電能計量裝置的誤差分析及處理措施

郭志雄

(廣東電網(wǎng)公司珠海供電局計量中心,廣東珠海 519000)

電能計量裝置的誤差分析及處理措施

郭志雄

(廣東電網(wǎng)公司珠海供電局計量中心,廣東珠海 519000)

闡述了電能計量裝置是進行電力企業(yè)貿(mào)易結(jié)算和企業(yè)內(nèi)部經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)考核的測量儀器， 電能計量是發(fā)電企業(yè)和電網(wǎng)共同關(guān)心的問題，而發(fā)電廠上網(wǎng)電能計量的準(zhǔn)確、 公平、 公正直接關(guān)系到廠網(wǎng)雙方的經(jīng)濟利益， 因此，電能計量裝置的誤差檢測和分析成為計量管理人員的重點工作之一。探討了實際存在的電能計量裝置產(chǎn)生誤差的原因， 提出在電能計量誤差檢測工作中需要注意的問題及誤差分析處理方法。

電能計量裝置 誤差分析 誤差控制

電能計量點安裝的電能計量裝置統(tǒng)稱為“電能計量裝置”，包括電能表、計量用電壓、電流互感器及其二次回路、電能計量屏、柜（箱）等。在進行電能計量過程中，對于電能計量準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響的電能計量裝置誤差，主要是指電能表、互感器以及二次回路等設(shè)備與回路，進行電能計量過程中與實際電能解決不相符的計量差值。電能計量裝置是進行電力企業(yè)貿(mào)易結(jié)算和企業(yè)內(nèi)部經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)考核的測量儀器。

1 電能計量裝置的誤差表示

在應(yīng)用電能計量裝置進行電能計量過程中，并不能夠絕對準(zhǔn)確地對電能量進行計量，總會存在有一定的計量偏差，這也是電能計量裝置的誤差，也被稱為電能計量裝置的綜合誤差。通常情況下，電能計量裝置的綜合誤差，主要是指電能表誤差、互感器合成誤差以及互感器二次回路壓降誤差，可表示為公式：

式中：ε— —電能計量裝置的綜合誤差；

εw— —電能計量裝置中的電能表引起的誤差；

εTW— —電能計量裝置中的電流互感器引起的誤差；

εTV— —電能計量裝置中的電壓互感器引起的誤差；

εr— —電能計量裝置中的電壓互感器二次回路壓降引起的誤差。

2 電能計量裝置的誤差分析

針對上述電能計量裝置的主要組成，以及電能計量裝置的綜合誤差情況，對于電能計量裝置的誤差原因分析，主要從電能表誤差原因、互感器的誤差原因以及電壓互感器二次回路誤差原因3個方面進行分析論述。

2.1 電能表的誤差分析

目前，國內(nèi)輸配電網(wǎng)電能表為電子式電能表及數(shù)字式電能表。它避免了傳統(tǒng)感應(yīng)式電能表因磁場影響等所帶來的誤差，以及由于接線方式不同，電子式電能表相應(yīng)地產(chǎn)生的附加誤差。

電能計量接線方式與電力系統(tǒng)中性點接地方式有關(guān)，接地方式可分為中性點直接接地和中性點經(jīng)補償設(shè)備接地。以三相三線接線方式為例，無論是中性點是哪種接地，當(dāng)三相系統(tǒng)不平衡時，中性點會流過不平衡電流，若采用三相三線計量方式，就會產(chǎn)生線路附加誤差。對于中性點絕緣系統(tǒng)，任何情況下中性點都不會留過不平衡電流，采用三相三線計量方式不會產(chǎn)生線路附加誤差。因此，存在線路附加誤差的情況只針對于中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)。

2.2 互感器的誤差原因分析

通常情況下，互感器的誤差對電能計量裝置的計量結(jié)果準(zhǔn)確性影響較大，從而對于電力企業(yè)的經(jīng)濟利益造成一定的影響?；ジ衅髡`差產(chǎn)生的主要原因有互感器儀器本身的準(zhǔn)確度等級比較低；電流互感器變比選擇過大；或者是電能計量裝置中沒有電能計量專用的電壓互感器二次繞組。此外，電能計量裝置中的電壓互感器的計量誤差超差與電壓互感器的實際二次負(fù)載沒有在規(guī)定負(fù)載范圍之內(nèi)等情況，都會導(dǎo)致電壓互感器的誤差產(chǎn)生或者是增加，造成電能計量裝置誤差的問題發(fā)生。

電容式電壓互感器CVT（Capacitor Voltage Transform）采用電容分壓原理。由于它的絕緣沖擊強度高、造價低，已廣泛應(yīng)用于110kV及以上的高壓電力系統(tǒng)中。在220kV及以上的電力系統(tǒng)中，有代替電磁式電壓互感器的趨勢。CVT的缺點是電源頻率改變引入附加誤差；溫度改變也會引入附加誤差；穩(wěn)定性受到電容量變化的影響，容易引起超差；暫態(tài)特性不如電磁式好。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路等故障而使電壓突變時，電容式電壓互感器的暫態(tài)過程要比電磁式互感器長得多。

2.3 電壓互感器二次回路壓降誤差分析

由于電壓互感器二次回路中的熔斷器、開關(guān)、電纜、接觸電阻等存在電壓降，使得電能表上取得的電壓和電壓互感器出口的二次電壓在數(shù)值和相位上存在誤差，造成的壓降誤差用rε表示。它主要是指進行電能計量應(yīng)用的電壓互感器二次回路的壓降范圍與實際壓降要求范圍不相符，從而導(dǎo)致電壓互感器二次回路壓降中產(chǎn)生誤差。

3 電能計量裝置誤差的控制

電能計量裝置是產(chǎn)生誤差的主要原因，在應(yīng)用電能計量裝置進行電能資源的計量中，應(yīng)注意從以下幾個方面進行電能計量裝置的誤差控制。

第一，進行電能計量裝置的完善，主要是指在進行電能計量應(yīng)用過程中，選擇高精度、并且計量穩(wěn)定性比價好的多功能電能表計量裝置；正確選擇電能計量裝置接線方式，接入中性點絕緣系統(tǒng)和三角形接線系統(tǒng)的電能計量裝置，宜采用三相三線接線方式；對于中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，可通過I0/IN（I0為經(jīng)消弧線圈流入大地的中性線電流；IN為電能表額定電流。） 的比值及所用電能表的準(zhǔn)確度等級來判斷可否采用三相三線接線方式；接入中性點直接接地系統(tǒng)的電能計量裝置，應(yīng)采用三相四線接線方式。

第二，電能計量裝置綜合誤差的主要來源是互感器的合成誤差，而其主要原因是在計量裝置的設(shè)計選型時互感器二次下限負(fù)荷遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于互感器實際二次負(fù)荷造成的。這就需要在計量裝置設(shè)計選型時應(yīng)充分考慮到互感器二次的實際負(fù)荷，以免由于互感器二次負(fù)荷而對計量裝置綜合誤差造成更大的影響?；ジ衅鲗嶋H二次負(fù)荷應(yīng)在25%～100%額定二次負(fù)荷范圍內(nèi)。

在電能計量過程中，注意減小電流互感器和電壓互感器的合成誤差值。盡量選用準(zhǔn)確度等級高、誤差小的互感器；根據(jù)互感器誤差合理配對使用；根據(jù)計量回路實際情況選擇適合的電流互感器變比；盡量使互感器運行在額定負(fù)載內(nèi)；選擇合適的電壓互感器二次回路使用導(dǎo)線，保證電壓互感器的實際二次負(fù)荷與二次回路完整，以避免電壓互感器與互感器二次回路的誤差，減少電壓互感器二次回路壓降誤差。

第三，按照DL/T 448—2000電能計量裝置技術(shù)管理規(guī)程，對于電能計量裝置中電壓互感器二次回路的壓降范圍值，要求在電壓互感器的額定電壓值的0．2%以下。電能計量裝置典型方案配置計量專用電壓互感器或?qū)Ｓ枚卫@組，將電能表與其他測量儀表、繼電保護裝置等的二次電壓回路分開，減小電壓互感器二次回路電壓降對電能計量裝置準(zhǔn)確性的影響。實際工程設(shè)計時，還可以采取以下相應(yīng)措施降低二次電壓回路電壓降。

（1）縮短二次電壓回路長度，增大導(dǎo)線截面積，減小導(dǎo)線電阻。

（2）配置電子式電能表（優(yōu)先采用輔助電源供電的電能表），減小二次負(fù)荷電流。

（3）采用接觸電阻小的優(yōu)質(zhì)快速空氣斷路器，減小斷路器上的電壓降。

（4）計量用電壓切換裝置采用接觸電阻小的優(yōu)質(zhì)重動繼電器，減小繼電器觸點上的電壓降；打磨繼電器觸點接觸面，更換保險管等方法降低二次回路長期運行帶來的接觸電阻增大。

（5）防止二次電壓回路兩點或多點接地，避免由于地電位引起回路壓降的改變。第四，對于電容式電壓互感器嚴(yán)格按照檢驗周期進行現(xiàn)場檢驗，以便及時發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致誤差產(chǎn)生的因素。按照電能計量裝置技術(shù)管理規(guī)程DL/T448—2000電容式電壓互感器周期為4a。總之，綜合考慮以上引起誤差的因素，正確選型并采用減少誤差的相應(yīng)措施，關(guān)口計量裝置運行引起的誤差就會降到最低，從而達到提高裝置準(zhǔn)確度的最終目的。

4 結(jié)語

目前，電子式電能表已代替機械式電能表，大大降低了電能表帶來的計量誤差?；ジ衅鞯暮铣烧`差是電能計量裝置誤差的主要來源，這就要求采取選用準(zhǔn)確度等級高、誤差小的互感器等措施，把計量誤差降到最低，使得電力企業(yè)在進行電力企業(yè)貿(mào)易結(jié)算和企業(yè)內(nèi)部經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)考核當(dāng)中能夠準(zhǔn)確計量電能量，有利于電力企業(yè)節(jié)約供電成本、降低供電損耗，充分擔(dān)當(dāng)輸配電網(wǎng)“一桿秤”的角色。

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