变电站电能计量误差分析及解决措施探究

黄智明

（广东电网有限责任公司江门供电局，广东江门 529000）

变电站电能计量是一项十分复杂的工作，其中涉及到多种设备的参与，例如：电流互感器、电能表等，所有的设备处于故障模式都可能引发计量失误，提升计量误差，对特别是电流互感器、电压互感器出现误差过大时，将导致电能计量整体误差的变大，电能计量误差问题会导致整个电力系统运行失灵。所以，必须高度重视电能计量误差的控制，提高电能计量水平。

1 变电站电能计量误差成因分析

1.1 电能表计量精度不足

传统电表计量精准度难以确保，特别是低负荷计量其中的误差更大。变电站自身的出口电压较大，机械电表在低压或高压等条件下所得出的计量数值都存在一定误差。从而影响计量准确度。事实证明：三相四线表具有高度灵敏性，计量准确度高且稳定。实际的电能表故障排查过程中应该遵循以下步骤：拆开电表，通过检验的方式来分析其计量精准度，对比电流数据，明确电能表是否存在计量精度问题。

1.2 错误使用电能表

电能表的错误使用将极大地影响计量数据，参照研究表明，最常见的电能表错误使用是接线不科学、不合理，电能表接线方式应参照电能表的类型做出合理选配。实际的接线问题，例如：三相三相表出现了典型的电流分配不均衡，错误的接线所导致的电流非均衡分配，特别是当中性点中存在零序电流时，电能表无法准确地算出其所消耗的功率，从而电表计量失误。还要一些三相四线电表发生接线错误，最常见错误为反相序接线、互感器Y 形接法、互感器V 形接线。反相序接线表现为：接线操作中允许零件力矩误差误差变小，力矩控制功能扩大，以此来是电能测量误差变大。互感器Y形接线就是将若干电流互感器同一个三相四线电表连接，其运行原理为公共连接电流互感器，以此来调整电能表内部电流失衡的问题，然而，其弊端在于电流相位的变化，从而导致电能表分流现象，进而增大计量误差，实际的误差大小和负载电流、不平衡电流等密切相关。N 线未接与互感器V 形接线也是错误接线的典型代表，如果电能表内N 线接触松动，电能表负载电流则将失衡，对应的压降也势必变化，从而导致力矩控制下降，当电能表中的元部件电压失衡，各个元件电压误差不断出现，对应的电流误差也变大。

1.3 电能表互感器误差

非专门电能表互感器误差一般来自于以下几方面：第一，电能表内没有专门的互感器二次绕组，实际结算中电能表必须配设特定互感器二次绕组，从而确保各种复杂状态下的准确计量，有效预防贸易结算中各种意外，也能保护计量装置的安全，让电能表的运行更加安全、准确。但是，从目前来看，我国缺少这一方面的研究，电能表的配置程度难以满足现实需求，普通电能表未设置专门的互感器，这就使得在低压、负载失衡时电能表将陷入非精准计量状态，互感器的一个关键功能就是减少电能误差，传统的非专门互感器无法精准地计量，从而导致电能计量的失误与偏差。电能表互感器负荷载压能力需控制在规定负荷的25～100%，互感器负荷压力大小会极大地影响电能计量水平。

1.4 二次回路造成的误差

结合现实检测、勘察等可以看出：二次回路将为计量带来不良干扰，具体体现在二次回路线路的直径如果过小，则可加剧计量损失，极大地影响计量的精准度，同时，二次回路端子部位如果出现接触不牢的现象，受损的二次导线将发生接地，最终造成分流，极大地影响计量的精准度。

1.5 二次回路线路阻抗与压降问题

互感器二次回路中安装了多个元件设备，例如：接线盒、开关、旋钮端子等，这就使得二次回路中难免出现回路阻抗，具体的阻抗包括：回路自身的阻抗与接触阻抗，前者中电缆阻抗占据主导地位，所以，电缆截面大小将极大地干扰阻值，后者则是各类元件，例如：接线盒、开关、旋钮端子等为了达到连接所产生的接插、旋转阻抗等的相加，如果阻抗出现任何的变化意味着压降的调整、变化，如果互感器二次回路线路阻抗、压降等未达到规定标准则将提升计量失误问题。

1.6 谐波影响计量精准度

谐波会对电能计量带来干扰，而且会影响电能质量，同时，其他的相关设备，例如：计量设备、继电保护设备等会深受谐波干扰。

2 变电站电能计量误差的解除对策

2.1 优选先进电能表

传统电能表实际运行中呈现出多种弊端，所以，必须积极的更新、完善电能表。全电子式多功能电表为首选，因为它不仅能高度精准计量，确保稳定性，且安全耐用。经过深入改造的变电站可以配设多功能电子式电能表，通常可以有效控制误差在0.01%以内。同时，电子式电能表功率损耗更低，而且启动时所需电流较小，有着更好的负载性能。电子式电能表实际电能计量过程中，其精准程度与外部温度、湿度以及环境质量等差别不大，而且众多经改良后的变电站都设置了TH 型电能表，能够有效地控制来自于电能表接线错误所引发的计量失误问题。

2.2 配置专门的电流与电压互感器

从上面的分析看出，互感器的不科学使用，特别是非专门互感器的应用都可能造成电压端子短期内的污染与氧化问题，从而提升接触点与二次回路的电流，最后提升二次降压，大量的调查研究得出：二次压降会引发严重的计量损失，达到1.5%，所以，必须配设专门的电流与电压互感器，以此来有效控制二次负载超重带来的计量失误问题。而且要立足于实际，科学地选配电流互感器与电压互感器的变比，从而打破保护需求为电网系统带来的制约，确保二次电流从头到尾处于标准电流的三分之一，此时技能妥善提高计量的精准度，专门的电压互感器能够有效地控制30%的二次负载，以此来实现电压互感器的常规化运行。同时，通过配设专门的互感器也能有效地控制由于测量、保护等为电能计量形成的负面干扰。

2.3 更改电流互感器变比

围绕电流互感器深入剖析计量失误成因，则需从以下方面入手：第一，审核互感器的技术说明，确保变电站所安装的电流互感器，无论是绕组还是精准度都能符合规定标准。第二，采样电流。围绕各个开关柜电流实施采样，从中剖析电流互感器运行一次电流与额定电流，以及二者间的差距，从中能得出：变比过大容易加剧计量失误问题。为了提高电能计量水平，最理想的方式不是更新电流互感器，因为这种方式将提升成本，也将影响生产，最科学的方式就是调整接线方式，因为通过更新接线能够降低互感器变比在50%，电能计量误差也就得到了有效控制。

2.4 以电容补偿优化电压互感器负载能力

它们都作为感性设备，构成机械电能表对应的电流、电压部件多为线圈，一般把它们当作感性负荷，把电容和电能表接线端并联，这样并联电容将吸收超前电流，以此来有效地补偿感性负载对应的滞后电流，这样就实现了磁场能感性负载无功功率与电场能无功功率之间的交换，可以交换互感器、感性负载之间的能量，有效地减少二次回路电流，降低二次负载。

2.5 解除二次回路阻抗与压降问题

参照相关的技术规程与科学规定，无论是一类还是二类贸易型电能计量设备，其电压互感器二次回路电压降要控制在额定二次电压的0.2%。对此，应该科学地选配互感器，要从其规格、尺寸、材质等多方面入手来综合分析、择优做出合理选配。借助补偿设备来补偿二次压降，同时选择专门的计量回路，具体包括：专门的互感器二次计量绕组，以此来预防继电保护与测量回路等的干扰，选择专门的计量二次电缆、特定的开关、熔断器等，这些方式和方法都站在了设备配设的方面来有效控制电压互感器二次回路电压降，也可以合理地控制一次电缆的长度，扩大一次导线截面面积，从而有效地控制二次电缆导线的电阻，而且要合理地把握二次回路导线截面，一般要在4mm2以上，而且要科学地掌握好电压二次回路导线截面大小，一般要在2.5mm2以上。

2.6 控制谐波干扰

谐波是影响计量准确度的一大原因，对此必须高度重视谐波干扰问题，一般来说，谐波干扰问题与多种因素密切相关，为了有效地控制谐波干扰，就要立足于整体，编制出科学的解决对策和措施，首先要不断地更新完善电能表技术，提高电能表型号，优选先进的电能表，从而有效地抵制谐波的干扰与威胁，同时，也要清晰地明确谐波、基波的潮流动向，对应进行精准计算、计量，预防谐波与基波的混淆，同时，为了确保继电保护正确动作，还要立足于现实条件、客观实际，科学地加大电流互感器对短路电流的承受力，优化变比精准度，控制变比误差。

变电站电能计量误差的影响因素很多，为了解除其中的问题最关键是要参照电能表的自身特点、以及计量中出现的多种问题来灵活地采取干扰性对策和措施，除了要采取必要的技术措施，还要强化对电能计量设备的科学、规范化管理，例如：加强抄表管理，深入剖析电能计量数据等，强化电能保护等，以此来控制电能计量失误问题。

3 结语

电能计量设备普遍存在计量失准、失真问题，电能计量的误差问题不仅会影响供电企业的经济利益，也将影响供电服务质量，引发用电客户的不满，对此，必须积极地重视变电站电能计量误差问题，明确误差产生的原因，并根据误差成因来针对性地采取控制对策和措施，从整体上来提高变电站电能计量误差控制水平。