智能电表计量误差来源及抑制方法

刘晓华 李祥

摘要：随着电力系统的发展，智能电能表已经代替传统电能表进入我们的生活，多功能全电子式电能表已经成为过去。智能电表使用电管理工作更加方便快捷，也有助于提高防窃电水平。智能电表计量是否准确，会对用户、供电企业产生影响。所以，要进一步加强计量误差研究，采取措施，尽量减少误差。

关键词：智能电表;计量误差;抑制

随着我国经济的不断进步，电力系统飞速发展，智能电能表应运而生，并且得到了广泛使用，在智能电网中有着重要位置。然而，智能电能表也会存在一些误差，需要探究计量误差来源，探讨误差抑制措施。

1.智能电表误差来源

1.1电表自身的误差

电表计量误差，首先要排查是否电表本身存在误差。电表可能由于设计问题出现误差，设计不合理，会直接影响到计量准确性。可能会在运输、安装的过程中受震动、磕碰等出现问题，进而导致误差。

1.2校表参数问题

正确的校表参数才能保证电能表的准确计量，校表参数存储在电能表的存储器中。计量芯片的校表参数加载过程：上电后计量芯片复位，校表寄存器初始化为默认值，CPU从存储器中读取正确的校表参数，将其写入计量芯片，此时计量芯片才能准确计量，若以上过程中出现错误则不能达到准确计量的效果。软件设计中，可能数据读写未进行容错处理，也可能参数存储备份不足，就可能导致参数读取错误，进而使计量芯片在错误的配置参数下运行，导致计量失准。

1.3电压、电流互感器影响

电压、电流互感器也会导致电表出现误差。首先，电压、电流互感器质量不足，准确性不高，就容易影响电表准确性。当前，基于国内相关标准，在现代电力系统中，电流、电压互感器负荷在25%～100%，功率因数0.8～1.0，使用中的互感器应将误差控制在标准等级以内。设计需要结合实际运行环境，而实际运行时，互感器运行在25%～100%负荷下才能保证准确度。如果负荷过大或者过小，就会影响计量准确性。

1.4潜动性能影响

实际运行电流处于标定5%-10%以下视为轻载。对电表而言，潛动、启动相互矛盾，要提高灵敏度，就要考虑抗干扰水平，找到二者的平衡点，如此一来必然会影响准确度，因此误差往往很难避免。很多计量芯片都有空载阈值，有防潜动性能。通常，计量芯片的潜动阈值允许通过设置寄存器调节。

1.5其他因素引起的误差

电能表使用中会受到各种因素影响，导致出现电能计量误差。例如电表工作电压、电流，环境电磁、温度差异等。雷击也会影响通讯模块、线路，可造成损伤，影响准确性。电表箱需要一定的环境干燥水平，如果外界气温高、潮湿，箱内环境就可能受影响，湿热会影响散热，也可能引发短路问题。

2计量误差抑制

2.1优化设计

要保证计量准确，降低误差，需要提高电表的采样信号、计量电路质量。在设计工作中，要进一步优化电路，提高元器件选择科学性。要考虑到电路板上不同元器件间可能存在的干扰问题，尽量控制一致性误差。设计中，对于采样电路，如果采样使用的是锰铜电阻、电阻网络，应注意电阻要温度系数低并且稳定性高。科学选择核心计量芯片，对于提高电表性能有重要作用。

2.2生产过程控制

要进一步规范生产，推进生产流程标准化。采用现代自动化生产技术，提高产品误差一致性;根据工艺流程要求，以超声波完成设备清洗工作，注意定期更换清洗液，确保清洗效果;确保三防漆喷涂符合技术要求，应高温烘干处理后再喷涂三防漆，同时保证喷涂作业均匀、厚度达标，注意三防漆材料选择，当前进口的一些醇酸树脂效果更佳。

2.3控制校表参数

a、参数存储：现在的电表参数一般有多重备份的存储机制，并且参数存储时是带校验的。智能电表计量部分的参数应用了多重分散备份，每个参数带有单独的CRC校验，可有效避免电表运行过程中由于各种干扰对电表参数产生的影响。

b、参数读写：电表上电后先初始化参数，即从存储芯片中将参数读取出来。计量参数在校表时写入存储芯片，在校表过程中，电表通过校表程序对计量芯片的各个增益寄存器的增益值进行计算，并将计算所得结果写入存储芯片。存储时，各个寄存器增益值作为单个参数存储，每个参数带有单独的CRC校验。计量芯片内部作为检验芯片的计量寄存器值是否发生改变的判断依据，校表成功后，将此校验和寄存器的值也单独作为一个参数存储在存储芯片中。

当正常上电时，读取存储芯片中的计量参数，确认CRC校验正确与否。假如正确无误，再写入与芯片相对应的寄存器。如果不正确，则读取下个备份区的对应参数。寄存器增益值需要全部写入计量芯片，之后读取芯片参数校验，对比存储芯片中的参数，假如一致，代表计量参数正确完成初始化，假如不一致，需要重新初始化处理。

c、参数校验：电表运行中，设定每秒检查计量参数情况。假如运行中察觉芯片校验寄存器值有异常变化，则代表计量芯片参数有问题，此时需要将计量芯片再次初始化处理，确保计量芯片在正确的参数下工作。

2.4减少使用带来的误差

如果电表设计有问题，则带来的误差往往难以处理。使用问题带来的误差则可以通过规范使用、提供良好工作环境避免。在实际工作中，不同用途、场合均有不同的电表要求，需要在选择时根据实际情况，选择适用的电表型号，再选择科学的接入方式。电表校准环境不同，也会带来误差，应注意到环境的影响，在适宜的环境下校准。假如校准后依然有误差问题，则电表可能存在问题，需要及时更换电表。

2.5减少互感器带来的误差

互感器会对电表计量的准确性产生很大影响。通常情况下，电流互感器性能情况与精度高低有很大关系，性能优异的互感器，损耗也低。实际工作中，因互感器导致的电表误差问题有很多。由于计量二次回路存在阻抗，互感器二次回路存在压降，根据相关规程规定，电能计量装置中电压互感器二次回路压降应不大于其额定二次电压的0.2%。可以通过减小接触电阻，降低二次回路压降，可以提高计量精度，进而减少计量误差。

2.6妥善处理各类电表故障

电气设备会出现各种故障，电表也不例外。实际工作中，技术人员必须熟悉电表设备结构、工作原理，具有相应的故障判别能力。智能电表故障会影响运行质量，进而影响计量准确性。所以，一旦发现故障，必须尽早排查，明确故障原因，对于故障电能表及时更换，尽早排除故障。

结论

现如今，智能电表已经进入千家万户，其表现出高可靠性、低误差、高性价比等特点。计量是电表基本功能，准确性不足会对用户、供电企业造成很大影响，并可能产生经济上的纠纷。计量失准与设计、生产、使用等均有关系，在产品设计之初就要充分考虑不同设计下电表的稳定性，在后续的产品测试及应用过程中积极发现缺陷并优化，同时做好电表的保护与状态检修工作，尽力确保电表计量准确。

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