电子式电能表误差分析与处理
[摘要]随着技术的发展，人们生活水平的提高，电力系统供配电问题越来越复杂，而电作为一种产品，其计量问题受到的严峻的考验，本文主要从电力系统在运行中存在的一些情况，分析电表在各种情况下的计量缺陷，提出相应的改进措施。
【关键词】计量；误差；谐波；轻载
电能表一般安装在产权分界处，它是为供电、用电提供结算依据的一种计量仪表，其准确度及合理性将直接影响供电部门与电力用户的经济利益。同时随着科技的进步，人们生活水平的提高，对电能需求量越来越大，对电能质量的要求越来越高，这使供配电问题变得复杂，对电能表的要求越来越高。长期以来，人们都在不断的对电能表进行改进更新，以期满足供、需方的要求。
随着电子技术的发展，功能强大、可靠性较好的电子式电能表，已基本取代传统的机械式电表，使供电部门的计量管理和技术水平得到了很大的提高。但电力系统本身结构较复杂，同时电力负荷变动频繁，使得电子式电表的实际工作环境较为恶劣，从而使有些计量误差凸显出来。本文通过对影响电子式电能表准确度的因素进行分析，找出解决办法，以确保电表准确、可靠的运行。
一、谐波对电子式电能表计量的影响与处理方法
（一）谐波对电子式电能表计量的影响
优质的电力供应应该是给用户提供工频为50HZ的正弦交流电，但在实际中由于有非线性用户的存在，使电压波形发生了畸变，出现了谐波。习惯上，我们将谐波称为高次谐波，工频正弦波为基波。
谐波对电力系统是有害的，主要体现在这几个方面：（1）产生串、并联谐振，出现危险的过电流、过电压。（2）增加设备损耗，降低设备效率，使设备发热严重，缩短使用寿命。（3）使继电保护和自动装置误动作，影响其可靠性及灵敏性。
出现了谐电流与电压，那么就会有谐波功率，而谐波对电力系统及电力用户都是有害的，而谐波是由非线性电力用户造成的，所以应该对这类用户加于限制。所以从理论上，我们应该对非线性用户向系统反馈的谐波电能进行计量，进行合理收费。但实际中，电子式电表在对谐波进行计量时产生了很大的计量误差，其主要原因是电子式电表计量频带较宽，基波与谐波没有被区分开，确切的说进行了全电量计量。导致的结果是：线性用户，电能表计量的是基波电能加谐波电能，使计量误差为正；非线性用户，计量电能为基波电能与谐波电能之差，使计量误差为负。这是不合理的，对供电企业和线性用户都是不公平的。
（二）处理方法
显然把包含谐波的畸变波形当基波进行计量会带来很大的计量误差，针对这种情况，我们提出如下解决措施：采用滤波器将基波与谐波分离开来，计算出基波电能与谐波电能，对线性用户基波电能等于总电能，非线性用户总电能为基波电能与谐波电能之和。
二、轻载对电子式电能表计量的影响及处理方法
（一）轻载对电子式电能表计量的影响
运行电流在标定电流5%～10%以下时，称之为轻载。轻载对电子式电能表计量的影响主要体现在两个方面：
1、潜动性能。对电能表来说，其潜动与启动是两个相互矛盾的性能，当我们强调灵敏度的同时，必将考虑其抗干扰性能，两项折中，最后会损失一定的精度，所以误差是无法避免的。与机械式电能表相比，电子式电能表没有机械测量部件，所以电子式电表不会因为装配位置的问题出现潜动，但电子式电表还是会因为其他问题出现潜动，比如说电子式电表在轻载时，产生的脉冲没有规律，这样就会引起潜动现象。
2、电流互感器的影响。对电流互感器而言，它本身在工作时就有一定的激磁损耗和铁损耗，当负载为正常负载时，这一部分损耗占电流互感器的总容量的比重不大，此时电流互感器的误差在线性范围内，即电流互感器的误差会随着负载的增大而增大，那么在计量时电能表能够采用分段补偿的方式，只要补偿系数设置合理，就能使误差在允许范围内逐渐趋于平衡。但在轻载时，这一部分损耗所占比例增大，影响了电流互感器的误差特性，使其进入非线性区域，此时误差与负载之间就不存在对应关系，那么就很难准确的对其误差进行补偿。
（二）处理方法
（1）选用高分辨率的A/D转换器。电子式电表是对电压信号、电流信号进行采集，转换成为数字信号，送入CPU进行计算处理。所以采用高分辨率的转换器能够分辨小信号，能将轻载时的小电流、小电压精确转换，送到单片机进行处理。这样从内部进行改良，既提高准确度，又不影响电表的灵敏度。
（2）选用高精度的电流互感器。性能优异的电流互感器，具有低损耗的特征，轻载时其误差特性在线型范围内，消除了其角差和比差对电表准确度的影响。
三、电压闪变对电子式电能表计量的影响及处理方法
（一）电压闪变对电子式电能表计量的影响
（二）处理方法
采用小波分解与同步检波法，将闪变后的信号按照频谱分为高频与低频，然后经过小波多分辨率分解，进而将畸变的电压与电流分离出来，得到畸变的功率。
四、结束语
要提高电子式电表的计量准确度，减小误差，我们要从多角度出发，发现电子式电表计量原理上的缺陷，进行改进。同时要从其内部元件出发，找到元件在工作中存在的问题，选用更有优势的元器件。当然在此过程中也要考虑成本问题，针对实际中的具体要求，做出相应的处理。
