断提高，电能计量装置的准确性问题受到了越来越多的关注。如何减小电能计量装置的综合误差，提高计量的准确性成为电力部门和用户共同关心的热点问题。本文将分析电能计量装置综合误差产生的原因，给出减小这种误差的方法。

1 电能计量装置的综合误差

根据dl/t448-2000 《电能计量装置技术管理规程》的规定，电能计量装置由电能表、计量用电压电流互感器及其二次回路共同组成。因此，电能计量装置的综合误差可用式（1）表示：γ=γh+γd+γe （1）

式中：γ———电能计量装置综合误差；γh———电流、电压互感器引起的综合误差；γd———电压互感器二次回路电压降引

起的误差；γe———电能表自身的误差。现场运行条件下，影响电能计量装置综合误差的因素更多，如温度变化、环境磁场、运行电压的高低、电流的大小、功率因数的变化、频率的波动等。所以，电能计量装置的综合误差是一个动态的数据，在实际操作中很难量化考核，一般将其分解为各组成部分的误差控制。但是，综合误差的概念有利于从整体上控制，实现电能表、互感器和二次回路之间的优化配置，提高装置整体的准确性。

2 综合误差产生的原因

2.1.电能表本身的误差

由于制造工艺等因素的限制，电能表本身允许存在一定的误差。但是，超过这个误差范围（即产生超差），电能表就需要进行调整以达到误差要求。一般而言，产生超差的原因有：（1）电能表型号老化，没有按时周检，电能表的误差特性发生变化；（2）电能表运行的现场环境恶劣；（3）检定装置长期不检定或标准表的使用不符合检定要求。

电能表检定规程对交流电能表检定装置的基本技术要求是：（1）检定2.0级和3.0级电能表的检定装置应两年校准1次，检定0.2级至1.0级的检定装置应1年校准1次。装置内的标准电流、电压互感器还应在运行条件下校准误差。（2）标准电能表的相对误差应不超过被检表基本误差限的1/5。

2.2.互感器引起的误差

电能表计量的电量是通过电流互感器（ct）和电压互感器（pt）后的二次电量值，因此，互感器的使用也会带来一定的误差。这种误差与以下因素有关：第一，互感器的一次电流。由于铁芯磁导率和损耗角都是非线性，随着一次电流（电压）的增大，铁芯磁通密度增加，磁导率增大，当一次电流（电压）进一步增大，铁芯将趋向饱和，磁化曲线趋向平坦，互感器一、二次之间不再是线性关系。因此，一次电流（电压）是影响互感器误差的重要因素之一。第二，互感器的真实变比和计算用变比不一致。通过计量节点的真实电量可以用式（2）、式（3）表示：

w=（w1-w2）bl （2）

bl=k1kvb/klky （3）

式中：w1———前次抄表读数；w2———本次抄表读数；bl———实用倍率；b———电能表倍率，未标者为1；k1、kv———电流、电压互感器的额定变比；kl、ky———铭牌上标注的电流、电压互感器变化，未标者为1。从上述两个公式可以看出，当互感器的真实变比与计算电量用的变比不一致时，必然引起计量误差。

2.3.互感器二次回路压降引起的误差

电压互感器的二次电流经过电路到达电能表的过程中会产生压降。因此，电能表所测量的电压就不等于实际电压，从而导致测量误差的产生。这部分误差通常比较大，而且不是常数，会随二次负荷、系统运行的功率因数及运行方式等发生变化，需要引起足够的

重视。电压互感器一般装设在室外，而电能表则装设在室内，两者之间通常都有100m左右的距离，而且回路中还装有断路器、熔断开关、接线端子等设备，这些设备都有一定的电阻。随着负荷和外界环境的变化、运行时间的增长，这些设备都会老化，从而加大二次回路的电阻，导致二次回路压降引起的误差进一步加大。二次回路压降引起的误差是可以测量的，通常用式（4）来表示：γh=0.5（fab+fcb）+0.0084（δcb-δab）-（δi2-δu2）+0.289（fcbfab）

tanφ+0.0145（δab+δcb）tanφ（4）

式中：fab、δab———与电能表第一组测量元件相连的电压互感器二次回路压降引起的比差（%）、角差（分）；fcb、δcb———与电能表第二组测量元件相连的电压互感器二次回路压降引起

的比差（%）、角差（分）；φ———功率因数角（度）；δi2、δu2———同一元件的电流互感器和电压互感器的角差。

此外，目前现场使用的电能计量装置中，大多数电压互感器的二次线圈为电能表、保护和运动装置所共用，大大增加了二次负荷，同样会引起较大的误差。

2.4.其他原因引起的误差

（1）计量回路接线错误：以三相三线感应式电能表为例，其接线方式有72种，而其中正确的接线方式只有1种，所有错误的接线方式都会引起误差，而且这种误差的大小不定，有些较小，有些

则可以达到百分之几百，最严重的甚至会引起电能表不转或反转。

（2）功率因数的变化：三相三线电能表只有在功率因数cos φ>0.5时才能正确计量电量，若低于0.5，计量则不准确甚至引起电能表反转。

（3）计量方式：对于中性点绝缘系统而言，其电能计量应采用三相三线方式，两台电流互感器的二次绕组与电能表之间应采用四线连接；对于中性点非绝缘系统而言，由于可能出现三相不平衡的情况，所以要采用三相四线的计量方式，3台电流互感器与电能表之间应采用六线连接。

3减小综合误差的方法

3.1.对电能表自身误差的处理

严格按照dl/t448-2000的规定，对不同用户配备不同级别及准确度的电能表：月平均用电量5gwh及以上或变压器容量为10mva 及以上的高压计费用户、200mw及以上发电机、发电企业上网电量、电网经营企业之间的电量交换点、省级电网经营企业与其供电企业的供电关口计量点的电能计量装置均属于ⅰ类电能计量装置。ⅰ类电能计量装置应配置0.2s级或0.5s级有功电能表、2.0级的无功电能表、0.2级的电压互感器、0.2s级的电流互感器。同时，按照电能表相关检定规程的规定，要定期对电能表进行周检，保证其误差符合要求。电能表的误差可调，但是，在进行调整时要考虑到与之配套使用的互感器的误差，在符合电能表误差要求的前提下，尽