顏志輝 林曉鋒

摘 要：電力是現(xiàn)代社會(huì)不可或缺的重要能源，2018年我國(guó)全社會(huì)用電量已達(dá)到68449億千瓦時(shí)。為維護(hù)貿(mào)易公平，電能計(jì)量和電能計(jì)量管理一直是法制計(jì)量監(jiān)管的重點(diǎn)。目前普遍換裝了電能表，電能計(jì)量準(zhǔn)確性不斷提高，電能表在電路中的作用是測(cè)某一時(shí)間內(nèi)用電量，通過(guò)這一時(shí)間的電能以及電能表工作的電壓，以求出這一段時(shí)間內(nèi)的平均電流及功率。電能表在運(yùn)行中可能受到多種因素的影響產(chǎn)生計(jì)量差錯(cuò)，由于電能表自身設(shè)計(jì)的局限和一些外在不穩(wěn)定因素的影響，在計(jì)量檢測(cè)過(guò)程中容易產(chǎn)生誤差，這些額外的誤差數(shù)據(jù)會(huì)嚴(yán)重?fù)p害供電企業(yè)和用戶(hù)雙方的利益。電能表計(jì)量檢測(cè)的準(zhǔn)確性有利于保障用戶(hù)和供應(yīng)企業(yè)之間的公平性，所以對(duì)電能表計(jì)量誤差進(jìn)行分析并找出不良的原因，提出改善的建議，對(duì)促進(jìn)電能表的良性使用具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：電能表；檢測(cè)；誤差

引言

電能表主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)電能量數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程自動(dòng)采集、存儲(chǔ)、傳送和統(tǒng)計(jì)、計(jì)費(fèi)等功能，是電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、科學(xué)調(diào)度和考核結(jié)算的基礎(chǔ)。如果對(duì)電能表的檢測(cè)管理不當(dāng)，將在經(jīng)濟(jì)效益、調(diào)度決策等方面帶來(lái)不良后果。同時(shí)，由于電能表自身軟硬件體系結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性以及外界因素的不確定性，發(fā)生誤差是不可避免的，對(duì)電能表不良因素的處理具有明確的現(xiàn)實(shí)需要。

一 電能表在電能計(jì)量檢測(cè)中的作用

電能的計(jì)量包括含電能標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)，電能計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具的溯源，電能計(jì)量器具安裝前的檢定、電能計(jì)量裝置安裝后的現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)和使用中的周期檢測(cè)；出現(xiàn)計(jì)量糾紛時(shí)進(jìn)行的仲裁檢定等檢測(cè)計(jì)量過(guò)程。而由電能計(jì)量裝置來(lái)確定電能量值的一組操作，就是為了實(shí)現(xiàn)電能量單位及其量值準(zhǔn)確、可靠的一系列活動(dòng)。電能計(jì)量裝置的主要部件包括有：計(jì)量用電流互感器、電壓互感器，電能表，互感器與電能表之間的二次回路。對(duì)電能計(jì)量裝置會(huì)進(jìn)行管理的目的是為了保證電能計(jì)量的準(zhǔn)確、和保障電能計(jì)量裝置運(yùn)行的安全可靠。當(dāng)電路中電壓電流超過(guò)電能表規(guī)定量程時(shí)，電能表就不能直接接入電路計(jì)量電能。而是需要通過(guò)電壓互感器和電流互感器來(lái)擴(kuò)展電能表電壓和電流的測(cè)量能力，經(jīng)過(guò)測(cè)量用電壓互感器或電流互感器間接接進(jìn)電路，以測(cè)量高電壓和大電流線(xiàn)路上的用電量。

二 現(xiàn)有市場(chǎng)使用的電能表的分類(lèi)及其工作原理

電能表種類(lèi)繁多，按相線(xiàn)劃分為：?jiǎn)蜗嚯娔鼙?、三相三線(xiàn)電能表、三相四線(xiàn)電能表；按用途分為：有功電能表、無(wú)功電能表；按工作原理分為：機(jī)電式交流電能表、靜止式交流電能表。

機(jī)電式交流電能表其工作原理為：根據(jù)電磁感應(yīng)原理，電能表通電時(shí)，在電流線(xiàn)圈和電壓線(xiàn)圈產(chǎn)生電磁場(chǎng)，在鋁盤(pán)上形成轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，通過(guò)傳動(dòng)齒輪帶動(dòng)計(jì)度器字輪計(jì)數(shù)，電流電壓越大，轉(zhuǎn)矩越大，計(jì)數(shù)越快，用電越多。鋁盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩與負(fù)載的有功功率成正比

靜止式交流電能表也稱(chēng)為電子式電能表，由電壓電流接口、時(shí)鐘模塊、EEPROM模塊、液晶模塊、鍵盤(pán)處理模塊等組成，是利用電子電路、芯片來(lái)測(cè)量電能；用分壓電阻或電壓互感器將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成可用于電子測(cè)量的小信號(hào)，用分流器或電流互感器將電流信號(hào)轉(zhuǎn)化按成可用于電子測(cè)量的小信號(hào)，利用專(zhuān)用的電能測(cè)量芯片將變換好的電壓、電流信號(hào)進(jìn)行模擬或數(shù)字乘法，并對(duì)電能進(jìn)行累計(jì)后輸出頻率與電能成正比的脈沖信號(hào)；脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)馬達(dá)帶動(dòng)機(jī)械計(jì)度器顯示，或送微型計(jì)算機(jī)處理后進(jìn)行數(shù)碼顯示。

三 電能表檢測(cè)中產(chǎn)生的誤差的分類(lèi)

電能表體現(xiàn)出來(lái)的誤差可分為基本誤差（最大允許誤差）和附加誤差兩種形式。由國(guó)家規(guī)定的技術(shù)檢定規(guī)程要求的環(huán)境下產(chǎn)生的相對(duì)誤差可稱(chēng)為基本誤差（最大允許誤差），基本誤差屬于法定要求賦予儀器的特性體現(xiàn)，該特性歸納為一個(gè)被規(guī)定的數(shù)值區(qū)間，只要電能表的誤差特性在該區(qū)間內(nèi)即可視為合格項(xiàng)，相反超出該區(qū)間則判斷為不合格項(xiàng)；在實(shí)際運(yùn)行中產(chǎn)生的一些影響量附帶產(chǎn)生的誤差（如電壓、溫度、電流、頻率和檢定裝置等不同條件引起的新的誤差）和外在因素（例如安裝電能表的位置不垂直產(chǎn)生的新的誤差）稱(chēng)為附加誤差。附件誤差多半因?yàn)橐?guī)定的檢測(cè)環(huán)境或影響量沒(méi)有達(dá)到規(guī)定的技術(shù)檢定規(guī)程要求而產(chǎn)生，新增加的誤差疊加在基本誤差上有可能破壞原有法定賦予的合格的誤差特性，偏離了原有的數(shù)值區(qū)間導(dǎo)致檢測(cè)的不合格項(xiàng)的產(chǎn)生。因此需要對(duì)這些影響量進(jìn)行分析并采取改善措施。

四 電能表在檢測(cè)中產(chǎn)生附加誤差的原因

由電能表外觀產(chǎn)生的誤差：型式結(jié)構(gòu)差異體現(xiàn)在尺寸、結(jié)構(gòu)、材料、顏色等幾個(gè)方面。在排除外觀結(jié)構(gòu)上的差異和材料對(duì)其造成的影響，而在某些智能電能表中會(huì)因?yàn)閮?nèi)部的電池充放電過(guò)程中出現(xiàn)電能損耗及電池欠壓引發(fā)計(jì)量芯片受到干擾，可能在讀寫(xiě)總電量時(shí)引發(fā)電量數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤

由互感器產(chǎn)生的誤差：互感器的二次容量包括外接導(dǎo)線(xiàn)電阻、線(xiàn)圈阻抗、接觸電阻。因此其中一個(gè)方面設(shè)置參數(shù)不當(dāng)時(shí)很容易造成附加誤差；其次，互感器還會(huì)因?yàn)槎卫@組時(shí)消耗勵(lì)磁，鐵芯產(chǎn)生磁流的過(guò)程容易出現(xiàn)誤差；在使用過(guò)程中，互感器出現(xiàn)過(guò)高負(fù)載或過(guò)低負(fù)載，不符合額定負(fù)載時(shí)也容易產(chǎn)生附加誤差。

由二次回路產(chǎn)生的誤差：二次回路誤差也是電能計(jì)量裝置產(chǎn)生誤差的主要原因之一。二次回路的輔助電路、繼電器與斷路器都裝置了接觸電阻，在互感器產(chǎn)生功率時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)電壓降，當(dāng)電壓降使功率與第二次回路的電壓不相符時(shí)，就會(huì)造成誤差；例如，當(dāng)不正確地進(jìn)行壓感器二次連接時(shí)，會(huì)使得二次回路的電壓降范圍高于額定電壓，從而出現(xiàn)新的誤差。

由接線(xiàn)盒異常產(chǎn)生的誤差：一般由于接線(xiàn)部位的金屬片因長(zhǎng)時(shí)間出現(xiàn)氧化現(xiàn)象，造成接線(xiàn)端虛接、松動(dòng)或由此導(dǎo)致的接觸不良，從而產(chǎn)生附加誤差。

五 減少電能檢測(cè)中誤差的產(chǎn)生采取的措施

減少電能表誤差需要增強(qiáng)管理，管理可以分為前期和后期兩個(gè)階段，前期包括監(jiān)控、預(yù)警、判斷處理等；后期是相對(duì)應(yīng)的措施改善。前期的監(jiān)控、預(yù)警和判斷重要在于數(shù)據(jù)收集：建立運(yùn)行電能表故障數(shù)據(jù)庫(kù)，需要收集分揀系統(tǒng)、質(zhì)檢試驗(yàn)室數(shù)據(jù)、運(yùn)行區(qū)域數(shù)據(jù)、系統(tǒng)中數(shù)據(jù)信息。電能表數(shù)據(jù)庫(kù)具有數(shù)據(jù)量大、信息準(zhǔn)確、同步更新、不斷完善等重要特點(diǎn)。電能檢測(cè)的實(shí)時(shí)性和重要性，對(duì)處理誤差的時(shí)效性和可靠性尤為重要，對(duì)產(chǎn)生的誤差分析得越合理、越準(zhǔn)確，越能減少誤差帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失；同時(shí)，故障分析結(jié)果也可以起到一定的預(yù)警作用，從而及時(shí)排除隱患。因此，判斷分析是電能表故障處理的重點(diǎn)內(nèi)容之一。

在監(jiān)控的同時(shí)定期保養(yǎng)維電能檢測(cè)裝置，對(duì)其期間核查做穩(wěn)定性考核，以保證電能檢測(cè)裝置及其二次回路的正常運(yùn)行；合理配置互感器：靈活關(guān)系配比計(jì)量倍率，一旦儀器更改，核對(duì)參數(shù)后應(yīng)及時(shí)重新計(jì)算和審核倍率，以確保數(shù)值準(zhǔn)確。

生產(chǎn)過(guò)程中加強(qiáng)型式檢測(cè)對(duì)電能表的要求，測(cè)量項(xiàng)目要求完全符合性能試驗(yàn)項(xiàng)目，同時(shí)在材質(zhì)和負(fù)載開(kāi)關(guān)性能上增加技術(shù)說(shuō)明，強(qiáng)調(diào)其負(fù)荷的技術(shù)性能的描述；在元器件和PCB內(nèi)部設(shè)計(jì)要求明確，對(duì)生產(chǎn)的電能表的材質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)與核對(duì)，對(duì)電氣安全性能、環(huán)境適應(yīng)性和穩(wěn)定性，以達(dá)到電能表全性能的檢測(cè)和型式評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)合格的生產(chǎn)期望。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)實(shí)施電能表型式批準(zhǔn)對(duì)電能表生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)材料及技術(shù)進(jìn)行監(jiān)管，從源頭上保證電能表的量值準(zhǔn)確；在使用前嚴(yán)把電能表“檢定關(guān)”，所有使用于貿(mào)易結(jié)算用的電能表，必須經(jīng)過(guò)有資質(zhì)的計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)強(qiáng)制檢定合格后，才能安裝使用。電能表強(qiáng)制檢定需經(jīng)過(guò)兩道程序，首先是使用自動(dòng)化的電能表計(jì)量檢定流水線(xiàn)對(duì)所有電能表逐個(gè)進(jìn)行檢定，剔出不合格的電能表，然后再用人工方法按照一定比例對(duì)經(jīng)過(guò)自動(dòng)化檢定流水線(xiàn)檢定合格的電能表進(jìn)行復(fù)核檢定，而這個(gè)過(guò)程中需要符合國(guó)家檢定規(guī)程的要求，減少人為出現(xiàn)的錯(cuò)誤，合理配置計(jì)量器具確保計(jì)量檢測(cè)量值準(zhǔn)確、公正才能保障電能使用同時(shí)進(jìn)行科學(xué)統(tǒng)計(jì)和分析其誤差，為節(jié)能減排工作提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。

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