摘要：电能是保证国家经济发展和人们正常生产生活的重要基础能源，电能计量同时关系着供电、用电、发电三方的利益。在现代的电力系统中，负荷峰谷值由于负荷的剧烈波动而产生了较大的差值，电流和电压由于非线性负荷的大量产生而波形畸变严重，这些因素均造成了电能计量误差的显著增大，给电能计费带来了很大的困扰。本文对影响电能计量准确性的因素进行了简单的分析和研究，并针对这些因素提出了几点解决措施，以期对相关工作人员提供一定的帮助。
关键词：电能计量；准确性；解决措施
引言
在电力部门中，电能的生产、销售和电网的正常运行是离不开电能计量准确性的，只有电能计量的准确性得到了保障，电力系统各个环节才能很好的协调运行。总体来说，电能计量的准确性体现了电力企业的综合管理水平和其技术能力；让用户对自身用电量切实掌握的同时维护了电力企业自身的经济效益。因此，电力企业必须认识到提高电能计量准确性的重要作用，积极研究电能计量中影响其准确性的因素，并找到行之有效的方法将其解决，提高自身的经济效益，同时为我国电力事业的发展做好基础工作。
1电能计量装置的作用
电能计量装置是电力系统中不可缺少的重要组分，电能计量装置中有一个为人熟知的重要组成部分，就是电能表，它在电能计量起到了不可或缺的重要作用。在电力系统的各个环节，如发电、供电和用电等环节中的电能计量均需要大量计量装置的参与。准确的电能计量首先可以保证准确的电能计算，其次还为电力企业制定生产计划、保证经济合理提供了重要依据。企业只有对用电量进行正确掌握，才能制定科学合理的电力消费定额，节约资源，提高自身的经济效益，这一点在现代农业、化工生产和商业贸易经营等行业中体现的淋漓尽致。
2电能计量的重要性
电能是影响到国家经济发展和人民日常生活的非常重要的基础能源，而电气化程度和管理现代化水平是衡量国家是否发达的主要标志之一。电力生产是由发电、供电、用电三方构成一个系统来同时完成，三方中电能的销售和购买以及经济计算，涉及到了很多层次的经济、技术问题，营业计费的合理公正，对电力企业和用户的经济利益都有积极作用，因此提高电能计量的准确性，对发电、供电、用电三方都是十分重要的。当前我国市场经济不断地发展与成熟，电力企业面临的市场竞争日益激烈，如何在残酷的竞争中站稳脚步，确立优势，是目前电力企业中亟待解决的重要问题之一。电力企业想要提高自己的经济效益，就必须将成本和电能损耗降低，提高自身的管理和营销水平，通过准确、可靠的电能计量方式来对电能进行计量，加强对电量核算的有效管理。改革开放以来，我国实现了计划经济到市场经济的转型，电力系统也针对市场经济做出了改革，这对电能计量工作提出了新的高要求。电能计量对电力系统发电量、耗线量、耗煤量、厂供电、用电量等各项技术经济指标的计算有着直接的影响。电力系统的不断发展，导致了用电波动愈加剧烈，峰谷差值日益增大，使计量系统工作的工况幅度变化较大，从而增大了计量误差，这已经成为了电能计量中不可忽视的问题[1]。综上所述，电能计量准确性的提高具有极其重要的现实意义。
3影响电能计量准确性的因素
3.1电能表存在的计量误差
3.1.1电能表在计量过程中受电压、电流与温度影响产生误差
电压、电流和温度的变化都是在电能表计量过程中影响其计量准确性的重要因素。在电能表对电能计量的过程中，电能表所加载的总电压不等于外界电路中的总电压，因此电能表在进行计量的过程中，其转动滑轮的变化比例会受到外接电压的影响，产生一定的误差，从而失去准确性；而电能表内外加载电流的不同也会对电能表计量过程中的准确性造成干扰，导致电能表计量出来的度数与实际用电量不符，达不到电能计量的准确性要求；而环境温度的变化会引起电流、电压工作磁通、制动磁通和它们损耗角的改变，从而造成误差。环境温度升高时会导致制动磁通和力矩随之减小，电流、电压工作磁通及其补偿力矩、驱动力矩增大，其抑制力矩也会随之增大，但满足不了要求，与制动力矩相差较大。所以环境温度的升高或降低分别会引起正负温度附加误差，也就是我们通常所说的幅值温度附加误差，其成因有制动磁通变化、电流工作磁通及其损耗角变化、并联电路各磁通及其损耗角变化、电压线圈直流电阻变化等[2]。
3.1.2电能表计量过程中电压不对称对准确性造成影响
电能表电路中的电压不对称，是对电能表计量准确性造成影响的次要因素之一，虽说是次要，但其也是不容忽视的。首先，电能表在进行计量的过程当中，其内部的附件杂乱繁多，且电能通过时电压和电流会对电能内部的附件造成一定影响，使其受力不平衡，从而导致电能表的转动滑轮由于外界力的影响而处于不正常工作状态，产生误差；其次，电能表内部使用同一附件的时候，其受力情况会在电能通过时趋向平衡，但当电压不对称时，电能表的转动滑轮在计量过程中也会随之发生某些变化，再加上绝对值不完全相同的情况存在，电能表依然存在着计量误差；还有在电能表对电能的计量过程中，如果和电能表同一线路的电压存在不对称，电压抑制力矩和转动滑轮力矩就会随之表现出负相关的联系，也就是说会对电能表的计量过程产生附加误差。
3.1.3电能表计量位置倾斜对电能计量的准确度造成影响
电能表在计量工作的过程中，会由于外界力对其的作用而产生震动，自身的位置会因此而产生一定的变化、倾斜，从而在一定程度上影响到电能计量的准确性。电能表内部各元件的紧固程度不足是造成这一现象的主要原因，由于电能表内部各元件较为松散，外界力对电能表作用时，其内部元件会因此产生一定位移，电能表转动滑轮的力矩也会因此而发生明显的变化，引起电能表的计量误差，从而对电能计量的准确性造成影响。另外，电能表计量标准中规定其只能承受小于通过电流百分之四十标定电流时所产生的误差，也是造成电能表计量误差的原因之一，此时电能表计量过程中其转动滑轮所产生的力矩最小，误差可以被控制在可控范围内。电能表计量时由于位置倾斜所产生的误差十分类似于转盘位移时引起的误差，电能表倾斜角度越大，电能表计量时产生的误差也会由于转动滑轮造成的侧压力影响而增大。总而言之，在电能表的工作过程中要尽量确保电能表处于科学的水平位置，避免外力对电能表影响导致其倾斜而产生的误差，从而提高电能计量的准确性。
3.1.4电能表计量过程中的数字计算公式错误导致的电能计量误差
当采用数字式电能表对电能进行计量时，电能表计量过程中所采用的数模转换法多为精度较高的B/C互换，从而实现模拟信号到数字信号的转换。在使用数字电能表的过程中，如果使用B/C以外的方法来计算电能用量，那可以忽略由于数模转换所造成的影响，电能表计量的精度可以得到保证。但如果在电能表计量中采用十六位的B/C数模转换计算公式，不但复杂，而且准确性较低，会对电能计量的准确性造成影响。
3.2互感器产生的误差
工程上原副边的电流值和电压值需要通过互感器的变比来计算，这里的变比指的是互感器的额定变比，其公式为：
但互感器的额定变比只是一个固定值，实际情况中，互感器的实际运行工况会随时发生变化，其内外部之间的比值也会随之发生改变，互感器的变比也会同时发生变化，换言之，互感器的实际变比是随着实际工况变化而变化的一个变量，其公式如下：
如今很多变电站和发电厂仍旧在使用很多年前的老式互感器，存在着严重的互感器等级偏低问题，不符合现在的电网要求。有相关资料和规定可知，互感器变比过大或者过小时都会导致互感器使用过程中出现一定误差。电能计量装置中电流互感器的工作过程中，其二次负荷、一次电流还有功率等因素和条件与额定值偏离时，其本身都会产生一定误差。
3.3二次线路导致的压降误差
一般在发电厂和变电站中，计量系统中电能表和电压互感器之间的距离往往较远，而电压互感器二次端子与电能表屏之间用来连接的导线通常较细，电压互感器二次回路中都有空气开关和刀闸辅助接点等等；导线电阻和接触电阻上会因回路中的电流产生一个电压差，使得电能表端的电压低于互感器二次端的电压，导致压降的产生。二次线路压降会导致测量结果产生误差，使电能表两端电压值与电压互感器二次端电压值不等，从而引起测量误差。
3.4人为因素造成的误差
当前的电力企业过于重视追求经济效益，许多电力企业的管理者为了提升自身企业的经济效益，降低了对电能计量环节的重视，对企业的电能计量状况一无所知，没有对企业中负责电能计量的工作人员进行专业素质考查，更没有对其进行专业的理论技能培训，对于电能计量装置也没有进行定期的检查和及时的保养、维修和更换。这些人为因素都有可能甚至已经很大程度上导致了电能计量误差的产生。
3.5TA选择不合理
TA的二次负荷主要有电能表电流线圈阻抗、外接导线电阻及接触电阻三部分，因此选择TA时要同时考虑上述三个因素。尽可能选择电子式电能表等阻抗较小的表计，如有必要还要采取措施降低外接导线电阻。TA误差有比差与角差，其与外接负载电流值、阻抗值等有直接关系，而互感器电流特性曲线、负荷特性曲线、误差特性之间的关系决定其大小。
3.6谐波的影响
计量装置多为电磁感应式，其在结构设计时仅将基波分量的作用考虑进来，对高次谐波的影响有所忽略，因此高次谐波含量越大，计量装置的测量误差就越大。这是由于基波下弦电流波、正弦电压波受高次谐波的影响会发生畸变，从而导致电能表电压线圈阻抗、转盘阻抗等发生变化，而电压工作磁通、对应的电流磁通等也会在其影响下而发生变化，最终电能表的计量结果出现误差。此外，畸变的波形受谐波的影响，其在通过电磁组件后，磁通不与波形对应变化，所以转矩也无法与平均功率成正比关系，最终出现附加误差。
4提高电能计量准确性的方法探究
4.1选择高精度、符合标准的电能表
选择使用符合标准的、高精度的、功能多的、有较强稳定性的电能表，是最基本同时也是最有效的提高电能计量准确性的措施。电能表的选择对电能计量准确性的提高尤为重要，必须要根据相关的规定，正确选择投入使用电能表的电压等级、准确度等级以及型号等等。电能表的性能随着电子信息技术的不断发展进步逐渐增强，其制作工艺日趋成熟，具有越来越高的精度，其使用时的误差越来越低。当代的智能电能表在功能上与传统电能表相比有很大的优势：可以在计量过程中实现双向多种费率计算，具有用户端控制功能，具备防窃电功能等。根据相关规程配置TA与TV二次回路的连接导线线径，将其二次回路阻抗控制在最低水平，比如TA二次回路导线线径在4mm2以上，且不得经中间环节转接；如TV二次回路导线截面在2.5mm2以上，并尽量缩短其长度和不能接入与计量无关的设备，以降低二次回路压降。此外，为防止电能表电压回路开路对计电量产生影响，不得串接低压熔断器。智能电能表是全电子式电能表，与普通电能表相比具有可靠性高、安全等级高以及节能环保等优点。在实际运行的过程中，大负荷电流在低负荷载点的过度运行势必会增大误差，因此可以使用宽负载S级电子式电能表，可以对误差进行有效降低，极大地提高电能计量的准确性。
4.2正确选择互感器和二次回路
电能计量综合误差中的主要部分之一就是互感器和二次回路造成的误差，互感器二次符合问题、电压互感器二次回路压降引起的测量误差以及互感器选择、使用不当造成的误差都是在电能计量准确性的提高中所必须考虑的问题。在对电流互感器进行额定一次电流确定的时候，要尽量使实际运行中的负荷电流不低于额定电流值的百分之六十，最低百分之三十。要将互感器的额定负荷尽量控制在实际负荷的一倍半到三倍之间，选择的互感器额定容量不能低于实际负载，最高只能到实际负载的四倍，互感器的二次负荷要根据实际安装情况来确定。在确定二次回路的导线截面时，要注意根据电流互感器的二次回路的实际负荷来确定连接导线的截面面积，其最小值为四平方毫米；对整个电压二次回路的连接导线截面面积要根据允许的电压降进行确定，其最大值为四平方毫米，如果计算的最后结果表明需要使用的连接导线截面面积大于四平方毫米，则应采用将电缆并联敷设的方式来增大导线截面面积。要考虑互感器合理匹配的问题，通过高精度S级电流互感器的选择，进一步降低电能计量装置中的误差，使电能计量的准确性提高。
4.3建立健全的规章制度
科学合理、行之有效的健全规章制度的建立，是保障电能计量工作准确性的基础。电能计量工作的规章制度包括新装验收制度、定期轮换制度、管理与维护制度、计量装置初装建档制度、计量仪器报废制度、抽查检测制度、故障修理制度等。无论是电能表的首次装配还是电能计量装备的更换，都必须要有详细、全面的相关资料，以便于电能计量装置的管理。在电能计量装置更换之前，专业测量人员必须对其进行鉴定；更换的过程中，必须严格依照鉴定报告中的要求，将发生的事件详细记录下来，作为以后检查修理时的参考。相关工作人员必须对电能用量、电能计量装置的运行情况和电费进行定期、及时的检查和备案，从而为以后的维修工作打好基础。某些电力企业是通过抵押的形式获得电能表和互感器的使用权，虽然法律承认这种方式，但电力企业对于这些装置的定期检查还是必要的，目的是避免设备故障的出现，影响企业自身的安全用电和经济效益。
4.4对工作人员技术水平进行提高
现在从事电能计量的工作人员较为繁杂，专业性低，流动性大，极大地影响了计量工作的落实和进行，主要体现在基层地区，专业人员缺乏严重，计量工作人员的专业素养和技术水平都较低[3]。对于这种现象，首先管理人员要提起这方面的重视，对计量工作人员进行定期的相关知识与技能培训，并建立相应的考核制度确保其真实水平的提升；设置完善的奖惩制度，保证计量工作人员在自己的岗位上认真负责，积极提升自己的专业水平；在安装维修计量装置的过程中，要多次、严谨的检查，减少甚至杜绝人为误差的出现；制定完善的电能计量装置管理制度，安排专职人员来监督、实施，从各个方面保证电能计量准确性的提高。
结束语
现代化电能计量系统的建立是一项艰巨的任务，而电能计量准确性的提高也绝非仅仅是依靠电能表和互感器精度的提升，还需要从电能计量工作人员入手，加深其对提高电能计量准确性重要意义的认知，提高其专业素养和管理水平，只有如此才能真正做好电能计量准确性的提高工作，为电力行业的稳定发展打下基础，也为人们的正常生产生活做出保障。
参考文献
[1]苏玉娥.论提高电能计量准确性的方法[J].科技展望,2015,03:152.
[2]栾波.电力电能计量如何提高准确性[J].硅谷,2015,04:273+257.
[3]王晓昕.浅析如何提高电能计量的准确性[J].通讯世界,2015,08:136-137.
论文作者:王子南
论文发表刊物:《电力设备》2016年第16期
论文发表时间:2016/11/7
标签：电能论文; 电能表论文; 误差论文; 互感器论文; 准确性论文; 电压论文; 电流论文; 《电力设备》2016年第16期论文;