馬云飛 / 惠州市質量計量監(jiān)督檢測所

0 引言

能源計量的核心是能源計量器具，只有按照GB 17167-2006《用能單位用能器具配備和管理規(guī)則》合理配置計量器具，并且計量準確，才能保證對企業(yè)的能源狀況進行科學統(tǒng)計和分析，給企業(yè)的節(jié)能減排工作提供可靠、準確的數據。

1 電能表的在線校準

交流電能表為體現企業(yè)用電量的最直觀的終端計量器具。目前對于電能表的現場校準時采用電能表在線校準標準裝置，在不斷電的條件下，以實時的工作負載，對電能表的接線、接線誤差進行在線校準。采用的是實負荷法，電能表校準儀的電流回路與被校準電能表的電流回路串聯，電能表校準儀的電壓回路與被校準的電能表電壓回路并聯，在電網的實際電壓、電流、功率因數下，比較得出被校準交流電能表校準點的誤差。

電能表在線校準的優(yōu)點在于：

1）避免了企業(yè)拆裝電能表而引起的停產和所產生的拆裝耗費勞動力。

2）在線校準更能反映電能表在實際工作條件下，能否保證電能計量的準確性。實驗室中校準好的電能表基本誤差都較小，但在實負荷下，由于計量方式的不合理、運行方式的改變、選型不符合要求、電壓互感器二次回路電壓降過大、接線錯誤等，造成的計量誤差可能達到百分之幾百。

3）為電能表的量值溯源提供方便、節(jié)省時間。

2 企業(yè)電能計量

2.1 現狀

GB 17167-2006主要將能源計量的配備和管理分為用能單位、主要次級用能單位、主要用能設備3級，并對這3級進行重點監(jiān)管。實際情況中，電能表作為電能基礎設備在企業(yè)內部處處可見，從企業(yè)輸入端到生產部門、生產線、重點用能設備都配備了各種類型的電能表。但是大部分企業(yè)由于對能源計量理解不深入、重視不夠，僅對出入端的電能總表進行計量，而忽視了各級用能單位里的電能表的計量準確、安全、溯源。

2.2 現場校準問題

首先現場校準由于本身校準方法的限制受到以下幾個因素的影響，給工作的開展帶來了一定的困難。

1）實際負載過小，功率因數低。國家規(guī)范要求在負載電流不低于電能表標定電流的10%和功率因數不低于0.5時，才能現場校準，否則數據無法保證準確。

2）電能計量設備陳舊，接線不便。現場校準儀需配備了鉗形電流互感器，并且接線時也要注意線路本身陳舊造成的開路風險。

3）現場溫差過大，電壓偏離額定值超過±10%。主要出現在生產線第一線。

3 電能表現場校準

3.1 校準結果

在2013年對本地區(qū)20余家重點耗能企業(yè)的電能表進行了現場校準，共500多只。校準結果顯示計量不準比例為12%，見表1。

表1 電能表校準結果統(tǒng)計

不難看出，導致企業(yè)電能計量不準的主要原因為接線錯誤和電能表本身超差。而除去電能表本身質量問題約占4成以外，因為接線錯誤、選型不合適等其他原因造成的計量失準達到了6成，這6成在實驗室檢定過程是沒辦法發(fā)現其計量問題的，只有通過現場校準才能發(fā)現這些影響因素，判斷電能表實負荷條件下的誤差情況。因此電能表的現場校準很有必要。

3.2 問題

通過現場校準的數據，找出計量失準問題的因素并分析實際案例。

針對常見的三相三線制與三相四線制電能表出現的計量是否準確的問題，歸結為從接線方式和電流這兩方面進行判別。

首先是接線方式：對于三相三線制電能表，經過互感器接入，考慮到互感器極性正確和無斷線時，由6種電壓接線和8種電流接線可組成48種接線。其中電壓為正相序的接線方式24種，只有一種接線方式正確：IaUab、IcUcb；電壓為反相序的接線方式為24種，只有一種接線方式正確：IcUcb、IaUab。另外可根據它們的余弦函數值(x1)和(x2)，求出A，C相的功率因數角分別為φa= arccos（x1）-30°、φc= 30° - arccos（x2）。判斷正確的條件為φc= ±10°= φa。對于三相四線制電能表，相對簡單，只要任一相的電流極性相反，相電壓和相電流的夾角大于90°即可視為出現錯誤。

其次是電流判斷條件：對于三相三線制電能表，電流不平衡度設定為Ibd＞ 15%，其中Ibd= [（IC- IA）/IC]×100%。通過檢測電流的不平衡度，可以監(jiān)測電流互感器本身工作情況和二次回路是否有開路或有兩點接地現象。而對于三相四線制電能表，以三相中的最小項Imin和最大項Imax，其中Ibz=（Imin/ Imax）×100% = 75%，超出這個范圍就有可能是電流回路出現被分流或者兩點接地的現象。

3.3 案例

3.3.1 案例一

某冶煉廠，其電能計量裝置采用了三相三線制電能表?，F場校準裝置顯示其Uab與Ia之間的余弦夾角值為0.562，故A相的功率因數角為φa= arccos（0.562）-30° = 25.81°，超出了 10°的范圍，經過檢查，A相電流接反。

3.3.2 案例二

某水泥廠，采用高供低計的接線方式，三相四線電能表經過互感器接入。電能表現場校準電流分別為Ia= 1.751 A，Ib= 1.725 A，Ic= 1.046 A，則對于電流進行驗算，有Ibz= 1.046/1.751×100% = 59.73%，低于70%的判斷條件，發(fā)現問題。經過檢查，C相互感器變比選擇錯誤，及時更正后計量正常。

4 結語

電能表的現場校準在能源計量和企業(yè)內部計量控制中都有很重要的作用。針對目前現場校準工作中存在的不足，未來的發(fā)展趨勢應該是一方面開發(fā)精度更高的標準器（目前的標準器大多只能校準0.5級及以下的電能表），完善校準設備的安全防護措施；另一方面對規(guī)程規(guī)范進行不斷更新和修訂，針對原JJF 1055-1997 《交流電能表現場校準技術規(guī)范》的不足，盡快推出比較完善的新國標，以便更好地開展能源計量工作。

[1]遼寧省質量技術監(jiān)督局. JJF1055-1997[S]. 北京：中國計量出版社, 1997.

[2]上海市質量技術監(jiān)督局. JJG(滬)49-2007[S]. 北京：中國計量出版社, 2007.

[3]全國交流電量計量技術委員會. JJG596-1999[S]. 北京：中國計量出版社, 1999.

[4]全國電磁計量技術委員會. JJG307-2006[S]. 北京：中國計量出版社, 2006.

[5]吳江宏, 陸國權, 周登錦, 易國賢. CA6140電能表在線校準與節(jié)能減排[J]. 節(jié)能, 2012, (7)： 44-47.

[6]張莉, 郭冬冬. 在線檢測三相電子式電能表運行情況的分析[J]. 內蒙古科技與經濟, 2012, (23)：82-83+87.