關(guān)于如何提高電能計(jì)量的準(zhǔn)確性探討

陳曉凌

【摘 要】本文首先分析了影響電能計(jì)量準(zhǔn)確性的主要原因，然后提出了針對性改善措施，并針對電能計(jì)量裝置的常見故障進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】電能計(jì)量；計(jì)量裝置；準(zhǔn)確性；誤差

引言

電能計(jì)量能夠?yàn)楣╇妴挝缓陀脩籼峁┛陀^的電能計(jì)量信息，是電力系統(tǒng)進(jìn)行經(jīng)營管理的重要設(shè)備。 隨著國民經(jīng)濟(jì)水平的快速發(fā)展和用電需求量的日益增大，供電雙方對電能計(jì)量的準(zhǔn)確性都提出了更高的要求。 因此，必須深入分析影響電能計(jì)量準(zhǔn)確性的因素，并采取相應(yīng)的措施加以控制，盡量降低電能計(jì)量裝置的計(jì)量誤差，提高電能計(jì)量裝置準(zhǔn)確性。

1.影響電能計(jì)量準(zhǔn)確性的主要因素

1.1 電能表選擇不合理

計(jì)量過程中，電能表的選擇非常重要，必須嚴(yán)格參照相關(guān)規(guī)程要求合理選擇電能表的型式、電壓等級、額定電流、精確度等級及最大電流等參數(shù)。如果用戶負(fù)荷電流變化幅度大或長期處于低載負(fù)荷點(diǎn)運(yùn)行，即實(shí)際電流長期處于小于TA額定一次電流三分之一，也會(huì)出現(xiàn)計(jì)量誤差，針對這種情況需要選擇寬負(fù)載電能表。比如用戶的一次電流如果不大于60A，則電能表電流規(guī)格選擇10（60）A即可，如果大于60A，則要選擇1.5（6）A的電能表。同理，如果計(jì)量使用地點(diǎn)二次電壓的電能表，其額定電壓與二次電壓不相同，則會(huì)導(dǎo)致電能計(jì)量結(jié)果出現(xiàn)誤差，甚至可能由于存在過電流、過電壓而加大計(jì)量誤差，嚴(yán)重的會(huì)燒壞電能表。計(jì)量過程中，由于三相負(fù)載處于不平衡狀態(tài)下，中性線會(huì)有電流，采用三相三線電能表進(jìn)行測量時(shí)，如果缺少電流則會(huì)對其實(shí)際消耗功率產(chǎn)生直接影響，從而造成計(jì)量誤差，因此三相四線的用戶負(fù)荷不得采用三相三線電能表進(jìn)行計(jì)量。

1.2 TA選擇不合理

TA的二次負(fù)荷主要有電能表電流線圈阻抗、外接導(dǎo)線電阻及接觸電阻三部分，因此選擇TA時(shí)要同時(shí)考慮上述三個(gè)因素。盡可能選擇電子式電能表等阻抗較小的表計(jì)，如有必要還要采取措施降低外接導(dǎo)線電阻。TA誤差有比差與角差，其與外接負(fù)載電流值、阻抗值等有直接關(guān)系，而互感器電流特性曲線、負(fù)荷特性曲線、誤差特性之間的關(guān)系決定其大小。

1.3 諧波的影響

計(jì)量裝置多為電磁感應(yīng)式，其在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)僅將基波分量的作用考慮進(jìn)來，對高次諧波的影響有所忽略，因此高次諧波含量越大，計(jì)量裝置的測量誤差就越大。這是由于基波下弦電流波、正弦電壓波受高次諧波的影響會(huì)發(fā)生畸變，從而導(dǎo)致電能表電壓線圈阻抗、轉(zhuǎn)盤阻抗等發(fā)生變化，而電壓工作磁通、對應(yīng)的電流磁通等也會(huì)在其影響下而發(fā)生變化，最終電能表的計(jì)量結(jié)果出現(xiàn)誤差。此外，畸變的波形受諧波的影響，其在通過電磁組件后，磁通不與波形對應(yīng)變化，所以轉(zhuǎn)矩也無法與平均功率成正比關(guān)系，最終出現(xiàn)附加誤差。

2.提高電能計(jì)量準(zhǔn)確度的措施

2.1 要求電能計(jì)量裝置與相關(guān)規(guī)程要求相符

首先，在選擇電能表時(shí)，要根據(jù)相關(guān)規(guī)程要求選擇其各項(xiàng)參數(shù)，包括電能表的型式、電壓等級、額定電流、精確度等級等。除此之外，還要結(jié)合用電量大小選擇合適的電能表精度，以保證計(jì)量準(zhǔn)確性。比如Ⅲ類用戶其月均用電量大于10萬kWh，TV、TA等級也要選擇0.2、0.2S級，但是其有功電能表要選擇1.0級及以上等級。選用高精度的TA，其準(zhǔn)確度級別須在0.2S級及以上。

其次，要結(jié)合TA與TV的誤差提高組合配對的合理性，最大程度上降低互感器合成誤差。配對過程中要盡量遵循以下兩點(diǎn)原則：盡量使接到電能表同一元件的電流、電壓互感器比差符號相反、數(shù)值相近；角差符號相同、數(shù)值相近。這種條件下只需按照互感器二次壓降再與電能表本身的誤差相配合做出調(diào)整，基本忽略互感器的合成誤差，從而將計(jì)量裝置的綜合誤差控制在最小范圍內(nèi)。

最后，根據(jù)相關(guān)規(guī)程配置TA與TV二次回路的連接導(dǎo)線線徑，將其二次回路阻抗控制在最低水平，比如TA二次回路導(dǎo)線線徑在4mm2以上，且不得經(jīng)中間環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)接；如TV二次回路導(dǎo)線截面在2.5mm2以上，并盡量縮短其長度和不能接入與計(jì)量無關(guān)的設(shè)備，以降低二次回路壓降。此外，為防止電能表電壓回路開路對計(jì)電量產(chǎn)生影響，不得串接低壓熔斷器。

2.2 保證計(jì)量方式的正確性

如果電能計(jì)量裝置設(shè)置在不接地系統(tǒng)中，電能表要選擇三相三線型的，其2臺TA二次繞組不應(yīng)共用接地N線，應(yīng)采用四線連接；如果采用的是三相四線制電能計(jì)量裝置，盡量采用六線連接的方法實(shí)現(xiàn)其3臺TA二次繞組和電能表間的連接，因?yàn)樗木€連接的情況下，如果一相TA極性相反或者公共線斷開，則計(jì)量結(jié)果會(huì)受到影響。此外，要在計(jì)費(fèi)用電能計(jì)量裝置上設(shè)置失壓計(jì)量器，后續(xù)追補(bǔ)電量時(shí)可以將其作為主要依據(jù)。

2.3 及時(shí)排除電能計(jì)量裝置的故障

電能計(jì)量裝置的典型故障包括以下兩個(gè)方面：

2.3.1 二次電壓回路故障。一旦互感器二次回路出現(xiàn)問題，則計(jì)量裝置故障多表現(xiàn)為電壓回路故障。電能表電壓回路是把二次電壓回路的電壓互感器二次端子箱、二次電纜、空氣開關(guān)、電能表屏等經(jīng)過電壓切換繼電器再分別與不同的電能表相連接，因此電能表電壓回路體現(xiàn)出比較復(fù)雜的特點(diǎn)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)二次保險(xiǎn)接觸不良或保險(xiǎn)絲熔斷等問題，最終影響到計(jì)量裝置的計(jì)量結(jié)果。比如某電廠的電能計(jì)量裝置，其包括出線1、出線2兩個(gè)計(jì)量點(diǎn)以及啟動(dòng)備用變壓器等，I、II母電壓互感器提供電能表電壓，在本年6月份上旬，該計(jì)量裝置母線平衡發(fā)現(xiàn)異常問題。分析互感器、電能表誤差、相關(guān)運(yùn)行參數(shù)后，可以排除將互感器及電能表的問題排除，再進(jìn)一步查看主變壓器，其電量顯示出現(xiàn)異常，測量該計(jì)量點(diǎn)的電壓參數(shù)，其結(jié)果如下表1所示：

進(jìn)行誤差計(jì)算后，主變壓器相對于出線2的V相計(jì)量點(diǎn)電壓誤差率為-3.488%，導(dǎo)致主變壓器誤差率竟然高達(dá)-1.162%，做進(jìn)一步檢查分析，發(fā)現(xiàn)計(jì)量屏主變壓器計(jì)量點(diǎn)電壓切換繼電器觸點(diǎn)位置接觸不良，所以導(dǎo)致V相電壓出現(xiàn)問題，后通過更換繼電器排除故障。

2.3.2 電壓互感器故障。電壓互感器引起的計(jì)量裝置故障表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是電容芯子壓緊系數(shù)發(fā)生變化，分壓器內(nèi)部電容芯子在設(shè)計(jì)過程中，其壓緊系數(shù)就已經(jīng)進(jìn)行合理設(shè)置，不過制造過程中如果操作失誤，則電容芯子被外力破壞，就會(huì)影響其壓緊系數(shù)，從而影響到分壓比，最終導(dǎo)電能計(jì)量裝置出現(xiàn)誤差。二是電容分壓器工作過程中電容芯子被擊穿，改變了電容分壓器的分壓比，導(dǎo)致電能表計(jì)量誤差。針對這種情況，要及時(shí)更換電容芯子。比如檢測某電廠TYD500/-0.005H型5000kV CVT時(shí)，其U、V相電容比差值為+0.8%，角差數(shù)據(jù)正常。拆卸該裝置后發(fā)現(xiàn)，U、V兩相電容分壓器的4個(gè)電容芯子均被擊穿，所以電容增加，降低了分壓比，從而導(dǎo)致計(jì)量誤差增加。及時(shí)更換電容芯子后即恢復(fù)正常。

3.結(jié)語

總之，電能計(jì)量裝置計(jì)量的準(zhǔn)確性會(huì)對供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益產(chǎn)生直接影響，因此要深入分析電能計(jì)量裝置產(chǎn)生誤差的主要原因，并采取有針對性的解決措施；做好電能計(jì)量裝置的檢修與維護(hù)工作，及時(shí)排除故障，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，改善用戶的滿意度。

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