单相电子式电能表误差测量值的不确定度评定

李晶鑫

【摘  要】随着社会经济和科学技术的发展，电力在我国人民群众的工作生活中所占比重越来越大，基本上现在各行各业的发展都离不开电力。单相电子式电能表是众多电表中的一种，其在日常的使用中会有一定的误差值，全文结合过往经验及实际情况，对单相电子式电能表误差测量值的不确定度进行评定，以供参考。

【关键词】电子式电能表;误差测量;不确定度评定

电力是我国经济发展的命脉，离开了电力各行各业都无法生存，随着近年来经济增速加快，全国每年的用电量也在大幅度提升，因此就产生了很多关于电能计量的问题。因此就需要在实验室认可的常规条件下，对电能计量表的误差值进行评定，为供电方和用电方提供一个相对公平电力交易环境。

一、单相电子式电能表简介

单相电子式电能表的优点是比普通的感应式电子表精准度高、功耗低、启动电流小、负载范围宽，且没有机械磨损，近年来受到诸多企业及家庭用户的青睐。单相电子式电能表适用于计量额定频率在50hz-60hz之间的单相交流有功电能，固定安装在室内使用，适用环境温度在-20℃-+55℃之间，相对温度不超过85%，并且空气中不能有腐蚀性气体、灰尘及凝露等杂物。

二、单相电子式电能表误差检定操作过程

本次测量使用的电表为某厂家提供的2.0级、10（60）A宽量程单相电子式交流表，测量工具为0.05级单相电能表测量装置，型号为YC-1893D，测量依据为JJG596-2012《电子式交流电能表》检定规程及JJG597-2005《交流电能表检定装置》检定规程。

首先对电表的外观进行检查，确定外观无明显破损，液晶屏显示正常，无烧毁的焦糊气味，摇晃电表没有元器件脱落碰撞的声音;其次把需要测量的电能表安装在指定的检测位置，在电脑上正确选择测量流程，输入被检电表的型号、精度等级及测量范围等，然后使用上述测量工具进行自动检测;最后在测量完成时，打印测量结果报告和原始记录。

三、误差测量值的不确定评定过程及结果

1、误差测量值的不确定评定过程

本次测量选择在两种情况下进行，首先对被检测的电表施加220V电压、10A电流，在cos =1.0负载条件下，重复测量10次，得到最终的误差数据列;其次对被检测的电表施加220V电压、10A电流，将cos 数值变为0.5L并在感性负载条件下，重复10次测量，得到最终的检测数据（见表1）。

2、误差测量值的不确定评定结果

在220V电压、10A电流和cos =1.0时，对2.0级单相交流电能表的测量结果如下：示值误差测量值的平均值为`yx=-0.067%;示值误差测量值的不确定度为U=0.13%，k=2。

在220V电压、10A电流和cos =0.5L时，对2.0级单相交流电能表的测量结果如下：示值误差测量值的平均值为`yx=+0.028%;示值误差测量值的不确定度为U=0.14%，k=2[1]。

四、单相电子式电能表产生误差的原因及处理方法

1、谐波

通常情况下供电方给用电方提供的交流电为50HZ，但在实际使用的过程中因为有非线性用户的存在，导致谐波的出现。谐波对电力系统的危害比较大，其主要体现在以下几个方面，第一，会产生串、并联谐振，出现过电流、过电压;第二，会增加设备损耗，使设备发热严重，缩短使用寿命;第三，误触发继电保护装置，长此以往降低设备的可靠性和灵敏度。

谐波的产生究其原因是因为非线性用户造成的，因此想要解决谐波的问题，只有对非线性用户加以控制才可以。从理论上来讲，可以对非线性用户向系统反馈的谐波电能进行计量，然后根据计量进行合理的收费，但在实际使用过程中，因为谐波对电能表所造成的危害导致其计量出现误差，使得线性用户的电能表计量的是基波电能与谐波电能之和，计量误差是正的;非线性用户的电能表计量的是基波电能与谐波电能之差，计量误差是正的。这样一来，对于供电方及线性用户都是非常不公平的。

因此想要正确解决谐波导致的电能表计量误差，應当使用滤波器将基波与谐波分开，分别计算出基波电能与谐波电能，在对两种用户的电能使用情况进行计量时，线性用户只统计基波电能，非线性用户统计基波与谐波电能之和。

2、轻载

当电流在运行标准的5%-10%以下时，称之为轻载。轻载对电能表计量的影响主要体现在两个方面，首先是潜动性。对于电能表的工作状态来讲，潜动和启动是两个相互矛盾却又相互关联的性能，电能表的灵敏程度在很大一部分程度上取决于其抗干扰程度，而抗干扰性是所有电子设备都会具备的一项基本功能。任何电子设备因外界因素的影响及自身元器件的质量因素等等，都会有一定的误差值，只能将这个误差值无限缩小而做不到根除。单相电子式电能表因为内部没有机械电能表所用的机械测量部件，因此不会因为装配位置的问题产生潜动，但有其它原因如轻载导致的无规律脉冲，就会引起潜动。

其次是对电流互感器的影响，因为电流互感器本身在工作时就会有一定的激磁损耗和铁损耗，当负载为正常时，这一部分损耗对电流互感器的影响不大，当损耗增加时，电流互感器的误差也会越来越大，即便是在这种情况下，只要电能表能采取分段补偿的方式，且补偿系数设置合理，就能将误差值控制在合理范围内。但在轻载的状态下，电流互感器的误差特性会受到影响，导致误差与负载存在不对应关系，就很难再进行补偿。

针对上述状况，首先可以更换转换器，比如采用高分辨率的A/D转换器。电子式电能表的工作原理是将电流、电压等信号转换成数字信号，传输至CPU进行处理，而高分辨率的转换器能够对轻载时较小的信号进行准确的分辨和处理，这样既不影响电表的灵敏度，又提高了准确度。其次也可以对电流互感器进行更换，质量较好的互感器，性能损耗较低，可以在轻载时将误差特性控制在限行范围内，进而减少对电表计量准确度的影响。

3、电压闪变

电压闪变指的是电压大小变化过快，最常见的判断标准就是电压波动造成的灯泡闪烁。在日常生活中，有很多电动工具在使用过程中都会产生电压闪变，如电弧炉等。电压闪变对电力系统的危害也比较大，比如导致灯泡闪烁、电视屏幕明暗变化等，进而对工作和生活在成严重的影响。

对于这部分因为电压闪变而造成的损耗，电力部门应当对其进行正确计量并收费。但因为目前电能表本身的问题，是无法实现对这部分损耗进行正确计量的。对于这个问题，可采用小波分解与同步检波法，将闪变后的信号分解为高频与低频，并对其进行分解，得到畸变的功率。

结束语

根据国家相关政策，供电方应每隔一段时间就对电能表的准确性进行评测，如果发现误差测量值不在可控范围内，应立即进行调整，保证供电方与用电方的利益，全文通过对电能表误差测量值的评定及对电能表产生误差原因的分析，希望为广大同行提供参考，共同促进电力行业的可持续发展。

参考文献：

[1]高红.电子式电能表比对点三相四线平衡负载I_b（1.0）不确定度评定报告[J].品牌与标准化，2017（1）：90-91.

（作者单位：国网鄂伦春自治旗供电分公司）