关于电能计量装置现场校验及误差因素分析

摘要：电能是一种商品，电能计量装置则是一把秤，它的准确与否，直接关系到供用电双方的经济利益；下文主要阐述了电能计量装置现场校验的相应问题。

关键词：计量装置；误差；改造技术；管理内容

0 概述

众所周知，电能计量管理工作是电力企业生产经营管理及电网安全运行的重要环节，其技术和管理水平不但关系到电力工业的发展和电力企业的形象，而且影响贸易结算的准确、公正，涉及广大电力客户的利益。随着一表一户的增加，Ⅴ类电能计量装置直接关系到居民的切身利益，其重要性极大提升，现场的抽检工作越来越多，而原有测试方法繁琐，仪器使用不方便，使得工作效率低下。因此，研制简单的现场校验仪显得尤为重要。

1 电能计量装置误差的计算方法

1.1表计误差的计算

计算表计误差时，要掌握具体的参数，根据参数值与标准值大小的对比，初步判断造成计量装置误差的原因。一般情况下，表计误差的计算有相应的已知参数，这些可直接运用于计算公式中。如阅读电能计量装置的说明书，可掌握电能表的转数C转/kW·h，标准表输出的标准高脉冲频率为fh，以及与之对应的二次侧额定功率为U·AW。在计算时对表计误差的判断，必须要将表计电能表转动信号准确地采样处理，再累计标准表的高频脉冲数，对误差的大小详细计算即可得到较为准确的数据结果。表计误差的计算公式如下：

式中，W1为表计用电能表计量的电能；W0为标准表计量的电能；n为采样的电能表转动的转数；C为电能表常数；U、A为标准表二次额定电压、额定电流；fh为标准表高频脉冲频率；fx为电能表转n转标准表累计脉冲数。

1.2计量装置综合误差的计算

考虑到电能计量装置的综合误差成因较为复杂，在计算时应掌握多个相关的参数，以保证后期计算结果的准确性。通常计量装置的误差是由计量表计与计量用互感器共同产生的误差现象。经过分析处理，因表计计量的为二次侧电能，在计算时要结合互感器状态的变化情况，转换为一次侧的电能即可方便计算，电能表n转电能大小按以下公式计算：

式中，B为互感器变比。计算出电能表大小数值后，再利用计量装置综合误

差的计算公式获得最终数据。二次侧电能以及二次侧电流的计算可以将其转换为一次侧电能及一次侧电流计算，间接地反映出电能计量装置的综合误差。计算公式如下：

式中，n为采样的电能表转动的转数；C为电能表常数；U、A为标准表一次额定电压、额定电流；fh为标准表高频脉冲频率；fx为电能表转n转标准表累计脉冲数。

1.3互感器比差、角差测试

传统误差测试没有考虑到互感器其他因素造成的影响，导致测量计算所得的结果误差偏大。当前，电能计量装置误差的现场校验过程中，对互感器比差、角差测试应结合标准表提供的互感器比差角差测试。对于被测计量装置的误差判断，则是参照互感器的一次侧、二次侧电流，电流互感器初次级电流I1、I2等之间的电流相位差进行判断，最后得到互感器正常状态下的角差、比差。本文以电流互感器为例，电流互感器的变比公式为：

式中，KSI为互感器标称值。对于比差的计算，要结合脉冲填数法测量，根据上述公式计算所得的结果即可判断比差的大小情况。

2 造成电能计量装置误差的因素

随着我国现代电网规划工程的广泛开展，电能计量装置的作用更加显著。借助于电能计量装置可测得相应的参数指标，保证系统执行命令时能稳定可靠地运行。由于多方面因素的限制，电能计量装置测量误差难以控制，给系统人员的操作带来不便。

①产品质量。目前，我国电力行业所用的计量装置种类、型号相对复杂。就电能表而言，包括单相电能表、三相电能表、特殊电能表等。产品数量日趋多样，计量装置产品的质量问题更加严重，以致影响到计量装置实际运用的精度。

②操作不当。计量装置操作不当对最终的数据有直接的影响，情况严重时会造成电路短路而中断了整个系统的正常运行。如电压测量时，装置两端的接线错误，电压表上的数据显示不到位，影响了后期操作的稳定性，电压表显示数据摆动不定。

③计算失误。测量数据可从计量装置显示的参数直接获得，一些特殊装置则需要经过详细的计算才能得到结果。电力测量是一个连贯的操作流程，若某个环节出现失误则会导致下一步计算的错误，增大了电能计量装置的测量误差。

3 现场校验结果的误差分析

3.1 电能表误差、计量装置误差分析

在电能表校验误差公式中，n、C、U、A、fh均为常数，令，称为脉冲算定值，等于fx的平均值。

则（1）式化为：

则测量误差的标准误差为：（1）

同理，可以得到计量装置综合误差的相对标准差的表达式为：（2）

其中：表示一次电能对应的脉冲算定值由（1）、（2）可以看出，电能表误差的标准误差和计量装置综合误差的标准差均为标准表的引用误差，在校验过程中，只要正确把握测试仪中标准表电能基本误差，就可以对标准表、计量装置正确校验。

3.2 比差、角差误差分析

根据电能表误差标准误差的计算方法，同理可以得到互感器比差由变比因素引起的标准误差为：（3）

而两边取对数，则：

于是：在极限情况下, 标准误差为：

（4）

根据（3）、（4）两式知，由直接测量一次、二次电流所计算互感器比差的标准误差为一次、二次侧测量用钳形表相对偏差有关。角差的误差，与测量用处理器的计数频率有关，选择高速芯片，将提高测量准确度，误差就会较小。

4 计量装置的管理内容及方法

各级计量人员根据校验计划，在营销管理信息系统中创建现场校验工作单，工作完毕后，将现场校验数据录入营销管理系统归档。如结论不合格，经用户确认后启动电量退补流程；对需要更换计量装置的启动换装流程。

①合理运用。电能表现场检验标准应按期送至省电科院检测并在有效期内使用。现场检验电能表应用标准电能表法，利用光电采样控制或脉冲信号控制开展检验。宜使用可测量电压、电流、相位和带有错接线判别功能的电能表现场检验仪。现场检验仪应具有数据存储和通讯功能。

②控制误差。现场检验时不允许打开电表罩壳和现场调整电能表误差。当现场检验电能表误差超过电能表准确度等级值时应在3个工作日内更换。新投运或改造后的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类高压电能计量装置应在1个月内进行首次现场检验。I、II类电能表至少每6个月现场检验一次；III类电能表至少每年现场检验一次。

③定期检查。高压互感器每10a现场检验一次，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，时间不得超过下一次主设备检修完成日期。运行中的电压互感器二次回路电压降应定期进行检验。对35kV及以上电压互感器二次回路电压降，至少每两年检验一次。

④临时校验。对用户有异议的运行计量装置，由各县区局计量人员按照职责界面进行现场临时校验。用户确需申请室内临时检定的，由各县区局计量人员负责拆回计量装置送至本县区局营业部用户计量班，由用户计量班统一送达计量部进行校验。

5 结语

综上所述，电能计量装置在电力系统运行期间有着重要的测量作用，现场生产作业时应安排技术人员对计量装置的性能状态综合检查，确保无误后才能正式进行用户系统测量。“误差”是影响测量装置数据精度的主要因素，为避免误差偏大应采取相关的措施防范处理。误差计算有助于掌握详细的数据信息，为计量装置的调试运行提供可靠的方案，这是电力企业未来研究的重点内容。