浅析电能表的评估及校验问题

李静雅　郑颖慧

0.前言

从关口电能计量的特殊性出发，提出了关口电能表性能要求纲要，进而探索了关口电能表陛能评估方法。经测试证明，从电能定义出发的计量准确度的多方位评估，对区分关口电能表性能差异很有效。由于篇幅有限，其它已有成果的特殊性能评估项目不再一一列举，前沿计量功能的评估技术正在进行后续研究。

现代电网的谐波计量、电能质量测量、电网电能量与损耗量平衡计算等计量应用技术发展对关口电能表提出越来越高的要求，仪表性能要求和评估技术需要适应现场运行环境不断改变的实际情况。作为第一步，面向电子式多功能关口电能表推出新的电力行业标准是十分迫切的课题。

1.关口电能表性能评估方法

关口电能表性能评估，是指采用现有参考标准和经探索的测试方法，全面鉴别仪表性能的特征与差异。

与关口电能表性能要求分类相应，仪表的性能评估项目也分为基本性能评估项目和特殊性能评估项目两类。

1.1基本性能评估项目

主要采用IEC相关标准、国家标准、行业标准和法制计量检定规程提出的方法进行测试，考核仪表性能（质量）是否合格，其主要问题是不能全面、正确地反映关口电能表的特征和现代电子式电能表的技术发展，具体包括：

（1）重有功、轻无功、缺乏视在电能计量的准确度测试。

（2）测试的负荷、功率因数改变范围小，难以完全满足实际应用要求。

（3）缺乏非正弦、动态负荷、快速测量等新技术。

（4）通信、电能质量、事件记录只有功能展示，没有正确的考核方法等。

1.2特殊性能评估项目

通过测试项目拓展，增加临界测试、开展算法剖析、提高测试严酷等级、模拟环境改变、引入测试新技术等技术手段，全面考核仪表的性能特征与差异，以及对物理条件改变的适应能力。

关口电能表特殊性能评估项目共计47项，主要包括功率测量原理的鉴别，准确度评估，电气性能试验，通信性能测试和型式试验项目的改进、扩展等。实验室通过反复测试、验证，从中确定具有较强鉴别能力的特殊性能评估重点项目l0项：

（1）在正弦和非正弦波形下，有功和无功功率测量原理鉴别。

（2）从电能定义出发，在负载电流、电压、相位、频率、积算周期的全口径范围内的计量误差曲线绘制。

（3）0～360度有功、无功计量误差一致性测试。

（4）电压回路临界电压测试。

（5）谐波负荷下有功、无功电能计量差异鉴别。

（6）极低负荷和低功率因数下有功功率、无功功率准确度测量。

（7）三相电压不平衡对无功计量的影响测试。

（8）冲击负荷试验。

（9）在实用、极限通信条件下，通信、数据保存、计量工作情况考核。

（10）多种要求下电能表脉冲常数验算。

总体来看，关口性能评估测试技术横跨多个领域，其特征在于：采用最新、最严的技术标准；误差曲线、临界测试、冲击负荷试验、计量原理鉴别、谐波反应能力等成为测试项目的亮点；引入快速测量、计量原理鉴别等新技术；由于政出多门，有争议的项目占一定比例；性能评估给出的结论是一个“分级评估结果”，而不是合格与不合格的结论。

2.电能表校验

随着用电客户的不断增多与供电企业售电量的持续增加，大量的电能表长时间运行在用电现场，电能表时有故障发生。当用户认为供电企业装设的计费电能表读数不准确时，有权向供电企业提出校验申请。用户电能表的校验和故障分析工作与常规电能表的校验分析工作有所不同，它比较侧重故障分析。由于被申请校验的电能表故障原因的复杂与表计性能结构的差异，模拟现场运行环境下的校验分析不失为常规校验分析的一种有益补充。

2.1用户表申请校验的原因分析

长期运行在现场的电能表，由于电能表自身的老化和性能不稳定，温度、湿度、过负荷、电网过电压、频率、谐波、浪涌等诸多因素的影响，使电能表的电气性能、电磁兼容性和机械性能等发生改变，造成了部分电能表的计量不准确。用户一般通过经验和目测来分析判断电能表的运行状态，如怀疑表计发生故障（特别是“快走”）就向供电企业提出校验申请。按照实际工作经验来看，此类校验的申请受用户主观因素居多，因为经过实测后是合格的往往多一些。

2.2进行用户表申请校验工作的注意事项

检验人员在拿到表后一般不急于直接通电校验，应耐心查阅电能表使用的相关资料，从侧面了解电能表的运行情况，摸清表计故障原因的来龙去脉（一般营销部门会提供相关资料），并加以分析，做到心中有数，必要时可直接与用户联系，咨询电能表实际运行时的情况。

校验人员做好外观检查和带电检查是完全必要的，通过目测往往可以发现电能表存在的一些缺陷，进而可以直观分析并判断电能表发生故障的可能原因。如电能表玻璃内有气雾，可以判断电能表可能长期运行在过负荷状态或遭受过雷击；如电能表时钟不对，可以判断电能表时段投切错误或电池欠压；如电能表脉冲指示灯乱跳，可以知道表计电路有问题。

从实际校验情况来看，由于电子式电能表与机械式电能表的工作原理和结构的差异，特别是电子式电能表使用了大量的电子元件，结构比较复杂，在气候条件和电磁兼容性能方面比机械式电能表更敏感，因此其故障表现的形式比机械式电能表更丰富，发生故障的原因也更复杂。因此，对电子式电能表更应认真做好校前、校中、校后的观察与过程分析。可以有针对性的做某方面的试验，如自热影响，过（低）电压、过电流影响走字试验分析；电能表运行稳定性的综合评价等。通过现象观察、比较等多种方法，仔细分析并判断电能表的整体性能情况。特别是快走时，更应做好故障分析和校验质量工作，以免遭到用户起诉。曾有一例：一只电子式电能表，供电局在正常检定后出具了合格证书，但用户凭实际经验认为电能表快走，向供电企业上级计量检定机构（技术监督局）申请复检。电能表在较长时间的预热走字后，果真“发烧”了，出现了很大的正误差，这主要是由于电能表的性能在一定的条件下改变过大引起的。

用户电能表申请校验是经实验室检定合格后，在运行中产生计量故障，再由用户申请校验的。电能表已经在实际现场的环境下运行多时，内在的缺陷不一定能在实验室基准条件下完全反映。因此，除了常规检定方法外，必要时可以模拟现场运行的环境下校验。这主要与实际运行环境的复杂性和电能表本身性能在运行中的改变差异有关。特别是电子式电能表，由于使用了大量的电子元件，又在不同的环境条件下运行，在热稳定或电磁稳定性能方面的体现比较丰富，有可能出现元件性能在一定条件下发生突变。

因此，在校验电子式电能表时需特别留意，对出现有反常现象的电能表的校验需要更加细致。例如：某一居民电子式电能表，通过信息分析认定应该快走的（用电量明显反常），但在正常检定后却显示合格。为了了解申请校验的电能表在实际运行环境下的运行情况，笔者适当（按电网规定）加大电压，过一会儿电能表就指示灯乱跳，表计“飞走”了。因此，校验人员对故障原因有疑问或校验结果不太可靠的表计，可以模拟实际运行的环境进行试验，以便真实反映电能表的实际运行情况，一定程度上弥补了实验室环境下常规检验的不足。如适当提高或降低电压；延长自热和走字时间；间隔一段时间重复检定；选择某一特定负荷，长时间检定和观察等。

另外，校验人员应该具有很强的责任心、业务知识扎实、工作经验丰富的素质和能力。