電能計(jì)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(jì)量裝置在電力企業(yè)運(yùn)營(yíng)中具有重要意義，本文主要對(duì)導(dǎo)致電能計(jì)量裝置產(chǎn)生誤差的原因進(jìn)行分析,在此基礎(chǔ)上提出了減少電能計(jì)量裝置誤差的解決措施，僅供大家參考。 

關(guān)鍵詞：電能計(jì)量裝置、誤差原因、解決措施  中圖分類號(hào)：r363.1+24文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a 文章編號(hào)：  一、前言  作為電力企業(yè)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的主要測(cè)量工具, 電能計(jì)量裝置準(zhǔn)確性對(duì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益以及社會(huì)效益具有重要影響,能否準(zhǔn)確進(jìn)行電能計(jì)量是電力管理部門(mén)必須要重視的問(wèn)題。  二、電能計(jì)量裝置分析  電能計(jì)量裝置是由電能表、計(jì)量用互感器及其二次回路組成,要減小電能計(jì)量誤差，就必須要對(duì)計(jì)量器具和二次回路帶來(lái)的誤差進(jìn)行計(jì)算分析，以達(dá)到合理選擇和配置計(jì)量器具的目的。  電能計(jì)量裝置同其他計(jì)量器具一樣，不可能絕對(duì)準(zhǔn)確地記錄電能值，總會(huì)存在一定的偏差，這種偏差叫電能計(jì)量裝置的綜合誤差。電能計(jì)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(jì)量裝置不包含互感器和電壓二次回路時(shí)，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(gè)確定的值，它也是隨著u、i、cos 的變化而變化。因此在計(jì)算綜合誤差時(shí)，要注意在相同的情況下才能進(jìn)行代數(shù)相加。  三、電能計(jì)量裝置誤差產(chǎn)生的主要原因  導(dǎo)致電能計(jì)量裝置產(chǎn)生誤差的原因有很多，本文主要從以下三個(gè)主要方面進(jìn)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(jì)量測(cè)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(jí)以及準(zhǔn)確度等級(jí)。針對(duì)每月平均用電量高于100萬(wàn)kwh的ⅱ類高壓計(jì)費(fèi)用戶,要采用0.5級(jí)的有功電能表和2.0級(jí)無(wú)功電能表。在實(shí)際情況中, 如果用戶的負(fù)荷電流變化幅度相對(duì)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(zhǎng)時(shí)間在較低載負(fù)荷點(diǎn)運(yùn)行,可能導(dǎo)致計(jì)量誤差,應(yīng)使用寬負(fù)載的s級(jí)電能表。  （2）測(cè)量三相四線電能采用三相三線電能表將會(huì)產(chǎn)生附加誤差。因?yàn)槿嘭?fù)載沒(méi)有達(dá)到平衡,中性點(diǎn)一般會(huì)有電流存在,而ib=in-ia-ic，因此,沒(méi)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(fù)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(jìn)行電流互感器選擇時(shí),要從三方面對(duì)二次容量大小進(jìn)行分析,借助選擇電流回路負(fù)荷阻抗較小的表計(jì)（比如電子式電能表）來(lái)達(dá)到二次容量的要求,在必要情況下還能夠通過(guò)降低外接導(dǎo)線電阻的方法。  （2）因?yàn)橐淮坞娏髁鹘?jīng)電流互感器一次繞組時(shí),必須要消耗一部分電流i0來(lái)勵(lì)磁,使得鐵芯產(chǎn)生磁通，保證二次繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。電流互感器的誤差是因?yàn)殍F芯所消耗的勵(lì)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(fù)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(fù)荷特性曲線和誤差特性表, 實(shí)際二次負(fù)荷必須控制在25%～100%額定二次負(fù)荷范圍內(nèi),其實(shí)際負(fù)荷電流達(dá)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(yùn)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(jì)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(gè):(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(kāi)關(guān)輔助觸點(diǎn)；(4)斷路器、熔斷器的接觸電阻，以及電壓互感器的負(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)也會(huì)產(chǎn)生電壓降,這樣加在負(fù)載上的電壓就無(wú)法與電壓互感器二次線圈電壓相等,就產(chǎn)生了計(jì)量誤差。  四、減少電能計(jì)量裝置誤差的措施  1、選擇正確的計(jì)量方式, 減少計(jì)量誤差  （1）就接入中性點(diǎn)絕緣系統(tǒng)的電能計(jì)量裝置而言,選擇三相三線制電能表, 其兩臺(tái)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(jì)量裝置而言, 其三臺(tái)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(kāi)或一相電流互感器極性相反,會(huì)對(duì)計(jì)量準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響,而且在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí),采取單相法每相電流互感器二次負(fù)載電流和實(shí)際負(fù)載電流不一致,會(huì)使測(cè)試工作變得困難,產(chǎn)生測(cè)量誤差。  （2）要在計(jì)費(fèi)用高壓電能計(jì)量裝置中裝設(shè)失壓計(jì)失儀,及時(shí)掌握讀取失壓記錄,為計(jì)量人員追補(bǔ)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(fù)荷電流在電流互感器額定電流的60%左右,對(duì)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(jìn)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(cè)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(fù)荷來(lái)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(fù)荷,；  cos 是平均功率因數(shù),通常按cos =0.8計(jì)算。  為確保計(jì)量的準(zhǔn)確性,選擇時(shí)應(yīng)確保正常運(yùn)行時(shí)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(lái)決定電流互感器的額定變比。  ( 3) 確定額定二次負(fù)荷。若互感器接入的二次負(fù)荷比額定二次負(fù)荷要大,會(huì)造成準(zhǔn)確度等級(jí)下降。為確保計(jì)量準(zhǔn)確性,通常要求電流互感器的二次負(fù)荷s2一定要在額定二次負(fù)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(jì)量用電流互感器額定二次負(fù)荷的功率因數(shù)應(yīng)為0.8-1.0。  (5) 確定準(zhǔn)確度等級(jí)。按照dl/t448-2000《電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程》中的規(guī)定,運(yùn)行中的電能計(jì)量裝置根據(jù)其所計(jì)量電能量的多少以及計(jì)量對(duì)象的重要程度,劃分為ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ、ⅴ五種,不同類別的電能計(jì)量裝置對(duì)電流互感器準(zhǔn)確度等級(jí)的要求也不一樣。  3、根據(jù)計(jì)量規(guī)程要求, 完善計(jì)量裝置設(shè)置  （1）采用精度高、穩(wěn)定性強(qiáng)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(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,還具有過(guò)載能力強(qiáng)、功耗小的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)ⅰ、ⅱ類用戶應(yīng)選擇全電子式電能表。  （2）針對(duì)電流、電壓互感器的誤差,進(jìn)行組合配對(duì),保證互感器合成誤差盡量小。配對(duì)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(hào)相反，數(shù)值相等或相近；角差符號(hào)相同, 數(shù)值相等或相近。如此一來(lái),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(jì)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(shí)際情況選擇二次導(dǎo)線的截面和長(zhǎng)度。在負(fù)載一定時(shí),給定電纜截面面積,在確定電壓降情況下,給定導(dǎo)線長(zhǎng)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(dòng)部分處應(yīng)有足夠的長(zhǎng)度。在投產(chǎn)之前,必須對(duì)電流、電壓互感器的實(shí)際二次負(fù)荷進(jìn)行測(cè)量,保證在互感器標(biāo)定的額定負(fù)荷內(nèi)。  （5）對(duì)高于35kv的計(jì)費(fèi)用電壓互感器二次回路,不要裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)輔助觸點(diǎn), 但可裝設(shè)熔斷器；對(duì)低于35kv 的計(jì)費(fèi)用電壓互感器二次回路,不要裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)輔助觸點(diǎn)和熔斷器。電流、電壓回路要裝專用二次回路,確保不和保護(hù)、測(cè)量同回路。  4、進(jìn)行計(jì)量裝置綜合誤差分析  通過(guò)計(jì)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(jìn)行周期校驗(yàn)時(shí),都能夠給對(duì)照各項(xiàng)數(shù)據(jù)配合電能表進(jìn)行調(diào)整,最大程度減少計(jì)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(yàn)和輪換工作。  5、采取電壓誤差補(bǔ)償裝置  假如電壓互感器二次回路的負(fù)荷導(dǎo)納變化范圍較小,可采取電壓誤差補(bǔ)償器, 補(bǔ)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(dú)工作，彼此不會(huì)受到影響，并且降低二次回路電壓降受到其他負(fù)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(cuò)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(lái)的電能計(jì)量誤差ε。  五、結(jié)語(yǔ)  保證電能計(jì)量裝置的準(zhǔn)確性,對(duì)保證電力系統(tǒng)走向市場(chǎng)具有非常重要的意義。所以，一定要重視電能計(jì)量工作,不斷創(chuàng)新，提高電能計(jì)量裝置的準(zhǔn)確性,使電能計(jì)量公平合理得到真正落實(shí),保障發(fā)供用電各方的利益。  參考文獻(xiàn)：  ［1］ 丁玥：《關(guān)于電能計(jì)量裝置誤差因素及控制措施的分析》，《中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品》， 2011年16期  ［2］ 譚梅 楊衛(wèi)輝：《電能計(jì)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(bào)》， 2011年11期  ［3］ 田文朝：《電能計(jì)量裝置綜合誤差產(chǎn)生的原因及應(yīng)對(duì)措施》，《山西財(cái)經(jīng)大學(xué)學(xué)報(bào)》， 2011年s4期  ［4］ 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