影响电能表产生计量误差因素探析

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1、影响电能表产生计量误差因素探析【摘要】随着社会经济建设的不断发展，每年用电量都稳步增加，电能表计量在当前电力工作中也显得越来越重要，如电能表产生误差将会造成很大损失和影响，因此，电力工作者应该重视电能表计量误差。本文结合电能表产生计量误差实例，分析了计量误差的主要影响因素，并提出了消除误差影响的建议。【关键词】电能表；计量误差；谐波伴随着电力事业的不断发展，电能计量已经成为电力营销系统中一个重要环节，电能计量的准确与否，直接关系到供用电双方的经济利益。因此，为了提高电能计量设备的准确度与可靠性，就要减少电能计量的故障发生和误差。然而,误差是电能表运行质量的主要表现形

2、式，它受现场安装质量、运行的环境等条件制约，本文将主要通过分析误差出现的主要原因从而提出切实可行的解决方法，提高电能计量的准确度和可靠性。1•情况描述一只机械式电能表，室内检定时误差表现正常，但安装到现场后，现场检定该机械式电能表出现误差，误差为+1.236%,查询该电能表的室内首检误差值为+0.314%。而拆回送实验室室进行再次检定时，误差值又为+0.321%。更换为电子式电能表后，此种情况没有出现，现场与室内检定的误差值波动很小。2.理论分析2.1原因定性电能表的室内检定和现场检定都是将被检表与标准表在相同的外部条件下进行对比，得出两者之间的相对误差。而相同的外

3、部条件主要包括检定环境和输入的电气参量。所以既然误差是一个相对值，它必定包括因自身结构原因产生的固有误差和因外部条件影响产生的附加误差。室内检定的外部条件近乎于理想状态，它基本没有附加误差，所得到误差值可以认为就是电能表的固有误差；但安装于现场的电能表运行于非理想状态，所以应考虑附加误差的影响，这就是我们分析问题的思路。无论是JJG307-2006《机电式交流电能表》，还是JJG596-1999《电子式电能表检定规程》，都对检定过程中的电气影响量做出了明确的规定，如1.0级安装式机械表电流电压的波形失真度不大于3%,而电子表不大于2%o这在室内检定的实验室里是一个可

4、以轻松达到的目标。但安装到现场后则是另外一种情况，电流电压的波形受负荷性质、接线方式、电压等级等诸多因素的制约，实际波形都或多或少地存在一定程度的失真。2.2谐波简介从理论上来说，电力系统中不可能有完全意义上的“标准”正弦波形，但如果按波形失真（系统中称为“畸变”）对系统运行产生的影响而言，可将电力系统中负载分为“线性”和“非线性”两种。如果波形畸变度较低、对系统的影响较小，即为“线性负荷”，比较典型的如电动机；反之为“非线性负荷”。冶炼性质的负荷因具有电解槽、中频炉等整流设备，它的主要作用是对波形进行截断、换流等处理，将交流转换为直流，其电流、电压波形当然会发生畸

5、变，偏离标准的正弦波形，所以它是系统中典型的“非线性负荷”。而根据傅立叶分解，非正弦波可以分解为基波（频率为系统中f=50Hz的基本频率）及一系列的高次波叠加，系统中将f工50Hz的波统一定义为谐波。所以，谐波是一种数学分析模型，非正弦波对系统运行的影响，即为此非正弦波经傅立叶分解得到的基波和谐波分别对系统影响的叠加，这个结论也适应于电能计量的分析。由于“非线性负荷”的存在是系统产生谐波的基本原因，所以“非线性负荷”也称为系统中的'‘谐波源”。3•误差影响因素3.1谐波下机械表的误差表现机械式电能表的工作原理是：由内部的电流、电压等电感式线圈组成驱动元件，通电后产生

6、工作磁通，进而在转盘中感应出驱动电流，驱动表盘转动，所以它是一种以电磁感应为基础的电磁式仪表。也正因为主要部件为电感式线圈，实际运行中，频率对它工作效率和工作质量的影响非常显著。电磁式线圈都是以f=50Hz为基础设计的（即正常工作的前提是波形没有畸变，只有基波），所以只有在波形畸变系数小，谐波含量低的情况下才基本可以保证正常运行；但随着频率的上升，或者谐波含量增加，线圈中发热、磁滞等附加的损耗也会逐步增加，工作磁通占总磁通的比例会逐渐减小；而当频率高到一定的值时，各类损耗将占据了总磁通的绝大部分，实际的工作磁通与之相比已微不足道。以下是机械式电能表典型的误差一频率关

7、系图。可见，因随着频率的增加，驱动表盘转动的工作磁通所占总量磁通的份额在逐步减少，这同时意味着所计电能量的减少，所以机械式电能表的误差会向负方向偏移，频率越高,负值越大，而当f二1000Hz时，表盘几乎完全停转了（相当于误差为负无穷大）。3.2系统中的谐波的方向了解到谐波对机械式电能表误差影响的原则后，现场分析时，有一个条件必须首先考虑，那就是谐波与基波之间的方向问题。很明显，如果谐波与基波的方向相同，比如都是由电网流向客户，谐波与基波均驱动表盘正向转动，那么由于频率越高机械表工作磁通的比例越小，它能够计量的电量也越少，所计量的总电量当然会小于理论上基波与谐波的