電能計量表裝置綜合誤差分析與處理

周曉英

摘要：對各種電能表的計量處理裝置的各種綜合計量誤差代數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，電能表的計量處理裝置的各種綜合計量誤差，主要分別是采用電能計量表的本身計量誤差、互感器的電流合成計量誤差及采用電壓壓降互感器二次計量回路的電流壓降合成誤差，這三者的誤差代數(shù)和公式統(tǒng)稱可成為一種綜合性的誤差，只有根據(jù)這種綜合性的誤差分析才能全面地準(zhǔn)確反映計算出各種電能表的計量處理裝置的準(zhǔn)確應(yīng)用程度。

關(guān)鍵詞：電能計量;電能計量裝置;綜合誤差

引言：

電能二次計量檢測裝置是它是整個電力系統(tǒng)中對電能進(jìn)行計量的重要儀器設(shè)備，它的準(zhǔn)確可靠直接性地關(guān)系著起到整個電力系統(tǒng)的社會經(jīng)濟(jì)效益，它主要由壓力電流、電壓電力互感器、電能計量表、電壓電流互感器二次計量回路以及導(dǎo)線部分組成。長期以來，電力系統(tǒng)以及電網(wǎng)中各動力計量器節(jié)點的發(fā)電量都以當(dāng)時安裝在該動力計量器節(jié)點的動力電能讀數(shù)表的電量讀數(shù)作為計量方式來進(jìn)行結(jié)算，而對電力互感器的一次合成回路誤差、電壓以及互感器二次合成回路中的壓降合成誤差常常加以忽略。近年來，隨著我國市場經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，商業(yè)化和對運營的嚴(yán)格管理，國家電力公司的正式成立，內(nèi)部電能模擬計量市場的不斷推廣，對于各電能綜合計量值的準(zhǔn)確性越來越受到重視，各電能計量檢測點的對各電能綜合計量檢測裝置的每個綜合計量誤差就變越顯得尤為重要，特別關(guān)鍵的問題是對各電能綜合計量檢測裝置的每個綜合計量誤差值也是我們追補(bǔ)實際電量的重要依據(jù)。

1電能計量裝置的綜合誤差分析

1.1電能表選型及使用不當(dāng)引起的誤差

1）為了有效保證所用電能電壓計量檢測裝置準(zhǔn)確地進(jìn)行測量所用電能，必須按照《電能計量裝置技術(shù)管理規(guī)程》的功能要求，合理設(shè)計選擇各種電能電壓表的測量型式、電壓測量等級、基本額定電流、昀大輸出額定電流以及電能準(zhǔn)確度測量等級。對于用戶月平均累計用電量在 100萬kw.h以上的ⅱ類及中高壓用電計費設(shè)備用戶，應(yīng)分別采用 0.級的超大電壓、

s級的大電流使用互感器，0.5級的無償有功使用電能表及.0級內(nèi)的無償有功使用電能計量表。在實際工作運行中，若一個用戶的交流負(fù)荷負(fù)載電流頻率變化波動幅度經(jīng)常較大或?qū)嶋H一次使用負(fù)荷電流經(jīng)常遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于負(fù)載電流計量互感器額定一次使用電流的 30%，長期工作運行于較低交流載荷的負(fù)荷點，會容易造成電流計量上的誤差，應(yīng)考慮采用寬帶的負(fù)載交流電能計量表。）用三相三線表的電能表進(jìn)行測量三相四線表的電能將不會引起一個附加電能誤差。由于三相電流負(fù)載不平衡，中性點普遍認(rèn)為有三相電流誤差存在，而大于 ib=in-ia-ic所以，缺少三相電流大于 ib所需要消耗的附加功率，引起三相附加功率誤差。

2電能表產(chǎn)品誤差

按照了國家現(xiàn)行統(tǒng)一的工業(yè)電能電儀表生產(chǎn)設(shè)計工藝要求，生產(chǎn)中的電能電儀表材料應(yīng)盡量采用五類新型磁鋼，該種五類新型磁鋼導(dǎo)電性能穩(wěn)定不易發(fā)生失磁，是企業(yè)保證生產(chǎn)電能電儀表導(dǎo)磁誤差穩(wěn)定的重要組成部件。但有的大型電能電壓表產(chǎn)品制造商為了在市場價格戰(zhàn)中昀終取勝，擅自隨意修改產(chǎn)品設(shè)計，選用一種稀土優(yōu)質(zhì)磁鋼或三類優(yōu)質(zhì)磁鋼，生產(chǎn)成本每年可能會下降 10%左右，但是也存在著嚴(yán)重的產(chǎn)品質(zhì)量安全隱患。即使是在安裝前沒有誤差經(jīng)過調(diào)試檢驗合格，投入使用運行后由于自動磁鋼的不斷轉(zhuǎn)動失磁，致使自動電能量儀表的阻尼力矩不斷增大減小，電能表愈小行走愈快。這可能是目前造成實際運行中系統(tǒng)電能表示率出現(xiàn)正負(fù)值誤差和負(fù)超差的主要技術(shù)原因?，F(xiàn)在我們大力推廣生產(chǎn)使用的電子式機(jī)械電能表及其產(chǎn)品計量誤差普遍很好，主要還是依靠計量采樣處理元件，計量處理芯片及其它相關(guān)專用電子計量元器件保證性能的可靠和穩(wěn)定，如產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量問題，誤差往往比普通機(jī)械電能表大，甚至可能會導(dǎo)致無法進(jìn)行計量不能顯示，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定是我們保證產(chǎn)品誤差的重要關(guān)鍵。

2處理方法

2.1完善計量裝置設(shè)置

電能計量產(chǎn)生誤差昀根本的因素計量裝置本身結(jié)構(gòu)和功能的原因，因此針對計量綜合誤差應(yīng)采取如下幾項措施加以改進(jìn)：一是要優(yōu)選電能計量表計。隨著應(yīng)用電子技術(shù)的不斷發(fā)展多功能過載電子表已經(jīng)逐步發(fā)展的較為成熟和比較完善，多功能過載電子表也具有其自身顯著的技術(shù)優(yōu)勢，比如其測量誤差小和穩(wěn)定性也比較好，且基本可以呈現(xiàn)非線性;同時具備正、反向無損有功和正、反向無損和功等 4種不同電能電流計量的檢測能力;同時具備電流脈沖信號輸出、失壓電量記錄、追補(bǔ)充充電量等多種輔助檢測功能;同時具有較強(qiáng)的電流過載補(bǔ)償能力，且過載功率小和損耗較小，因此我們針對Ⅰ、ⅱ類電表用戶來說應(yīng)該分別優(yōu)選全功能電子式過載全功能式多電能電子表。二個就是企業(yè)要正確合理配置電子互感器。在進(jìn)行電流、電壓計量互感器綜合配置時，應(yīng)充分根據(jù)兩個電流、電壓互感器的固有大小誤差，盡可能多地配用兩個電流、電壓計量互感器大小比差以及符號數(shù)值相反、大小誤差相等的信號組合，以使交流互感器的電流合成固有誤差昀小，這樣只要根據(jù)交流互感器二次電流壓降時的誤差信號來準(zhǔn)確配合交流電能表本身的固有誤差信號加以綜合調(diào)整，就已經(jīng)能夠真正實現(xiàn)電流計量互感裝置的電流綜合合成誤差值的昀小化。三點就是用戶要合理搭配選擇無線互感器二次交換導(dǎo)線。應(yīng)該按照無源電壓電流互感器二次控制回路的實際應(yīng)用情況對其二次回路導(dǎo)線的縱向橫截面積和導(dǎo)線長度等重要參數(shù)因素進(jìn)行精確優(yōu)選。確定連接方法主要是在一定的電流負(fù)載下需要確定兩條電纜的導(dǎo)線橫截面積，在沒有規(guī)定的負(fù)載電壓的升降下需要確定兩條導(dǎo)線的連接長度，一般通常情況下經(jīng)過電壓傳動互感器二次傳動回路導(dǎo)線電纜橫截面積不一定應(yīng)該太太小于.5mm;而經(jīng)過電流傳動互感器二次傳動回路導(dǎo)線電纜截面積一般不應(yīng)該太小于 4mm，并且中間不能夠留有任何接頭，在經(jīng)過電流傳動電路部分的連接部位上還應(yīng)該必須留有一個足夠的導(dǎo)線長度。另外，在設(shè)備投產(chǎn)之前必須對二次電流、電壓超過互感器的實際額定二次電流負(fù)荷大小進(jìn)行精確測量，以便于確保二次電流負(fù)荷不大于超過互感器的額定二次負(fù)荷。特別的對于 35kv以上的二次計量回路裝置中所使用的隔離電壓熔斷互感器二次計量回路，不一定應(yīng)該自行裝設(shè)任何隔離電壓開關(guān)或者輔助觸點，但是也有可以自行安裝電壓熔斷器的;對于 35kv及以下的電流計量電壓裝置中所使用的直流電壓保護(hù)互感器二次電流回路，即不能同時設(shè)置一個隔離電流開關(guān)也不能設(shè)置有電流熔斷器，電流源和電壓保護(hù)回路中還應(yīng)該同時設(shè)置一個專用的二次電流回路，而不能和電流保護(hù)、測量電壓回路同時處于同一條二次回路。

2.2改進(jìn)電能計量方式

電能失壓計量檢測方式的限制改進(jìn)政策措施主要體現(xiàn)有三個基本方面：一第二是可以依據(jù)現(xiàn)場實際電能請求的情況，在線路高壓電能計量檢測裝置上直接安裝線路失壓電能計量器，從而對線路失壓計量進(jìn)行及時、準(zhǔn)確的計量記錄，并在進(jìn)行收繳線路電費時主要參照這種失壓計量記錄方式進(jìn)行合理的計算電量數(shù)值追補(bǔ);二第三是采用確保正確的電能接線處理方式，針對三相四線制電路系統(tǒng)的其中的一臺互感器在其二次側(cè)和側(cè)端電能計量表之間主要使用 6線進(jìn)行連接;對于采用中性點陣式絕緣電路系統(tǒng)中的所使用的電能計量檢測裝置主要采用三相三線電控制式的電能計量表，并且在一臺互感器二次端和側(cè)宜之間采用 4線進(jìn)行連接;三次側(cè)是對采用電流變比互感器的電流變比方式進(jìn)行綜合優(yōu)化后的選擇。對于采用具有不同季節(jié)性質(zhì)的用電控制方式或冬季用電期間負(fù)荷溫度變化較大的家庭用戶，在抉擇選用二次電流電壓互感器時候還應(yīng)該盡量優(yōu)選二次電流繞組或帶有電流抽頭的二次電流電壓互感器。

2.3調(diào)節(jié)互感器的合成誤差

一次總是按照設(shè)計負(fù)載合成電流、功率變化因數(shù)等的功率變化過程繪制每個負(fù)載功率特性計算曲線上的圖，然后通過運用（）、（3）的計算方法自動計算出來得出每個互感器的設(shè)計合成實際誤差;二次總是依據(jù)每個互感器的實際合成負(fù)載對其合成角差變化進(jìn)行自動測算，以此方法來幫助確定每個互感器的合成比差;三次總是以負(fù)載功率變化因數(shù)和工作時間的功率變化響應(yīng)情況等作為主要參照，結(jié)合常用電力表和電力表的負(fù)載功率特性來計算出平均功率和平均電力負(fù)載功率因數(shù);四次總是以計算合成實際誤差負(fù)載特性計算曲線圖作為計算依據(jù)，求得每個互感器的實際合成誤差值，昀后以此計算合成誤差值對負(fù)載電能表示值進(jìn)行實時校驗和自動調(diào)整。

2.4降低電壓互感器二次回路壓降

二次電能回路計量壓力沉降變化引起的二次電能回路計量系統(tǒng)誤差的昀大削減控制措施主要體現(xiàn)有三個基本方面：一個就是在能夠滿足現(xiàn)場實際應(yīng)用需求的數(shù)量基礎(chǔ)上適當(dāng)減少使用串行連接接點器的數(shù)量，消除不穩(wěn)定性等因素的直接影響。在溫度低于 35kv高壓線路的電能計量二次回路中不易需要安裝載流熔斷器，同時它還要想方設(shè)法大大減少電能計量二次回路中各個接點的熔斷數(shù)量，并對各個回路接點進(jìn)行做好一個周期性的維護(hù)清理和日常測試維護(hù)工作，以此方法來有效消除各類不穩(wěn)定物理因素對線路電能準(zhǔn)確進(jìn)行計量的巨大干擾;二者一是昀好不要采用專用的二次載流回路裝置來用以增大高壓導(dǎo)線上的載流補(bǔ)償能力，從而大大減少電能計量二次回路中的阻抗;三者一是同時應(yīng)盡量使用自動電壓壓降互感器二次回路壓降自動電流補(bǔ)充補(bǔ)償裝置。該控制裝置由于能夠直接保證直流電能在儀表一次輸入輸出電壓和儀表電壓壓降互感器二次輸入側(cè)的進(jìn)出口輸入電壓相一致，可以直接使儀表電壓壓降互感器的輸出壓降對儀表計量精度誤差的大小影響大大減弱。

3結(jié)論

電能電力計量控制裝置系統(tǒng)誤差的根本形成及其原因往往是各種多方面的，因此對其只有對各種多方面的影響因素綜合進(jìn)行具有針對性的原因分析和經(jīng)驗總結(jié)，才能真正獲得一套具有一定針對性、可操作性的測量控制和誤差處理對策措施，才能真正達(dá)到實現(xiàn)準(zhǔn)確控制各類電能電力計量系統(tǒng)裝置誤差綜合測量誤差的主要目的。筆者在充分結(jié)合多年生產(chǎn)電能表的計量誤差管理工作實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，緊密聯(lián)系實際，通過深入研究分析，提出了若干應(yīng)對電能計量時間誤差的有效對策和解決措施，當(dāng)然生產(chǎn)實踐中電能計量時間誤差的管控不只僅限于此，比如電磁諧波等一些外界環(huán)境因素同樣都會對電能計量的實時準(zhǔn)確性工作產(chǎn)生重大影響，因此如何有效優(yōu)化做好電能表的計量誤差管理工作，仍然非常需要我們在生產(chǎn)實踐中不斷創(chuàng)新探索和認(rèn)真總結(jié)。

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