王慧敏

摘要：電能計(jì)量裝置在使用過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)誤差，這些誤差的產(chǎn)生不僅與電能計(jì)量裝置本身有關(guān)，外界條件及環(huán)境變化，如溫度、磁場(chǎng)及運(yùn)行電壓的高低等都會(huì)引起電能計(jì)量誤差，從而影響電能計(jì)量的準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞：電能計(jì)量;誤差;控制措施

引言

如今各個(gè)行業(yè)的發(fā)展中對(duì)電量的需求持續(xù)增長(zhǎng)，為將其消耗的定量可以準(zhǔn)確的記錄加來(lái)，有必要安裝電能表來(lái)測(cè)量電路總使用電量，而其計(jì)量的準(zhǔn)確性跟供電雙方的直接利益有關(guān)，是結(jié)算時(shí)的主要憑據(jù)。但在現(xiàn)實(shí)使用中，電能表在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)受到很多因素影響，使得其計(jì)量出現(xiàn)偏差，造成電量計(jì)量準(zhǔn)確，給供電與用電方都帶來(lái)了巨大經(jīng)濟(jì)損失。并且經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用后會(huì)有部件老化、缺少修理和保養(yǎng)不當(dāng)?shù)葐?wèn)題都讓設(shè)備工作效率下降，另外在電能表的內(nèi)部電路出現(xiàn)了問(wèn)題后也會(huì)使得計(jì)量產(chǎn)生誤差。

1電能表測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

目前我國(guó)單相智能電能表的硬件方案基本類(lèi)似，首先用電壓/電流采樣電路將電網(wǎng)電壓和負(fù)荷電流轉(zhuǎn)換成弱電信號(hào)，再使用集成芯片實(shí)現(xiàn)電參數(shù)測(cè)量和電能計(jì)量。以國(guó)內(nèi)某廠家生產(chǎn)的單相電能表為例，詳細(xì)闡述電能表測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

2智能表測(cè)量誤差的來(lái)源

2.1電流采樣電路引起的誤差

在測(cè)量幾安培或是幾十安培的交流電流，需要將表轉(zhuǎn)變?yōu)榈刃У男⌒盘?hào)交流電壓，不然則無(wú)法進(jìn)行測(cè)量。在直接接到電子式智能電表時(shí)，通常使用猛銅分流片和經(jīng)互感器接入。若是用猛銅片當(dāng)做是分流的電阻R，那么大電流i在流經(jīng)（t）時(shí)會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的成正比的微弱電壓U。

2.2電壓采樣電路引發(fā)的誤差

由于被測(cè)量的電流都相同，100V或是220V電壓一定要經(jīng)過(guò)分壓器或是電壓互感器的轉(zhuǎn)變，成為了小電壓信號(hào)之后，才能送到乘法器中。電子式智能電能表內(nèi)部使用的分壓器通常是電阻網(wǎng)絡(luò)和電壓互感器。其優(yōu)勢(shì)在于線性良好、低成本，不足是不能實(shí)現(xiàn)電氣隔離。另外，在電壓采樣時(shí)電阻風(fēng)壓，需要注意到電阻的功耗和耐壓性，一般要使用多個(gè)工藝，將精度同樣的貼片電阻進(jìn)行串聯(lián)。因?yàn)轱L(fēng)壓會(huì)使得電阻的溫度產(chǎn)生變化，取樣的電壓關(guān)系式中的分子和分母會(huì)相互抵消。所以可以使用低成本的精度是1%的電阻。

3電能計(jì)量裝置誤差產(chǎn)生的原因分析

3.1互感器誤差

（1）電流互感器二次容量選用不當(dāng)引起的誤差。接入電流互感器的二次負(fù)荷包括接線電阻、電能表電流線圈阻抗和外接導(dǎo)線電阻，在選擇電流互感器時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)接入的二次負(fù)荷電阻進(jìn)行計(jì)算，選擇適當(dāng)?shù)亩稳萘看笮〉幕ジ衅鳌Ｈ绻娏骰ジ衅鞫稳萘窟x擇不當(dāng)時(shí)，過(guò)高或過(guò)低的負(fù)載都會(huì)對(duì)電能計(jì)量的準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響。

（2）二次繞組勵(lì)磁引起的互感器誤差。當(dāng)一次電流通過(guò)電流互感器一次繞組時(shí)，則會(huì)消耗一定量的電流來(lái)勵(lì)磁，才能促使二次繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，使鐵芯產(chǎn)生磁通，此時(shí)如果材料選擇不當(dāng)，則會(huì)產(chǎn)生一定的誤差。

3.2電壓、電流、溫度的變化。溫度、電壓、電流的變化

是會(huì)誘導(dǎo)電能表產(chǎn)誤差的主要因素。因表中所加載的電壓與外內(nèi)線路的電壓不一致，而導(dǎo)致轉(zhuǎn)動(dòng)速度不均勻，從而產(chǎn)生誤差。一是表中加載的電流和外內(nèi)線路的電流也同樣不相同，有一定偏差會(huì)致使其度數(shù)和實(shí)際的用電量不相符，從而出現(xiàn)誤差。二是表內(nèi)電流通過(guò)時(shí)的外部環(huán)境溫度也有在不斷變化，會(huì)影響誤差的產(chǎn)生。三是電能表加載的電流與外內(nèi)線路的電流不同，有很大的偏差，會(huì)使得變得度數(shù)和實(shí)際電量不一致。

3.3電能表位置傾斜

電表在正常運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，容易受到各種因素干擾而發(fā)生偏移，若發(fā)生了這樣的情況則會(huì)使得計(jì)量發(fā)生誤差。其原因是因?yàn)殡娔鼙碓诎l(fā)生傾斜時(shí)內(nèi)部的元件發(fā)生了位移，使得轉(zhuǎn)動(dòng)滑輪力距發(fā)生的變化進(jìn)而產(chǎn)生了偏差。而傾斜角度越大側(cè)壓力和傾斜誤讀指數(shù)同樣會(huì)增加，只有保持電流小于標(biāo)準(zhǔn)電流的40%，這時(shí)的計(jì)量的誤差才可忽略不計(jì)。所以，為保證電表讀數(shù)的正常，需要把有關(guān)元件和轉(zhuǎn)動(dòng)滑輪安防在電表的中央部位，以便讓滑輪在軸承中的位移降低規(guī)避誤差的出現(xiàn)。

4智能電能表計(jì)量誤差改正方法

4.1改變控制繼電器的節(jié)點(diǎn)方式

為了解決智能電表跳閘問(wèn)題，需要將跳閘控制的繼電器使用常閉合觸電的方式。根據(jù)最新單項(xiàng)智能表的技術(shù)規(guī)范要求：電能表跳閘控制端子為5，需直接輸出一個(gè)交流電壓，進(jìn)而讓控制信號(hào)會(huì)引發(fā)電表供電線路的相線，同時(shí)驅(qū)動(dòng)力不能比20mA小，控制信號(hào)非激勵(lì)態(tài)的輸出電壓要是供電電壓的90%～110%。若是控制信號(hào)處在非激勵(lì)態(tài)時(shí)，外置負(fù)荷開(kāi)關(guān)處于閉合狀態(tài)。其整體邏輯是智能電表通電后，因?yàn)楸韮?nèi)的跳閘控制繼電器要用閉控制節(jié)點(diǎn)電源電壓接入外置負(fù)荷開(kāi)關(guān)，以保持外負(fù)荷開(kāi)關(guān)合閘，電表在工作后可以評(píng)斷用戶應(yīng)滿足需求的電費(fèi)余額時(shí)，要保持表內(nèi)閉觸電正常供電。但用戶沒(méi)有滿足時(shí)，會(huì)自動(dòng)中斷供電。

4.2電能表誤差調(diào)整

實(shí)際的計(jì)量裝置，儀表的誤差能夠在負(fù)荷點(diǎn)之下，將其調(diào)到最小，而互感器合成誤差與電壓互感器的二次導(dǎo)線壓漿引發(fā)是誤差和平均二次回路的運(yùn)行參數(shù)有關(guān)，可通過(guò)調(diào)整有關(guān)參數(shù)來(lái)減少偏差。電流或電壓互感器的合成誤差在額定二次導(dǎo)線壓降而造成的偏差，在綜合中占有相當(dāng)?shù)谋壤?，需用電表、互感器的合理選用加以補(bǔ)償，還要在設(shè)備選型的過(guò)程中判斷其計(jì)量的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行檢查，同時(shí)又要依據(jù)負(fù)荷所需，對(duì)儀表在何種計(jì)量精準(zhǔn)度下加以考慮，在正式投入使用時(shí)要提前做好各項(xiàng)測(cè)試準(zhǔn)備，使用中，加大對(duì)儀表的檢驗(yàn)和運(yùn)作管理。

4.3電壓互感器二次回路誤差控制與管理

（1）選擇適宜的二次回路導(dǎo)線截面與導(dǎo)線長(zhǎng)度。一般情況下，可以通過(guò)增大導(dǎo)線截面或者縮短導(dǎo)線長(zhǎng)度兩種方式來(lái)縮小二次回路電壓降。因此，在確保滿足導(dǎo)線負(fù)荷的基礎(chǔ)上，選擇適合的導(dǎo)線截面和導(dǎo)線長(zhǎng)度，可以有效減少二次回路電壓降，進(jìn)而減少電能計(jì)量裝置誤差。

（2）減少二次回路阻抗。在選用電能表時(shí)，應(yīng)盡量選取全電子多功能電能表，一表多用途，可以達(dá)到減少二次負(fù)荷阻抗的目的，降低二次回路電壓降。

（3）裝設(shè)熔斷器。在電能計(jì)量裝置投入使用前，應(yīng)提前測(cè)量互感器的二次負(fù)荷，當(dāng)負(fù)荷低于35kV時(shí)，可以不必裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)和熔斷器;當(dāng)負(fù)荷大于35kV時(shí)，則需要安裝熔斷器，在實(shí)際運(yùn)用中，應(yīng)將熔斷器兩端的電壓控制在一定范圍內(nèi)。

4.4提高載波功效和電源容量

但電能表的載波功效提升后，Vcc電壓值會(huì)相應(yīng)隨載波發(fā)射電流的變化而變動(dòng)，這是由于載波的電流與電網(wǎng)的阻抗有關(guān)聯(lián)。又與電阻隨機(jī)性與用戶負(fù)荷相關(guān)。當(dāng)電網(wǎng)用戶接上電后，所產(chǎn)生的載波信號(hào)很小，但卻會(huì)產(chǎn)生極高的電流，信號(hào)大幅度減少。如果按照這一模式來(lái)設(shè)計(jì)載波的放電壓值，所需的Vcc值更大，而當(dāng)電網(wǎng)抗大時(shí)相應(yīng)的Vcc電壓值也會(huì)變大，進(jìn)而讓載波信號(hào)超過(guò)限定的134dBuV。所以需要把Vcc電壓值維持在穩(wěn)定輸出的狀態(tài)下，才能讓載波信號(hào)副值，不跟隨電阻的變動(dòng)而變化，確保穩(wěn)定的信號(hào)。

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