电力系统电能计量误差分析

电力系统电能计量误差分析

摘要：随着社会的发展与进步，重视电力系统电能计量误差分析具有重要的意义。本文简单分析探讨了电力系统的电能计量误差。

关键词电力 系统 电能 计量 误差 分析

引言

近年来，随着商业化运营的管理在电力系统的运用，以及伴随着市场经济的发展和国家电力公司内部模拟市场的推广，电力系统以及社会对电能计量准确性越来越重视，电力系统电能计量装置的准确可靠直接关系到电力系统的经济效益，因此各计量点的电能计量装置的综合误差就显得尤为重要。一般来说，计量装置主要由电压互感器．电流，电能表，电压互感器、以及二次回路导线组成。长期以来，电力系统电网中各计量点电量对互感器的合成误差．电压互感器二次回路压降误差常常忽略，—般都以安装在该计量点的电能表的读数计量来结算，因此。电能计量装置的综合误差是追补电量的重要依据。

一、电力系统电能计量的重要性

电能是国民经济和人民生活极为重要的能源，电气化程度和管理现代化水平是衡量一个国家发达与否的重要标志。电力生产的特点是发电厂发电、供电部门供电、用户用电这三个部门连成一个系统，不间断地同时完成运作。发、供、用电三方如何销售与购买电能、如何进行经济计算都涉及许多技术、经济问题。营业性计费的公正合理，涉及电业部门与用户的经济利益。提高电能计量的正确性，对发、供、用电三方都是十分需要的。

随着我国电力系统的改革，对电能计量工作提出了更高的要求，特别是从传统的计划经济向市场经济的转变，电能测量技术更为重要，需要重视它的完整性和准确性。电能计量直接关系电力系统发电量、线损、煤耗、厂用电、供电量、用电量等各项技术经济指标的计算。随着电力系统的发展，用电波动十分剧烈，峰谷差愈来愈大，计量系统在大幅度的工况变化中工作，使其计量误差增大，己成为电能计量不可忽视的问题。利用经济杠杆，实施分时计度并分时计价的电能计量方式，在一定程度上可以起到调控负荷、“削峰填谷”的作用，有利于电力系统的运行和发、输、配、用电设备的充分利用。

由于电力电子技术在各行各业用电设备中的采用，负荷向电力系统注入大量的谐波，引起电压、电流波形严重畸变。如何计算谐波电能是急需解决的问题。

2、电力系统中电能计量方法

现行的电能计量方案是在发电机、网络交换关口处安装电能计量装置。

电力系统中关口是指厂网之间、区域性电网之间电力设备资产和经营管理范围的分界处。关口电能计量装置是衡量关口分界处电能量的流向及其大小的装置，它记录的电能量作为技术经济指标统计、核算的基础数据，是保证电力市场能否正常运行的关键。

（一）确定电力系统关口的原则

目前，为考核地区线损率、网损率、上网电量、过网电量、购网电量、地区负荷及地区负荷率等指标，定义了产权、结算、协议、调度、线损和负荷等多种关口。这些关口的划分方法不一致，标准不统一，亦无审核机构，在管理上又各自为政，不能适应电网的发展。为了实施电网商业化运营，以经济核算替代指标考核，以表位法替代余量法管理线损，应统一标准，明确电量关口，划清网级电力市场的界面，规范管理。

规范电力系统关口的首要原则是：第一，以产权分界点为界限，建立网级电力市场界面，以达到统计电量、结算电费的目的，为商业化运营奠定基础；第二，以电量关口为基础，规范管理线损，消除“吃网损”的现象，公平分配网级电力市场公司的利益；第三，以适合于商业化运营的、规范化的经济方式核算。

（二）用户电能计量方法

对电能计量的方法可以分成以下几种类型：

1．传统手工型。这是最为古老的方式，采用的是“一家一表”模式，到一定时期由电力工作人员挨门挨户收取电费。这种方法的缺点是显而易见的，不但劳动强度大，而且不能对用电户进行统一管理。但是这种方法在我国的广大农村还在广泛的使用。

2．预付款即IC 卡型。为了降低电力部门人员的劳动强度，采用了由用电户上电力公司购电这种方式。为此开发了新型的电能计量仪表一IC 卡式电度表，采用预付费式，用户先用卡购电，然后才能使用。这种方式在城镇地区广泛使用。

3．自动抄表。自动抄表这种方式是近些年被广泛探讨和实现的一种方式，它是计算机技术和网络通信技术在电力部门应用的一个生动实例。它的基本实现模式是：电能用户的用电量通过计量仪表计量后，由采集器采集，采集器和通信网络相连，通过网络传输到电力部门的管理中心。目前采用的网络传输技术主要有光纤网络、电话网络、电力线载波网络、总线网络以及无线通信网等技术。自动抄表的发展方向和计算机网络的发展紧密相连，它的一个发展方向就是所谓的“三网合一”，即电力网、广播网、通信网合三为一，通过提供一个高带宽、大容量、高速度的网络将通信、数字业务、广播等结合起来。

4．电能信息采集集中管理。集中管理式自动抄表技术在可以进行集中控制的区域中应用，因为用电户比较集中，那么就可以采用先进的技术实现，并且

可以提供更多的控制和管理功能。

3、电能计量装置的综合误差分析

根据国家《电能计量装置检验规程》中明确规定，对于电能计量装置，应对其综合误差的范围进行规定，并且按整个装置的综合误差进行考核，而且我们可以把电能计量装置综合误差为：Y=V d十V h+Y b，其中：v d一电压互感器二次回路压降误差，Y b--电能表的误差；v h一电医互感器及电流互感器的合成误差，以上误差就构成了电能计量装置综合误差。

(一)电能表的误差

目前高供高计计量用的电能表基本上都采用三相三线有功电能表计量，但是在三相四线电路中，如果再用三相三线有功电能表计量，就会引起线路附加误差。电能表在轻载运行时，由于摩擦力矩和电流电磁铁的非线性影响，使得电能表出现较大的误差，圆盘转速越低，摩擦力矩越大，负载越小，会引起电能表产生负的误差。供电局计量部门对电能表的计量准确比较重视，严格进行周期检定。但是在现场运行会有许多特殊情况，如电能表量程过大，电流互感器容量配备过大。使得电能表经常运行在轻载状态。

(二)电压互感器二次回路压降产生的误差

无论是电厂还是变电站，电能表装设在室内，而电压互感器一般装设在室外，它们之间的距离一般都在一百米以上，而且在整个回路里又存在一定接触电阻，如空气开关、接线端子、熔断器及导线等各种监测仪表以及设备，这些设备的电阻构成了回路阻抗。随着环境条件的变化以及设备的老化，就会使得电压互感器的二次回路压降增大。其原因首先是计量和保护、远动等装置共用电压互感器二次导线，电压互感器二次负载太重，其次就是截面较小，线路较长，这样一来就必然导致导线电阻增大，再次是电压互感器二次侧熔断器电阻不稳定而且电阻较大，最后是电压互感器二次侧刀闸辅助接点接触电阻经常发生变化而且变化很大。因此，综合来说，在电能计量装置中，电压互感器的负荷电流通过二次导线回路时会产生压降，从而产生了电能测量误差，这部分误差不是固定值，也比较大，而且会随着二次负荷及功率因数情况变化，所以在实际中应该引起重视。

(三)互感器的合成误差分析

对于分析互感器误差的产生，我们首先来了解铁芯的磁化曲线。如下图所示：

互感器铁芯磁化曲线如上图l所示，磁导率u=B／H(其中：纵坐标为磁通密度B，横坐标为磁场强度H，与一次电压(电流)成正比。由曲线我们可以看到：一次电流是影响互感器误差的重要因素之一。因为随着一次电流的增大，磁

导率增大，铁芯磁通密度增加，随着一次电流的进一步增大，磁化曲线趋向平坦，铁芯也将趋向饱和。

4、电能计量装置的综合误差的改进和提高途径

(一)加强电力系统内部管理

这就需要在日常管理中做好电能表互感器安装前的验收及检定，要按规程进行定期检定及轮换电能表、互感器，特别要严格按照规程配备电流互感器、电压互感器以及明确电能表的精度等级。

(二)安装电流互感器自动切换装置

对负荷电流长期运行在电能表额定负荷30％以下的线路，可安装电流互感器自动转换装置，在轻载时把小电流通过中间电流互感器按比例扩大，同时转换到小负荷电能表，而且能自动终止原大负荷电能表工作，这样一来就能很好地提高电能表的计量准确度。

（三）降低电压互感器二次导线压降

首先是减少串接接点，消除不稳定因素。对于35V及以下的计量回路，应不装熔断器，对电能计量同路的不必要的接点，应尽量减少，而且对于那些必不可少的接点，应定期清洗和测试，这样的操作方法可以显著减少接触电阻，尽可能消除不稳定因素。其次是装设专用二次同路，适当增大导线截面。根据所接电能表数量正确核算导线面积，适当增大导线截面，这样可以减小回路阻抗，而且在实际中应该主动采用专用的计量回路，可以降低电压互感器二次回路电流。再次是采用三相四线全电子式电能表。对220kV及以下电压回路，应采用三相网线全电子式电能表，能提高负荷不平衡时计量准确性。最后是采用自动补偿装置。目前很多型号的电压互感器二次压降自动补偿仪可以使电能表输入电压与电压互感器二次出口电压一致，而且经多年运行表明使用效果显著，降低了计量综合误差，而且减少了电压互感器二次压降的影响，因此在实际应用中应该推广使用。

结束语

电力系统电能计量过程中计量误差总是存在的。但人为误差在实际操作中完全可以避免，并且这种误差在发现后也是可以得到纠正的。而由于计量原理、方法及材料性能等方面所造成的附加误差虽然在一段时间内难以纠正，但它能够随着设计水平、工艺水平的进步及新材料、新方法的出现与改进而不断减小。

参考文献

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【2】贾丽玲．计费电能计量装置改造中应注意的技术问题【J1，中国电力教育，2008年1月．

【3】贾斌．电能计量装置的综合误差计算及减少综合误差的方法【J】，电测与仪表，2 009(7)．