降低關(guān)口計(jì)量電能表電壓降誤差方法改進(jìn)

楊琳

摘要：發(fā)電廠上網(wǎng)供電量以機(jī)組 220 kV 主變壓器高壓側(cè)的關(guān)口電能表計(jì)量，作為電廠、電網(wǎng)雙方的上網(wǎng)電量結(jié)算，計(jì)量誤差直接影響到計(jì)量結(jié)果，造成單方的經(jīng)濟(jì)損失。因此，電量結(jié)算雙方都非常重視電能表的計(jì)量誤差。按國(guó)家制定的《電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程 DL/T 448—2000》等法規(guī)的要求定期檢驗(yàn)，對(duì)不合格部分應(yīng)及時(shí)整改，保證計(jì)量的合法性。

關(guān)鍵詞：關(guān)口計(jì)量電表;電壓降誤差方法

1. 電力企業(yè)關(guān)口計(jì)量系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問題

1.1 計(jì)量裝置設(shè)計(jì)不理想

為了提升電能計(jì)量的準(zhǔn)確性，電力部門對(duì)關(guān)口計(jì)量裝置的配置有明確的規(guī)定，要求電量結(jié)算計(jì)量點(diǎn)必須是按標(biāo)準(zhǔn)配置合理的電能表、互感器及其配套的二次回路，設(shè)計(jì)中存在關(guān)口計(jì)量裝置不是專用的二次回路，電能表、互感器及其二次回路二次負(fù)荷、導(dǎo)線及走向設(shè)計(jì)選擇存在隨意性，致使難以提升電量計(jì)量的準(zhǔn)確性。

1.2 電能表存在缺陷

目前，很多電力企業(yè)的關(guān)口電能表都是使用傳統(tǒng)三相兩元電子式電能表，這種電能表在功能與結(jié)構(gòu)上是存在一些問題的，這主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

第一，電能表的誤差調(diào)節(jié)存在任意性與隨意性，常常會(huì)影響計(jì)量的準(zhǔn)確性;

第二，一些電能表未設(shè)置電壓斷相監(jiān)督功能，如果出現(xiàn)斷相問題，就會(huì)出現(xiàn)少計(jì)問題;

第三，在運(yùn)行過程中，此類電能表會(huì)受到頻率、電壓、環(huán)境溫度等外界因素的影響，常常會(huì)出現(xiàn)附加誤差。

1.3 計(jì)量誤差較大

在以往階段下，很多變電所與電廠電能計(jì)量裝置中都設(shè)置了 TA 設(shè)備與 TV 設(shè)備，在制造水平與管理模式的影響下，會(huì)增加 TV 二次負(fù)擔(dān)，增加了二次導(dǎo)線壓降計(jì)量誤差。此外，一直以來，在校驗(yàn)電能計(jì)量裝置時(shí)，重點(diǎn)都放置在了接線檢查與誤差校準(zhǔn)上，沒有意識(shí)到互感器的合成誤差與二次導(dǎo)線壓降導(dǎo)致的誤差，嚴(yán)重影響著裝置的計(jì)量準(zhǔn)確性。

1.4 校驗(yàn)方法不科學(xué)

就現(xiàn)階段來看，對(duì)于關(guān)口電能表主要使用現(xiàn)場(chǎng)周期校驗(yàn)法來進(jìn)行校驗(yàn)，這需要采用人工操作的方式進(jìn)行，但是，人工采樣存在一些隨意性，很容易出現(xiàn)測(cè)量失準(zhǔn)的問題。

2. 電能表壓降、誤差與要求

電能表計(jì)量回路接三相電流互感器二次電流、三相電壓互感器二次電壓，其測(cè)量誤差決定了電能的綜合誤差。計(jì)量綜合誤差包括三部分，即電能表誤差、互感器的合成誤差、電壓互感器二次電壓回路壓降（簡(jiǎn)稱 ΔU）的誤差（簡(jiǎn)稱 ε d ）。電流互感器為電流源，測(cè)量誤差受二次回路影響不大;電壓互感器為電壓源，測(cè)量誤差受二次回路電阻、負(fù)載影響較大。隨著技術(shù)發(fā)展，電能表、電流互感器、電壓互感器設(shè)備的測(cè)量精度較高，占綜合誤差比例很小。電壓二次回路電纜距離長(zhǎng)、負(fù)載大，回路要滿足母線電壓切換、防止二次電壓向電壓互感器一次反送電的安全要求。這樣勢(shì)必造成了 ΔU 增加，ε d 占綜合誤差中比例大。根椐電壓互感器二次回路電壓降引起的誤差分析：在發(fā)電廠和變電站中，計(jì)量用的電壓互感器與計(jì)量表計(jì)的配電盤距離較遠(yuǎn)，而且電壓互感器二次端子到配電盤連接導(dǎo)線較細(xì)，電壓互感器二次回路接有刀閘輔助觸頭及熔斷器。由于觸頭氧化，使其接觸電阻增大。如果電能表與測(cè)量共用一組電壓二次回路，則回路負(fù)載電流大。由此引起的二次回路電壓降及誤差增大 ， 所以需要定期測(cè)量出電壓互感器二次回路電壓降和引起的誤差，以便采取必要措施，減少其對(duì)電能計(jì)量影響。我國(guó)《電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程 DL/T 448–2000》規(guī)定：“對(duì)Ⅰ類計(jì)費(fèi)用計(jì)量裝置應(yīng)接電壓互感器專用二次繞組，不得接入與電能計(jì)量無關(guān)的設(shè)備，應(yīng)不設(shè)隔離刀閘輔助接點(diǎn)。電壓互感器二次回路壓降，應(yīng)不大于額定電壓的 0.2%，對(duì) 35 kV 級(jí)以上電壓互感器二次回路壓降至少每?jī)赡隀z查一次。二次回路壓降超差應(yīng)及時(shí)查明原因、處理

3. 降低關(guān)口計(jì)量裝置綜合誤差的方式與改進(jìn)措施

3.1 降低關(guān)口計(jì)量裝置綜合誤差的方式

目前，降低關(guān)口計(jì)量裝置綜合誤差主要使用減小電能表誤差、降低二次回路壓降誤差、降低互感器合成誤差、電能表和互感器合理搭配的形式，根據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，電能計(jì)量裝置綜合誤差需要控制在 0.70% 以下，但是在運(yùn)行的過程中，往往無法達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)，為了解決這一問題，可以采取如下幾種措施：

第一，減小互感器的誤差;

第二，將互感器控制在合理負(fù)載范圍中;

第三，根據(jù)運(yùn)行環(huán)境來調(diào)整電能表運(yùn)行方式;

第四，使用專用的二次回路，增加導(dǎo)線截面，縮短二次回路的長(zhǎng)度，減小電壓互感器接觸電阻來降低電壓互感器二次回路誤差。

3.2 關(guān)口計(jì)量裝置綜合誤差的改進(jìn)措施

（1）調(diào)整好電能表的計(jì)量誤差

對(duì)于電能表計(jì)量誤差的調(diào)整包括硬件調(diào)整模式與軟件調(diào)整模式，由于三相電子式電能表應(yīng)用了互感器，誤差主要為幅度誤差與相位誤差，因此，主要使用軟件調(diào)整模式來降低誤差。近年來，新型電能計(jì)量芯片已經(jīng)具備相位、功率偏差、輸入偏差校準(zhǔn)等功能，對(duì)其功能進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整也能夠有效降低計(jì)量誤差。

（2）降低由于二次回路壓降導(dǎo)致的誤差

電壓互感器二次回路即從電壓互感器二次出口經(jīng)過各種器件、導(dǎo)線與接點(diǎn)到電壓輸入端的回路。如果二次負(fù)載與接觸電阻沒有變化，那么就可以將二次回路壓降導(dǎo)致的誤差看作固定誤差，一般通過測(cè)量即可準(zhǔn)確的得出誤差數(shù)值。

（3） 降低由于互感器帶來的誤差

第一，降低電流互感器誤差。二次負(fù)載、一次電流、電網(wǎng)頻率、功率因數(shù)均是引發(fā)電流互感器誤差的來源，要想實(shí)現(xiàn)對(duì)誤差的補(bǔ)償，需要準(zhǔn)確的分析出誤差與一次電流變化之間的關(guān)系，該種測(cè)試需要在停電環(huán)境下進(jìn)行。為了提升計(jì)算的準(zhǔn)確性，可以在投入運(yùn)行前就對(duì)不同一次電流與二次負(fù)載計(jì)量誤差進(jìn)行測(cè)試，在投入運(yùn)行之后再進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)量，使用曲線擬合方式獲取到誤差與一次電流變化之間的關(guān)系，準(zhǔn)確的補(bǔ)償出電流互感器的誤差。

第二，降低電壓互感器的誤差。一次電壓、功率因數(shù)、二次負(fù)載與電網(wǎng)頻率是導(dǎo)致電壓互感器誤差出現(xiàn)的原因，對(duì)于關(guān)口計(jì)量點(diǎn)，在功率因素與電網(wǎng)頻率不變的環(huán)境下，由于使用了專門的計(jì)量回路，二次負(fù)載基本上也不會(huì)出現(xiàn)變化。電流互感器誤差計(jì)算方式與電壓互感器誤差計(jì)算方式也存在一些差別，需要使用公式計(jì)算法進(jìn)行計(jì)算。

第三，合理選擇電流互感器的變比。為確保關(guān)口計(jì)量裝置能準(zhǔn)確計(jì)量，計(jì)費(fèi)計(jì)量裝置應(yīng)設(shè)置專用計(jì)量用電流互感器或多變比帶寬負(fù)載的電流互感器，在滿足保護(hù)要求前提下，應(yīng)盡量滿足計(jì)量的條件，設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮正常運(yùn)行時(shí)的負(fù)荷，選用合理的 CT 變比，一般實(shí)際一次電流盡量保持在 CT 額定一次電流的 5% -120% 之間，如果實(shí)際一次電量經(jīng)常處于“大馬拉小車”狀態(tài)時(shí)，應(yīng)考慮 CT 減容，如果實(shí)際一次電流經(jīng)常出現(xiàn)“小馬拉大車”時(shí)，則應(yīng)考慮 CT 增容。

4. 結(jié)束語

對(duì)電廠電能表電壓回路改進(jìn)，具有技術(shù)可行、投資小、經(jīng)濟(jì)效益顯著的特點(diǎn)。根據(jù)電氣一次接線的特點(diǎn)，改進(jìn)電能表電壓回路，做到盡量減輕負(fù)載、縮短電纜長(zhǎng)度、增大電纜截面積、減少接點(diǎn)來滿足電能計(jì)量技術(shù)規(guī)范的要求，實(shí)現(xiàn)降低電壓二次回路電壓及其誤差的目的。另外，改造或新建時(shí)可參考選擇：滿足母線電壓互感器有專用的計(jì)量繞組，在主變壓器高壓側(cè)安裝計(jì)量專用電壓互感器（電壓不需切換），就地計(jì)量方式。

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