互感器二次低負荷運行對電能計量的影響

陳立虎

（保定市計量測試所，河北 保定 071000）

1 概述

隨著電力體制改革的進行，廠網(wǎng)逐漸分開，用于廠網(wǎng)間電量結(jié)算的關(guān)口電能計量裝置由發(fā)電機側(cè)遷移至升壓站（關(guān)口）側(cè)，原發(fā)電機側(cè)的電能計量裝置仍然繼續(xù)保留，用于電廠的內(nèi)部考核。上網(wǎng)電量由改造前的發(fā)電機電量減廠用電再減損的計算方法，改為變損直接計入電廠，由關(guān)口計量表直接計量的方法。新的電能計量方式清晰明了，能夠直接顯示出上網(wǎng)電量，不用再對變損進行估算，因此這種計量方式也更為合理。但新的問題也隨之產(chǎn)生，即新的關(guān)口電能計量裝置與保留在發(fā)電機處的電能計量裝置普遍存在電量誤差的問題，電量的誤差隨機組容量的不同而不同，這無疑會給廠網(wǎng)之間的經(jīng)濟結(jié)算帶來不必要的麻煩。

2 計量誤差產(chǎn)生的原因分析

2.1 電能計量裝置原理

兩側(cè)計量點統(tǒng)計的電量有誤差，原因很明顯就在變壓器兩側(cè)電能計量裝置的準確度上。電能計量裝置的誤差是由3部分組成：電能表的誤差、PT二次導(dǎo)線壓降誤差和互感器的合成誤差。

2.2 計量裝置誤差分析

2.2.1 電能表誤差

無論是關(guān)口電能表還是發(fā)電機處的電能表，其管理單位都要定期對其進行實負荷測試。發(fā)電機處電能表一般為機械式，0.5級基本合格，誤差符號隨機。升壓站處電能表為電子式，0.2S級，誤差分布在±0.1%以內(nèi)。

2.2.2 PT二次導(dǎo)線壓降誤差

PT二次導(dǎo)線壓降誤差即電壓互感器二次長電纜壓降引起的誤差。這部分誤差在廠網(wǎng)分開后也逐漸得到了重視，目前各電廠基本上都已完成了針對它的改造。發(fā)電機處及升壓站處均能夠控制在－0.1%以內(nèi)，可以忽略不計。

2.2.3 互感器的合成誤差

目前省網(wǎng)（河北南網(wǎng)）還缺乏110kV～220kV高壓互感器的誤差校驗設(shè)備，所以誤差還是以出廠報告為準。但是在電網(wǎng)頻率和電壓變化不大的情況下，互感器的誤差和其所帶二次負荷的大小關(guān)系密切。對10個電廠互感器二次負荷的測試結(jié)果統(tǒng)計見表1。

表1 互感器二次負荷實際情況

2.2.4 互感器二次負荷實測數(shù)據(jù)舉例

表2為某電廠關(guān)口點互感器負荷，表3為某電廠出線計量點互感器負荷。從表2和表3中可以看到，電壓、電流互感器計量繞組二次負荷的測試值均小于國標規(guī)定的最低下限負荷，有的甚至為規(guī)定下限的1／10。同時在查閱互感器的出廠報告時還發(fā)現(xiàn)了一個共同現(xiàn)象，就是每臺互感器的誤差會隨其二次負荷的減小由負向正變化。對于0.2級互感器來說，在其額定負荷時廠家一般將記錄繞組誤差調(diào)整在－0.15%附近，到了下限負荷（1／4額定負荷）時誤差已經(jīng)變?yōu)椋?.1%以上，其目的是為了保證互感器的誤差在上、下限負荷時都能合格。所以根據(jù)互感器誤差的設(shè)計特點和國標要求，在各電廠關(guān)口計量點的互感器二次負荷如此小的情況下，互感器的誤差肯定已經(jīng)為正值了，而且其準確度無法得到保證。

2.3 互感器二次小負荷對互感器誤差的影響

目前的問題是出廠報告并沒有給出互感器在如此小負荷下（接近于空載）的誤差情況，而此負荷范圍已經(jīng)遠遠超出了國標的規(guī)定。廠家在出廠時也不會去進行這么小負荷的誤差測試，為此我們專門就此進行了小負荷誤差的測試，以了解實際的誤差情況。

表2 某電廠關(guān)口點互感器負荷

表3 某電廠出線計量點互感器負荷

測試數(shù)據(jù)及繪制的負荷誤差曲線分別見圖1、圖2及表4。

圖1 電壓互感器負荷誤差曲線圖

從圖1和圖2中可以看到每臺互感器的誤差隨負荷變化時都有穿越零值現(xiàn)象。根據(jù)我們對這些互感器負荷誤差的測試，發(fā)現(xiàn)它們都是在二次實際負荷為額定負荷50%～60%時誤差穿越零值，這也與我們所繪制的負荷誤差曲線吻合。

從誤差理論上分析，電能表以及互感器的誤差在其準確度等級內(nèi)的符號應(yīng)當(dāng)是帶有隨機性的，就是有正有負。而對于大量的樣本統(tǒng)計表明，其總體的誤差和應(yīng)趨近于零。但是對于處于低負荷運行的互感器，其誤差的符號均為正，且誤差已超差或接近超差，因此處在該運行方式下的電能計量裝置其誤差特性是不合理的，也正是這種不合理的運行方式造成了關(guān)口電能計量裝置多計了電量。

圖2 電流互感器負荷誤差曲線圖

表4 互感器二次小負荷時的誤差實測數(shù)據(jù)

3 解決措施

3.1 根據(jù)現(xiàn)場實際負荷來確定待購互感器的額定負荷

由于用戶對互感器二次負荷對計量繞組誤差的影響認識不夠，片面地認為互感器二次帶負荷能力越強說明互感器的過載能力就越好，二次負荷富裕度大而且安全可靠，其結(jié)果往往是二次額定負荷過大而造成計量裝置誤差超差。因此各單位在訂購互感器時應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實際二次負荷來確定待購互感器的額定負荷。

3.2 升壓站改造時更換額定負荷過大的互感器

各電廠、供電局在對升壓站進行改造時，可根據(jù)自己設(shè)備的使用情況對二次負荷過大的互感器進行更換，更換時應(yīng)根據(jù)互感器二次的現(xiàn)場實測負荷來確定待裝互感器的二次額定負荷，使二次實際負荷數(shù)值在額定負荷的50%～60%之間。這樣的負荷范圍既能保證誤差在零值附近，又能給今后的負荷變動留有一定的富裕度。

4 結(jié)束語

隨著廠網(wǎng)分開改革的進一步深化，用于廠網(wǎng)間電能量結(jié)算的電能計量裝置的準確性越來越受到關(guān)注。甚至在準確度合格范圍內(nèi)，正負號都涉及到雙方的巨大利益，即便是千分之一的誤差也會給廠網(wǎng)間造成每年幾千萬度電量的出入。所以在設(shè)備情況和技術(shù)條件允許的情況下，對于電能計量裝置的準確度我們應(yīng)當(dāng)做到準之又準，這對發(fā)供電雙方都是公平的，也更能體現(xiàn)出公正合理計量的原則。