電能計量裝置誤差產(chǎn)生的原因及減少誤差的措施

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摘要：電能計量裝置在電力企業(yè)運營中具有重要意義，本文主要對導(dǎo)致電能計量裝置產(chǎn)生誤差的原因進行分析,在此基礎(chǔ)上提出了減少電能計量裝置誤差的解決措施，僅供大家參考。 

關(guān)鍵詞：電能計量裝置、誤差原因、解決措施  中圖分類號：r363.1+24文獻標(biāo)識碼：a 文章編號：  一、前言  作為電力企業(yè)運營過程中的主要測量工具, 電能計量裝置準(zhǔn)確性對企業(yè)的經(jīng)濟效益以及社會效益具有重要影響,能否準(zhǔn)確進行電能計量是電力管理部門必須要重視的問題。  二、電能計量裝置分析  電能計量裝置是由電能表、計量用互感器及其二次回路組成,要減小電能計量誤差，就必須要對計量器具和二次回路帶來的誤差進行計算分析，以達到合理選擇和配置計量器具的目的。  電能計量裝置同其他計量器具一樣，不可能絕對準(zhǔn)確地記錄電能值，總會存在一定的偏差，這種偏差叫電能計量裝置的綜合誤差。電能計量裝置的綜合誤差包括電能表的誤差、互感器的合成誤差、電壓互感器二次回路壓降引起的誤差，即  ε=εb +εh +εd  在上式中εb表示電能表的誤差;  εh表示互感器的合成誤差；  εd表示電壓互感器二次回路壓降引起的誤差。  當(dāng)電能計量裝置不包含互感器和電壓二次回路時，εh、εd為0。  由于εb 、εh 、εd 隨著電壓u、電流i、功率因數(shù)cos 的變化而變化，因此ε不是一個確定的值，它也是隨著u、i、cos 的變化而變化。因此在計算綜合誤差時，要注意在相同的情況下才能進行代數(shù)相加。  三、電能計量裝置誤差產(chǎn)生的主要原因  導(dǎo)致電能計量裝置產(chǎn)生誤差的原因有很多，本文主要從以下三個主要方面進行分析：  1、由于電能表選型或使用不當(dāng)導(dǎo)致的誤差  （1）為了確保電能計量測量電能的準(zhǔn)確性, 必須根據(jù)相關(guān)規(guī)程要求,科學(xué)合理選用最大額定電流、電能表型、基本電流、電壓等級以及準(zhǔn)確度等級。針對每月平均用電量高于100萬kwh的ⅱ類高壓計費用戶,要采用0.5級的有功電能表和2.0級無功電能表。在實際情況中, 如果用戶的負荷電流變化幅度相對較大或?qū)嶋H使用電流常常低于電流互感器額定一次電流的30%，假如長時間在較低載負荷點運行,可能導(dǎo)致計量誤差,應(yīng)使用寬負載的s級電能表。  （2）測量三相四線電能采用三相三線電能表將會產(chǎn)生附加誤差。因為三相負載沒有達到平衡,中性點一般會有電流存在,而ib=in-ia-ic，因此,沒有電流ib所消耗的功率,產(chǎn)生附加誤差。  2、由于電流互感器選用不當(dāng)導(dǎo)致的誤差  （1）選擇電流互感器二次容量。接入電流互感器的二次負荷包含外接導(dǎo)線電阻、電能表電流線圈阻抗、接觸電阻。因此,在進行電流互感器選擇時,要從三方面對二次容量大小進行分析,借助選擇電流回路負荷阻抗較小的表計（比如電子式電能表）來達到二次容量的要求,在必要情況下還能夠通過降低外接導(dǎo)線電阻的方法。  （2）因為一次電流流經(jīng)電流互感器一次繞組時,必須要消耗一部分電流i0來勵磁,使得鐵芯產(chǎn)生磁通，保證二次繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。電流互感器的誤差是因為鐵芯所消耗的勵磁安匝導(dǎo)致的。電流互感器誤差由互感器的比差、角差決定,而比差、角差又與鐵芯阻抗角 、外接負載阻抗zb、鐵芯損耗電量角 、鐵芯導(dǎo)磁率 有關(guān)。根據(jù)互感器電流特性曲線、負荷特性曲線和誤差特性表, 實際二次負荷必須控制在25%～100%額定二次負荷范圍內(nèi),其實際負荷電流達到額定值60%左右,至少應(yīng)不低于30%,才可以使電流互感器在最優(yōu)狀態(tài)運行,從而控制電流互感器誤差。  3、由于二次接線不合理導(dǎo)致的誤差  電壓互感器二次回路電壓降是二次接線導(dǎo)致電能計量裝置誤差的主要原因之一。導(dǎo)致電壓互感器二次回路壓降產(chǎn)生的原因主要有以下幾個:(1)中間繼電器接觸電阻；(2)二次回路連接電纜;(3)端子接觸電阻，隔離開關(guān)輔助觸點；(4)斷路器、熔斷器的接觸電阻，以及電壓互感器的負載電流通過二次連接導(dǎo)線及串接點的接觸電阻時也會產(chǎn)生電壓降,這樣加在負載上的電壓就無法與電壓互感器二次線圈電壓相等,就產(chǎn)生了計量誤差。  四、減少電能計量裝置誤差的措施  1、選擇正確的計量方式, 減少計量誤差  （1）就接入中性點絕緣系統(tǒng)的電能計量裝置而言,選擇三相三線制電能表, 其兩臺電流互感器二次繞組宜采用四線連接；就三相四線制的電能計量裝置而言, 其三臺電流互感器二次繞組與電能表之間宜采用六線連接，若選擇四線連接的話,如果公共線斷開或一相電流互感器極性相反,會對計量準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響,而且在現(xiàn)場進行檢驗時,采取單相法每相電流互感器二次負載電流和實際負載電流不一致,會使測試工作變得困難,產(chǎn)生測量誤差。  （2）要在計費用高壓電能計量裝置中裝設(shè)失壓計失儀,及時掌握讀取失壓記錄,為計量人員追補電量提供依據(jù)。  2、科學(xué)合理選用電流互感器  規(guī)定正常負荷電流在電流互感器額定電流的60%左右,對于季節(jié)性用電的用戶應(yīng)選擇二次繞組具有抽頭的多變比電流互感器,按如下原則進行選擇：  (1)確定額定電壓。電流互感器的額定電壓un要和被測線路的電壓ul相適應(yīng),即un≥ul。  (2)確定額定變比。一般根據(jù)電流互感器所接一次負荷來確定額定一次電流i1,即:i1=p1/ uncos  在上式中un表示電流互感器的額定電壓,；  p1表示電流互感器所接的一次電力負荷,；  cos 是平均功率因數(shù),通常按cos =0.8計算。  為確保計量的準(zhǔn)確性,選擇時應(yīng)確保正常運行時的一次電流是其額定值的60%左右,至少大于等于30%。由額定一次電流與額定二次電流的比值來決定電流互感器的額定變比。  ( 3) 確定額定二次負荷。若互感器接入的二次負荷比額定二次負荷要大,會造成準(zhǔn)確度等級下降。為確保計量準(zhǔn)確性,通常要求電流互感器的二次負荷s2一定要在額定二次負荷s2n的25%～100%范圍內(nèi),即:0.25s2n≤s2≤s2n。  （4）確定額定功率因數(shù)。計量用電流互感器額定二次負荷的功率因數(shù)應(yīng)為0.8-1.0。  (5) 確定準(zhǔn)確度等級。按照dl/t448-2000《電能計量裝置技術(shù)管理規(guī)程》中的規(guī)定,運行中的電能計量裝置根據(jù)其所計量電能量的多少以及計量對象的重要程度,劃分為ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ、ⅴ五種,不同類別的電能計量裝置對電流互感器準(zhǔn)確度等級的要求也不一樣。  3、根據(jù)計量規(guī)程要求, 完善計量裝置設(shè)置  （1）采用精度高、穩(wěn)定性強的多功能電能表。隨著電子技術(shù)的發(fā)展,目前多功能電子表已日趨完善,其誤差比較穩(wěn)定,且一般呈線性。一只多功能電子表能同時兼有正、反向有功,正、反向無功四種電能計量和脈沖輸出、失壓記錄、追補電量等輔助功能,還具有過載能力強、功耗小的優(yōu)點。對ⅰ、ⅱ類用戶應(yīng)選擇全電子式電能表。  （2）針對電流、電壓互感器的誤差,進行組合配對,保證互感器合成誤差盡量小。配對原則是最大程度配用電流互感器和電壓互感器的比差符號相反，數(shù)值相等或相近；角差符號相同, 數(shù)值相等或相近。如此一來,基本可以忽略互感器的合成誤差,只要按照互感器二次壓降誤差配合電能表本身誤差作調(diào)整,就能夠最大限度減少計量裝置綜合誤差。  （3）選擇電壓互感器二次導(dǎo)線。按照互感器二次回路的實際情況選擇二次導(dǎo)線的截面和長度。在負載一定時,給定電纜截面面積,在確定電壓降情況下,給定導(dǎo)線長度,導(dǎo)線截面積不小于2.5mm2。  （4）電流互感器二次回路導(dǎo)線截面積不能小于4mm2, 并且中間不能有接頭, 導(dǎo)線經(jīng)轉(zhuǎn)動部分處應(yīng)有足夠的長度。在投產(chǎn)之前,必須對電流、電壓互感器的實際二次負荷進行測量,保證在互感器標(biāo)定的額定負荷內(nèi)。  （5）對高于35kv的計費用電壓互感器二次回路,不要裝設(shè)隔離開關(guān)輔助觸點, 但可裝設(shè)熔斷器；對低于35kv 的計費用電壓互感器二次回路,不要裝設(shè)隔離開關(guān)輔助觸點和熔斷器。電流、電壓回路要裝專用二次回路,確保不和保護、測量同回路。  4、進行計量裝置綜合誤差分析  通過計算，將投產(chǎn)前電流、電壓互感器合成誤差以及電壓互感器二次回路壓降誤差做成數(shù)據(jù)表,在進行周期校驗時,都能夠給對照各項數(shù)據(jù)配合電能表進行調(diào)整,最大程度減少計量綜合誤差。而且,根據(jù)相關(guān)規(guī)程規(guī)定做好電能表、互感器以及電壓互感器的周期檢驗和輪換工作。  5、采取電壓誤差補償裝置  假如電壓互感器二次回路的負荷導(dǎo)納變化范圍較小,可采取電壓誤差補償器, 補償二次導(dǎo)線電壓導(dǎo)致的比差和角差。  （1）當(dāng)采用專用的電壓互感器二次回路，電能表與儀表顯示設(shè)備等二次回路單獨工作，彼此不會受到影響，并且降低二次回路電壓降受到其他負載的影響。  （2）當(dāng)采用專用的電壓互感器二次回路，可以減少諸如接線錯誤等等操作。  （3）當(dāng)采用專用的電壓互感器二次回路，可以減小二次回路電壓降△u及由此帶來的電能計量誤差ε。  五、結(jié)語  保證電能計量裝置的準(zhǔn)確性,對保證電力系統(tǒng)走向市場具有非常重要的意義。所以，一定要重視電能計量工作,不斷創(chuàng)新，提高電能計量裝置的準(zhǔn)確性,使電能計量公平合理得到真正落實,保障發(fā)供用電各方的利益。  參考文獻：  ［1］ 丁玥：《關(guān)于電能計量裝置誤差因素及控制措施的分析》，《中國新技術(shù)新產(chǎn)品》， 2011年16期  ［2］ 譚梅 楊衛(wèi)輝：《電能計量裝置綜合誤差分析及其控制技術(shù)措施》，《吉林工程技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報》， 2011年11期  ［3］ 田文朝：《電能計量裝置綜合誤差產(chǎn)生的原因及應(yīng)對措施》，《山西財經(jīng)大學(xué)學(xué)報》， 2011年s4期  ［4］ 李艷：《影響電能計量裝置綜合誤差的因素及減小方法》，《黑龍江科技信息》， 2010年20期  ［5］ 盧萬平：《淺析電壓互感器二次回路在電能計量裝置中的影響》，《機電信息》， 2012年03期