皮薇薇

（郑州电力高等专科学校，河南 郑州450000）

1 前言

电能计量是电力系统中极为重要的一个环节，电能计量的准确性关系到发电企业、电网企业是否能实现经营收入的准确足额回收，也关系到广大电力客户的利益。计量的准确性问题一直以来都受到发电、供电和用电多方的重点关注。影响计量准确性的因素很多，其中一个可能会被忽略的就是低负荷下电能计量装置是否能准确计量的问题。尤其是对于工业客户、季节性生产的客户或者试验类负荷，工业客户或季节性生产客户在生产期负荷比较平稳，负荷率比较高，但在生产淡季负荷率低，甚至低于电流互感器一次额定电流的5%，实验基地类负荷在试验进行时负荷较大，且具有冲击性，但在不做试验时却仅带站用负荷，负荷非常低。在2020年新冠肺炎疫情期间，大量工厂长时间停工停产，必然存在负荷率极低的情况。在这些情况下电能计量装置是否能准确计量，如果出现计量不准又应该如何处理。本文从一例非典型案例出发去分析引起极低负荷下计量失准的原因，探讨应如何预防和改进此类问题。

2 案例分析

2.1 问题提出

对于110 kV 用户变电站，该用户为一实验基地，共分3期建设，一期工程专变容量30 MVA，通过一回200 m 专线接入系统变电站，其电源侧配置计费用关口计量装置，电压互感器变比为110 kV/100 V，准确度等级为0.2，电流互感器变比为300/1 A，准确度等级为0.2S，综合倍率为330000，关口电能表选型为3×57.7/1003×0.3（1.2）A，准确度等级为有功0.2S，无功2 级。自投运之日起，运行35 d 后，电源侧关口表采集到的数据为：正向有功总为0.05 kW·h，正向无功总为0 kVar·h，反向无功总为0.3 kVar·h。

根据测量数据可知，计量总有功电量为0.05×330000=16500 kW·h，正向无功总电量为0 kVar·h，反向无功总电量为0.3×330000=99000 kVar·h。用户对所计电量提出质疑，同时，供电部门根据所计电量算出的功率因数为0.17，与功率因数考核标准0.9 相去甚远，无法作为功率因数电费计算的参考。

2.2 问题分析

2.2.1 问题初判

问题出现以后，计量管理人员从以下3个方面进行了问题查找：①计量回路的原理设计及现场接线是否正确；②关口计量表计的准确度是否合格；③互感器的准确度是否合格。经检查，均未发现问题。

经进一步分析发现：作为一个110 kV 直供用户，其运行35 d 的有功无功电量值均非常小，与用户沟通发现，该用户的几条生产线均未建成投产，初期变电站投运仅带非常小的站用负荷，初步判断为小负荷引起的电能计量失准问题。

2.2.2 计算分析

变电站站用负荷为维持变电站运行的二次控制保护系统、消防系统、照明系统、暖通系统等，这部分负荷均为波动较小的连续性负荷，可根据关口计量表计记录的有功电量和无功电量算出35 d 以来的平均功率。

正向有功功率=16500÷（35×24）=19.64 kW（取2 位小数）。

正向无功功率=0。

反向无功功率=99000÷（35×24）=117.86 kVar（取2位小数）。

初步判断以上功率与实际站用负荷偏差很大，可能不在互感器和电能表的准确计量范围内。

2.2.2.1 互感器准确度分析

根据JJG 313—2010《测量用电流互感器检定规程》3.1条的规定，0.2S 级电流互感器的准确测量范围为1%～120%的额定负荷。根据每天的平均功率可算出专线上流过的电流即流过电流互感器一次侧有功和无功电流分别如下。

有功电流=19.64÷110÷1.732=0.10309 A=103.09 mA，是电流互感器一次额定电流300 A 的0.034%。

无功电流=117.86÷110÷1.732=0.61862 A=618.62 mA，是电流互感器一次额定电流300 A 的0.206%。

有功、无功电流均小于额定电流的1%，不在规程规定的电流互感器准确测量范围之内。

2.2.2.2 电能表准确度分析

根据JJG 596—2012《电子式交流电能表》4.3 条的要求，对于关口计量所用的0.2S 级经互感器接入宽负载三相电能表，起动电流为0.001Ib，关口电能表选型为3×0.3（1.2）A，其参比电流Ib为0.3 A，可算出起动电流为0.3 mA。

根据JJG 596—2012《电子式交流电能表》4.1 条，规定了三相电能表在有功电流0.01Ib～Imax之间的误差限值和无功电流在0.02Ib～Imax之间的误差限值，所以当流过电能表的有功电流低于3 mA，无功电流低于6 mA 时，电能表不能保证计量精度。

已知该线路电流互感器计量绕组的变比为300/1，折算到互感器二次侧（电能表）电流为：

通过计算看出，变电站送电以来，线路的有功电流、无功电流均非常小，流过关口表的有功电流值0.34 mA，略大于关口表的起动电流值0.3 mA。由于计算的是35 d 以来流过关口表的平均电流，实际电流应在平均值0.3 mA 附近波动，即实际负荷对应的二次电流如果大于0.3 mA，则电能表能正常起动，即使能正常起动，根据规程规定，流过电能表的有功电流小于3 mA 时，电能表也是不能保证计量精度的；如果实际负荷对应的二次电流小于0.3 mA，则电能表不能正常起动，无法正常计量，所以，在如此小的电流之下必然存在着少计量和计量不准的问题。

3 总结

由于该用户的几条生产线均未建成投产，初期变电站仅带非常小的站用负荷，经计算分析，由于流过电流互感器有功、无功电流均小于额定电流的1%，导致互感器不能准确测量；同时，流过关口电能表的电流在电能表的起动电流值附近波动，导致电能表可能会漏记电量，且实际工作电流远小于规程规定的电能表满足计量精度的最小电流值。以上原因造成所及电量与实际偏差较大，造成电能计量失准，即电能表和电流互感器的配置是不能适应在变电站运行初期负荷均未投运时的运行状况的。

4 解决方法

通过以上分析，引起该案例计量失准问题的根本原因为流入电流互感器和电能表计的电流值过小。可以通过以下几个方面避免在今后工作中出现类似问题。

首先，如果用户前期负荷很小，且持续时间长，可根据初期电流增设一组小变比电流互感器，或采用多变比电流互感器，使流过互感器和电能表的电流增大，处于可正常准确计量的电流范围之内，待远期负荷正常之后调整接线至正常变比电流互感器。

其次，如果小变比电流互感器选型困难，可与供电公司协商计费方式，采用固定费用月结方式，该案例用户实际即采用此方式结算。如果属于季节性生产用户，在生产淡季或停产阶段，供电部门应关注用户实际负荷大小，对该类用户进行抽查分析，是否有因实际负荷过小导致的漏记或计量不准的情况出现，如果出现，则应及时对退补电费进行合理计算和追讨。

再次，从工程管理角度看，在电源建设和用户生产线建设的工期配合上要进行合理安排和优化，加强沟通，避免出现电源已投运而负荷未启动的情况出现，造成长时间小电流运行，导致计量失准。