标准电能表电能误差数据合理性判定初探

标准电能表电能误差数据的合格性判定是检测的日常性工作，检定人员只要依据JJG596-1999《电子式电能表》检定规程表1“单相和三相(平衡负载)标准电能表的基本误差限”、表2“不平衡负载时三相标准电能表的基本误差限”对电能误差检测数据进行判定即可，检测数据是否合格一目了然。实际工作中，检定人员更多关心的是检测数据的超差问题，而对于检测数据是否合理并未引起足够重视。下面将对分相与合相、不同功率因数下电能误差的数据合理性判定进行初步探讨。

一、分相与合相间电能误差的数据合理性判定

检测一台三相多功能标准表(型号:SB1300，编号:YF0005，等级:0.02级)在220V、**，功率因数为1.0，0.5L、0.5C、0.8L、0.8C时的电能误差，检测数据如表1所示。

表1 检测数据

**判断表1检测数据是否均符合JJG596-1999中表1“单相和三相(平衡负载)标准电能表的基本误差限”的合格要求。

根据电能相对误差定义:式中:W′——被检表累积的电能值；W——标准表累积的电能值。

则有:三相误差:

A相误差:

B相误差:

C相误差:

又有:W3P4L=WA+WB+WC

则有:当检测电能表所用的电能表检定装置的三相输出对称度满足JJG597-2005《交流电能表检定装置》检定规程的要求时，可以认为A相、B相、C相功率近似相等，三相累计的电能值也近似相等，设为W，代入上式有:即被检标准电能表的合相电能误差约等于A相、B相、C相误差的平均值。用此条规律来检验表1测试数据(计算过程略)，结果如表2所示。

表2 计算结果

我们发现，A相、B相、C相电能误差的平均值与合相误差非常接近，差别*大值为0.002%，此差别认为主要是由电能表检定装置的三相对称度误差、电能误差的测量重复性引起的，则可以定性地判定各分相误差与合相误差的数据关系合理。在实践中我们发现，当A、B、C三相分开检定时，三相不平衡以及相间电流泄漏也是引起上述差别的重要原因。

二、不同功率因数下电能误差的数据合理性判定

根据电能误差定义:

W′=U′I′cosφ′·t，W=UIcosφ·t

式中:U′、I′、φ′——被检电能表的电压、电流、相位；U、I、φ——标准电能表的电压、电流、相位；t——电能累积时间。

则有设:φ′=φ+Δφ，Δφ为被检表相位误差值，则上式可化为当cosφ=1.0即φ=0°时，代入式(3)得到误差值(计算步骤略):

同理，得到其他常用功率因数时的电能误差:

cosφ=0.5L即φ=60°时的误差:

cosφ=0.5C即φ=-60°时的误差:

cosφ=0.866L即φ=30°时的误差:

cosφ=0.866C即φ=-30°时的误差:

当检定电能表所用的电能表检定装置输出足够稳定，认为不同功率因数时的U′I′、UI近似相等；当被检表在不同功率因数时的相位分布均匀时，此时Δφ近似相等，发现

即同理发现:

将表1实际测试数据γ0.5L、γ0.5C代入式(2)、式(3)、式(4)计算γ1.0、γ0.866L、γ0.866C，以三相四线合相电能误差为例，比较数据如表3所示。

表3 比较数据

我们发现不同功率因数时电能误差的实测值与计算值非常接近，差别*大值为0.001%，此差别认为主要是由电能表检定装置的功率稳定度、被检标准电能表的非线性误差、电能误差的测量重复性引起的，则可以定性地判定不同功率因数时电能误差之间的数据关系合理

在实践中我们发现，由于被检表的Δφ是由电压、电流的相位之差引起的，Δφ与被检表的生产厂家对相位的修正方式有关，不同的修正方式可能会导致Δφ不一定为定值；同时Δφ也与相间电压电流泄漏有关，应根据实际情况进行综合判定。

三、结束语

随着电能检测技术的不断发展，用于检测标准电能表的电能表检定装置取得了很大的技术进步，基本实现了检测自动化。高度自动化确实提高了工作效率，看上去检测人员只需正确接线、切换量程、设置检测点，其他都交给自动检测程序来做即可。在数据的合格性判定也能由程序自动完成的情况下，检测数据的合理性判定就显得更加重要。

数据的合理性判定的理论依据虽然基于数学分析，但在实际应用中它又包含了一些定性的分析因素，检测人员要根据检定装置的三相对称度、功率稳定度、三相不平衡度、被检表的非线性误差、相位的均匀分布情况、电能误差的测量重复性等各种因素，同时结合自身的实际工作经验来进行综合分析。