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降低電能計(jì)量裝置誤差技術(shù)
降低電能計(jì)量裝置誤差技術(shù)
【摘 要】對(duì)電能計(jì)量裝置的基本要求就是準(zhǔn)確，做好電能計(jì)量裝置工作，提高電能計(jì)量裝置的準(zhǔn)確性，真正做到電能計(jì)量公平合理，為發(fā)供用電各方提供可靠依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】計(jì)量裝置;電流;電壓;互感器;誤差;措施
1電能表選型及使用不當(dāng)造成的誤差
(1)為了保證電能計(jì)量裝置準(zhǔn)確地測(cè)量電能，必須按照有關(guān)規(guī)程要求，合理選擇電能表的型式、電壓等級(jí)、基本電流、最大額定電流以及準(zhǔn)確度等級(jí)。
對(duì)于月平均用電量在100 萬(wàn) kWh 以上的Ⅱ類(lèi)高壓計(jì)費(fèi)用戶(hù)，應(yīng)采用 0.2 級(jí)的電壓、電流互感器，0.5級(jí)的有功電能表及2.0級(jí)無(wú)功電能表。
在實(shí)際運(yùn)行中，若用戶(hù)的負(fù)荷電流變化幅度較大或?qū)嶋H使用電流經(jīng)常小于電流互感器額定一次電流的30%，長(zhǎng)期運(yùn)行于較低載負(fù)荷點(diǎn)，會(huì)造成計(jì)量誤差，應(yīng)采用寬負(fù)載電能表。
(2)用三相三線電能表測(cè)量三相四線電能將引起附加誤差。
由于三相負(fù)載不平衡，中性點(diǎn)普遍有電流存在，而Ib=In-Ia-Ic，所以，缺少電流Ib所消耗的功率，引起附加誤差。
2 電流互感器誤差
2.1 電流互感器倍率選擇不當(dāng)引起誤差
當(dāng)電流互感器工作在小電流時(shí)，因磁通密度較低，引起的誤差增大，所以在選擇互感器時(shí)，變比不能選擇過(guò)大，以避免在小電流下運(yùn)行。
2.2 電流互感器二次容量選擇不當(dāng)引起的誤差
接入電流互感器的二次負(fù)荷，包括電能表電流線圈阻抗、外接導(dǎo)線電阻、接觸電阻。
如電流互感器二次回路導(dǎo)線阻抗是二次負(fù)荷阻抗的一部分，尤其是用電負(fù)荷較大的用戶(hù)，它直接影響電流互感器的準(zhǔn)確性。
由于電流互感器的額定容量是二次額定電流I2N通過(guò)二次額定負(fù)載Z2N時(shí)所消耗的視在功率S2N，如式(1)所示，接入電流互感器二次負(fù)載容量S2應(yīng)滿(mǎn)足式(2)的要求，如果在這個(gè)范圍內(nèi)，誤差不會(huì)超過(guò)給定的準(zhǔn)確度等級(jí)。
其次電流互感器的二次額定電流I2N已確定，所以二次負(fù)載容量主要受表計(jì)線圈阻抗、外接導(dǎo)線電阻、接觸電阻的影響。
所以，在選擇電流互感器時(shí)，應(yīng)從三方面考慮二次容量大小。
根據(jù)上述的分析，將互感器誤差與一次電流、二次負(fù)載之間的變化關(guān)系列為表1所示。
表1 電流互感器誤差特性表
2.3 電流互感器二次負(fù)荷的控制
由于一次電流通過(guò)電流互感器一次繞組時(shí)，要使二次繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，必須消耗一部分電流I0來(lái)勵(lì)磁，使鐵芯產(chǎn)生磁通。
電流互感器的誤差是由鐵芯所消耗的勵(lì)磁安匝引起的。
由互感器電流特性曲線、負(fù)荷特性曲線和誤差特性表(見(jiàn)表2)可見(jiàn)，二次負(fù)荷要控制在25%～100%之間，一次電流為其額定值60%左右，至少不低于30%，才能使電流互感器運(yùn)行在最優(yōu)狀態(tài)，從而降低電流互感器誤差。
若正常負(fù)荷電流達(dá)不到電流互感器額定電流的60%左右，不小于30%，則應(yīng)選用高動(dòng)熱穩(wěn)定電流互感器以減小誤差，對(duì)季節(jié)性用電的用戶(hù)應(yīng)采用二次繞組具有抽頭的多變比電流互感器。
3 電壓互感器使用不當(dāng)造成的計(jì)量誤差
依據(jù)國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程DL/T448-2000《電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程》第7. 3條規(guī)定，高壓互感器每10年現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)1次，因此必須嚴(yán)格按照國(guó)家規(guī)程規(guī)定，開(kāi)展互感器的現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)工作，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)超差時(shí)，應(yīng)查明原因，制訂更換或改造計(jì)劃，盡快更換。
電壓互感器二次回路壓降包括電纜，端子接觸電阻，熔斷器，中間繼電器接點(diǎn)，空氣小開(kāi)關(guān)等電壓降之總和。
電壓互感器的負(fù)載電流通過(guò)二次連接導(dǎo)線及串接點(diǎn)的接觸電阻時(shí)會(huì)產(chǎn)生電壓降，這樣加在負(fù)載上的電壓就不等于電壓互感器二次線圈電壓，因此產(chǎn)生計(jì)量誤差。
許多早期電廠、變電站等，電能計(jì)量與測(cè)量回路共用同一電壓互感器繞組，二次側(cè)接有大量感應(yīng)式電能表和測(cè)量?jī)x表，二次回路電流很大，由于感應(yīng)式電能表電壓線圈功率因數(shù)偏低，因此，在二次回路壓降上表現(xiàn)為比差和角差都很大。
此外還有由于電壓互感器與控制室中電能表的距離較遠(yuǎn)，二次連接導(dǎo)線過(guò)長(zhǎng)，或由于電壓互感器二次導(dǎo)線截面積大小不合適，造成二次導(dǎo)線電阻值較大，壓降容易超差。
4 降低電能計(jì)量裝置誤差綜合措施
4.1 根據(jù)計(jì)量規(guī)程要求，完善計(jì)量裝置
(1)提高電流互感器、電壓互感器、電能表的精度等級(jí)，提升計(jì)量裝置的計(jì)量準(zhǔn)確性，特別對(duì)于負(fù)荷變動(dòng)大的用戶(hù)，應(yīng)選用S級(jí)電流互感器;選擇高精度、穩(wěn)定性好的多功能電能表。
現(xiàn)在多功能電子表已日趨完善，其誤差較為穩(wěn)定，且基本呈線性。
一只多功能電子表可同時(shí)兼有正、反向有功，正、反向無(wú)功四種電能計(jì)量和脈沖輸出、失壓記錄、追補(bǔ)電量等輔助功能，且過(guò)載能力強(qiáng)、功耗小。
這樣更能有效地提高計(jì)量裝置計(jì)量的準(zhǔn)確性。
(2)應(yīng)用綜合誤差的概念合理選配計(jì)量裝置中的電流互感器、電壓互感器、電能表，使它們合成的綜合誤差最小，配對(duì)原則是盡可能配用電流互感器和電壓互感器的比差符號(hào)相反，大小相等，角差符號(hào)相同，大小相等。
這樣，互感器的合成誤差基本可以忽略，只需根據(jù)互感器二次壓降誤差配合電能表本身誤差作調(diào)整，便可最大限度降低計(jì)量裝置綜合誤差。
(3)電流互感器二次回路導(dǎo)線截面積最小值為4 mm2，且中間不得有接頭，導(dǎo)線經(jīng)轉(zhuǎn)動(dòng)部分處應(yīng)留有足夠的長(zhǎng)度。
在投產(chǎn)前，必須測(cè)量電流、電壓互感器的實(shí)際二次負(fù)荷，使之在互感器標(biāo)定的額定負(fù)荷之內(nèi)。
(4)對(duì)35 kV以上的計(jì)費(fèi)用電壓互感器二次回路，應(yīng)不裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)輔助觸點(diǎn)，但可裝設(shè)熔斷器，對(duì)35 kV及以下的計(jì)費(fèi)用電壓互感器二次回路，應(yīng)不裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)輔助觸點(diǎn)和熔斷器。
電流、電壓回路應(yīng)設(shè)專(zhuān)用二次回路，不與保護(hù)、測(cè)量同回路。
(5)電壓互感器二次導(dǎo)線的選擇。
在DL/T448-2000《電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程》中，對(duì)計(jì)量用電壓互感器二次回路的導(dǎo)線作出了相關(guān)的規(guī)定：互感器二次回路的連接導(dǎo)線應(yīng)采用銅質(zhì)單芯絕緣線。
對(duì)電壓二次回路，連接導(dǎo)線的截面積應(yīng)按允許的電壓降計(jì)算確定，至少應(yīng)不小于2.5mm2。
在實(shí)際工作中，電壓互感器二次回路線路的截面積一般選在4mm2。
4.2 采用正確的計(jì)量方式，減少計(jì)量誤差
(1)根據(jù)電網(wǎng)一次中性點(diǎn)的絕緣方式，將一次中性點(diǎn)非絕緣接地的用戶(hù)計(jì)量裝置由二元件計(jì)量方式改為三元件計(jì)量方式可以提高計(jì)量的準(zhǔn)確性。
(2)對(duì)計(jì)費(fèi)用高壓電能計(jì)量裝置應(yīng)裝設(shè)失壓計(jì)時(shí)器，及時(shí)讀取失壓記錄，作為計(jì)量人員追補(bǔ)電量的依據(jù)。
(3)減少互感器所帶二次負(fù)載
通過(guò)減少互感器所帶的表計(jì)數(shù)量(盡可能采用全電子多功能電能表，一表多用)，增大引線截面，減少接觸電阻，從而減少互感器二次所帶負(fù)載，減少計(jì)量誤差。
(4)降低二次導(dǎo)線壓降
加粗電壓互感器二次導(dǎo)線截面積，以減少二次壓降引入誤差對(duì)計(jì)量準(zhǔn)確性的影響。
定期打磨接插元件、導(dǎo)線的接頭，盡量減小接觸阻抗。
采取就地計(jì)量方式，縮短PT二次導(dǎo)線長(zhǎng)度，裝設(shè)電子電能表，電子電能表功能全，因而可減小電能表計(jì)數(shù)量，同時(shí)電子電能表輸入阻抗高，單只表負(fù)載電流只有30 mA左右，因而使得電壓互感器二次回路電流大大降低，壓降也就較小。
(5)開(kāi)展計(jì)量裝置綜合誤差分析
把投產(chǎn)前電流、電壓互感器合成誤差、電壓互感器二次回路壓降誤差通過(guò)計(jì)算形成數(shù)據(jù)表，在每次的周期校驗(yàn)時(shí)，都可以對(duì)照各項(xiàng)數(shù)據(jù)配合電能表進(jìn)行調(diào)整，使計(jì)量綜合誤差達(dá)到最小。
同時(shí)，按規(guī)程規(guī)定做好電能表、互感器、電壓互感器的周期檢驗(yàn)和輪換工作。
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