电力仪表测量误差的浅析与解决办法「基本电工仪表的使用与测量误差计算」

今天带来电力仪表测量误差的浅析与解决办法「基本电工仪表的使用与测量误差计算」，关于电力仪表测量误差的浅析与解决办法「基本电工仪表的使用与测量误差计算」很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

近几年来，随着我国可持续发展战略的提出，以及分时电价、一户一表、集中抄表等一系列行为的实行，电能仪表测量的准确程度越来越被电力企业所重视， 整个电力市场也对电力仪表装置提出了新的要求。

但另一方面，电力负荷在迅速增长的同时，也使得供电系统电能质量遭到了较为严重的污染，整个电力仪表的准确性也因此受到了影响。因此，了解电力仪表测量误差与影响因素，寻求行之有效的校正改进措施，对于提升电力仪表测量的准确性， 充分合理的利用有限的电力资源均有着重要意义。

1、 电力仪表误差超标的因素综合分析

1.1 谐波对电力仪表测量误差的影响

早在19 世纪末，德国科学家就发现了由静态整流器产生的波形畸变会导致整个电力仪表测量与有效值相比出现偏差， 故电力仪表测量因谐波导致的测量误差并不是一个新的问题。近几年来，由于大容量电力整流和电力环流设备开始在电力企业得到了广泛的应用， 故谐波对电力仪表测量的影响也成为了电力企业的热门话题。

根据傅立叶变化的基本理论，任何波形在时域条件下都可分解为无数个正弦波的叠加，故交流电压和电流呈正弦波形为电力测量中的最理想情况，但实际应用过程中， 电力企业的电力系统往往存在着变频调速装置、电弧炉以及各种非线性负载的电力电子装置，当理想情况下的正弦电压与这些非线性负载共同作用时， 产生的电流就会由正弦波变为非正弦波，进而在电网的阻抗上产生压降，最终使得产生的电压产生了基于频率倍数的畸变，也就是“谐波”，在大多数情况下，产生谐波的非线性负载会将产生谐波中所吸收的一部分基波电能转化为谐波电能继续在电网中传播，从而对电力设备和通信线路构成直接的危害，并且对电力仪表测量的准确性产生了直接的影响。

1.2 互感器合成误差对电力仪表测量误差的影响

由于与高电压、大电流信号不能直接与小功率的电力仪表相连接，故在高压供电系统中，高电压信号往往先需要按照一定比例转化为低电压信号， 再利用电流信号源器件将这个信号传输能够与所用的电力仪表相匹配的小电流、低电压信号。而互感器则是基于这个传输过程所设计的，其由一次绕组线圈和次级绕组线圈共同构成，但由于在实际的测量过程中，互感器内外阻抗的比值会随着整个测量的现场情况以及电流合成情况产生一定的变化， 故会引起相应的幅值误差和相角误差两种误差。幅值误差在电力仪表测量中又被称为比差，用符号f 表示， 其定义为二次侧测量值按照额定变比折算为一次侧数值后， 减去实际值所得之差再除以实际一次侧值的百分比，相角误差则被称为角差，定义是二次侧电压（或电流）相量与一次侧电压（或电流）相量的相角之差，一次侧相量落后于旋转后的二次侧相量时，角差取正值，反之取负。此外，电力仪表测量的误差还会因互感器的作用而受到二次负载、功率因数以及频率等外部因素的影响。

1.3 人为因素对电力仪表测量误差的影响

人为因素造成的电力仪表测量的不准确也是引起计量误差的重要因素。常见的影响电力仪表测量误差的人为因素包括以下几点：

①在电力仪表测量过程中碰触计量设备时，引起电力仪表内部转动滑轮产生打滑或是测量指针的震动， 改变了电力仪表的测量读数；

②测量人员在对电力仪表进行测量时，未能利用水平仪等设备对装置的水平情况进行校准，当设备处于倾斜状态时， 侧压力可能会使得设备中的转动滑轮力矩发生改变，造成转动滑轮在轴承中产生微小的位移，进而引起测量误差；

③对电力仪表所测得的数据进行读数时候，因仰读、俯读等不当操作造成读数时读数偏大或是偏小，产生测量误差。

1.4 外界环境对电力仪表测量误差的影响

电力仪表为精密仪器， 外界环境些微的变化势必会影响整个电力仪表的运行情况， 进而造成测量误差超标。一般而言，电压、电流、温度变化是影响电能计量误差的首要因素。由于电力仪表大多是需要连接在电路中进行测量的， 故势必会因与外线路的电压差造成电力仪表中的内部的转动滑轮的变化，导致所测量结果产生一定偏差。电流亦是如此，当流经电力仪表中的电流与外线路的电流幅值差较大时， 也会产生一些偏差。此外，考虑到电力仪表中的仪器为非线性元件，随着环境温度的不同， 这些元件的阻抗或是电感系数可能会产生变化，进而影响了电力仪表自身的电流和电压，造成了温度附加误差，引起误差超标。

2、 电力仪表测量误差超标的改进措施简述

结合上述电力仪表测量误差超标的主要原因， 在电能资源的测量过程中应用电力仪表时候需要从以下几个方面进行误差控制， 从而最大限度地对电力仪表的误差问题进行控制与避免，具体可从以下几个方面着手。

2.1 选择更为完善的电力测量仪表

电力仪表测量过程中可考虑在选择精度较高、测量稳定性较优秀、功能较多且能够与所测试电路相匹配的电力仪表，如和远智能DZ81系列，从而减小电压互感器的合成误差值以及谐波电压对电能计量装置产生的一系列干扰， 也可考虑在压互感器二次回路中使用导线连接， 确保整个电压互感器的实际二次负荷与二次回路完整，以避免电压互感器与互感器二次回路的误差。

2.2 利用补偿装置完善测量误差

相关测量员工可考虑在部分电力测量过程中使用电压误差的补偿装置， 通过对电压互感器的倍率与二次回路进行计量检测设定合适的补偿阀值， 以保证电力测量仪表的测量值的合理性。以电源输出电压的补偿装置为例，测量人员可利用单端反激变换器实现电源抗干扰与电压补偿， 所使用的单端反激变换器具有输出纹波小，动态响应好、抑制输入干扰信号等一系列优势， 可利用滤波功能减少电源噪声干扰引起的电力仪表测量误差。

2.3 采用屏蔽隔离措施提升测量精度

屏蔽隔离措施主要运用于电力仪表的设计阶段和使用阶段， 在设计阶段中， 电力仪表的开关量硬件电路模块，RS485硬件通信接口模块等核心构建需要与外界进行电气隔离，常用的光电耦合隔离器包括6N137、PC817、5D-11 等等，设计人员应根据模块和外界环境的不同选择合适的隔离设备。而在测量阶段中，常使用的屏蔽隔离措施则包括仪表的外壳接地、外部电路接地等等， 如果所使用的电力仪表的电源为高频噪声源变压器供电，则需要采用5D-11 耦合隔离器进行高频信号屏蔽，避免谐波引起的测量误差超标。

2.4 注重电力仪表的正确使用方式

电力仪表在测量过程中需要注重接线方式、摆放方式、测量方式等使用方式的正确性， 相关的电力企业可考虑组织测量员工的技能培训， 以帮助其进一步了解电力仪表的测量方式，使得因人为因素导致的误差被充分避免。同时，在应用电力仪表进行测量时，尽可能将装置置于较合适的环境中，避免在过于潮湿/干燥、温度过高/过低等环境下进行测量，最大限度避免误差超标。

总之，电力仪表测量结果的准确性，不仅影响了整个电力企业在电力市场中获得的市场经济效益，更是对我国社会可持续发展战略的实施有着至关重要的影响。相关的测量人员需要立足于此，在理论中开拓进取，在实践中开拓创新，进一步了解电力仪表测量误差超标的产生原因，并采取针对性的误差控制措施，以使得电力仪表测量的精确性得到有效提升，让电力仪表能够为我国市场经济效益做出更卓越的贡献.