降低电能计量装置综合误差论文
降低电能计量装置综合误差论文【1】
摘 要：通过对电能计量装置综合误差的分析，证明综合误差对电能计量准确性的重要影响，进而提出降低电能计量装置综合误差的措施。
关键词：电能计量;综合误差;分析;措施
一、电能计量装置分析及存在问题
电能计量装置包括电能表、互感器、二次接线三部分，其误差亦由这三部分的误差组成，统称为综合误差，即为电能表误差、互感器合成误差、电压互感器二次导线压降引起的误差三者的代数和。
可以用下式表示： γ=γb+γh+γd ;式中γb--电能表的相对误差，% ;γh--互感器合成误差，% ;γd--电压互感器二次导线压降引起的误差，% 。
在实际的计量装置中，除了电能表的误差γb可以在负荷点下将其误差调至误差最小，其他的计量装置误差均与实际二次回路的运行参数有关。
要降低计量综合误差γ，则在新投运和改造的计量装置选型上，要求电能表、互感器都必须符合《电能计量装置技术管理规程》要求，按负荷类别选取适当的准确度等级，并在投产前做好各项测试工作，在以后的运行管理中，还要根据规程规定进行周期检定和轮换制度。
电流互感器、电压互感器的合成误差在额定二次负荷范围内均可用准确度来控制。
而电压互感器二次导线压降所造成的误差，在综合误差中也占有相当的比例，可以通过电能表、互感器的合理选择来补偿，从而降低计量装置的综合误差。
1.1电能表选型及使用不当引起的误差。
①为了保证电能计量装置准确地测量电能，必须按照有关规程要求，合理选择电能表的型式、电压等级、基本电流、最大额定电流以及准确度等级。
对于月平均用电量在100万kWh以上的Ⅱ类高压计费用户，应采用0.2级的电压互感器、0.2S级的电流互感器，0.5级的有功电能表及2.0级无功电能表。
在实际运行中，若用户的负荷电流变化幅度较大或实际使用电流经常小于电流互感器额定一次电流的30%，长期运行于较低载负荷点，会造成计量误差，应采用宽负载电能表。
②用三相三线电能表测量三相四线电能将引起附加误差。
由于三相负载不平衡，中性点普遍有电流存在，而Ib=In-Ia-Ic所以，缺少电流Ib所消耗的功率，引起附加误差。
1.2电流互感器选用不当引起的误差。
①电流互感器二次容量的选择。
接入电流互感器的二次负荷包括电能表电流线圈阻抗、外接导线电阻、接触电阻。
所以，在选择电流互感器时，应从三方面考虑二次容量大小，通过选用电流回路负荷阻抗较小的表计，如电子式电能表来满足二次容量的要求，必要时还可利用降低外接导线电阻的方法。
②由于一次电流通过电流互感器一次绕组时，要使二次绕组产生感应电动势，必须消耗一部分电流I0来励磁，使铁芯产生磁通。
电流互感器的误差是由铁芯所消耗的励磁安匝引起的。
电流互感器误差取决于互感器的比差、角差，而比差、角差又与外接负载阻抗Zb、铁芯导磁率μ、铁芯阻抗角α，铁芯损耗电量角φ有关。
由互感器电流特性曲线(图1)、负荷特性曲线(图2)和误差特性表可见，二次负荷要控制在25%～100%之间，一次电流为其额定值60%左右，至少不得低于30%，才能使电流互感器运行在最优状态，从而降低电流互感器误差。
1.3电压互感器二次导线压降引起的误差。
电压互感器的负载电流通过二次连接导线及串接点的接触电阻时会产生电压降，这样加在负载上的电压就不等于电压互感器二次线圈电压，因此产生计量误差。
根据《电能计量装置技术管理规程》DL448-2000规定，对于Ⅰ、Ⅱ类计费电能计量装置，电压互感器的二次压降不大于额定二次电压的0.2%，其他计量装置，则应不大于额定电压的0.5%。
二、降低电能计量装置综合误差的措施
2.1根据计量规程要求，完善计量装置设置。
①选择高精度、稳定性好的多功能电能表。
由于电子技术的发展，现在多功能电子表已日趋完善，其误差较为稳定，且基本呈线性。
一只多功能电子表可同时兼有正、反向有功，正、反向无功四种电能计量和脉冲输出、失压记录、追补电量等辅助功能，且过载能力强、功耗小。
对Ⅰ、Ⅱ类用户应采用全电子式电能表。
②根据电流、电压互感器的误差，合理组合配对，使互感器合成误差尽可能小。
配对原则是尽可能配用电流互感器和电压互感器的比差符号相反，大小相等，角差符号相同，大小相等。
这样，互感器的合成误差基本可以忽略，只需根据互感器二次压降误差配合电能表本身误差作调整，便可最大限度降低计量装置综合误差。
③电压互感器二次导线的选择。
根据互感器二次回路的实际情况选择二次导线的截面和长度。
在一定负载下，给定电缆截面面积，在规定电压降下，给定导线长度，导线截面积至少不少于2.5mm2。
④电流互感器二次回路导线截面积最小值为4mm2，且中间不得有接头，导线经转动部分处应留有足够的长度。
在投产前，必须测量电流、电压互感器的实际二次负荷，使之在互感器标定的额定负荷之内。
⑤对35kV以上的计费用电压互感器二次回路，应不装设隔离开关辅助触点，但可装设熔断器，对35kV及以下的计费用电压互感器二次回路，应不装设隔离开关辅助触点和熔断器。
电流、电压回路应设专用二次回路，不与保护、测量同回路。
2.2采用正确的计量方式，减少计量误差。
①对接入中性点绝缘系统的电能计量装置，应采用三相三线制电能表，其2台电流互感器二次绕组宜采用四线连线;对三相四线制的电能计量装置，其3台电流互感器二次绕组与电能表之间宜采用六线边线。
如采用四线连接，若公共线断开或一相电流互感器极性相反，会影响计量，且进行现场检验时，采用单相法每相电流互感器二次负载电流与实际负载电流不一致，给测试工作带来困难，且造成测量误差。
②对计费用高压电能计量装置应装设失压计量器，及时读取失压记录，作为计量人员追补电量的依据。
2.3合理选择电流互感器变比。
要求正常负荷电流在电流互感器额定电流的60%左右，对季节性用电的用户应采用二次绕组具有抽头的多变比电流互感器。
2.4采用电压误差补偿装置。
如果电压互感器二次回路的负荷导纳变化范围不大，可采用电压误差补偿器，补偿二次导线电压引起的比差和角差。
2.5开展计量装置综合误差分析。
把投产前电流、电压互感器合成误差、电压互感器二次回路压降误差通过计算形成数据表，在每次的周期校验时，都可以对照各项数据配合电能表进行调整，使计量综合误差达到最小。
同时，按规程规定做好电能表、互感器、电压互感器进行周期检验和轮换工作。
三、结束语
减少电能计量装置的综合误差是一项十分有意义且效益显著的工作，虽然无法定量测得综合误差，但可采取其它技术措施以减少其综合误差，使电能计费系统在电网中发挥更大的经济效益。
参考文献：
[1]赵小平.降低电能计量装置综合误差的措施[J].宁夏电力，2008年.
[2]郑尧 李兆华 谭金超 李斌 谭玉玲.电能计量技术手册[M].中国电力出版社，2001年.
降低电能计量装置综合误差教学研究【2】
摘 要：在DL/T448-2000《电能计量装置技术管理规程》中已明确规定：对于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类电能计量装置，应按整个装置的综合误差进行考核。
电能计量装置综合误差是衡量电能计量准确与否的唯一指标，如何最大限度地将电能计量装置综合误差降低到合理范围之内，做到公正合理计费。
关键词：电能计量装置;综合误差;降低措施
在DL/T448-2000《电能计量装置技术管理规程》中已明确规定：对于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类电能计量装置，应按整个装置的.综合误差进行考核。
电能计量装置的综合误差包括电能表的误差、互感器的合成误差以及二次回路导线压降引起的误差，只有电能计量装置综合误差才是衡量电能计量准确与否的唯一指标，尤其是县级供电企业往往只考虑电能表的误差和互感器的合成误差，而不注重二次回路连接导线压降引起的误差，所以对于他们来说既是新设备，又是新知识，通过多年的教学探索，我认为从以下方面讲授，学员容易理解和接受。
一、分析电能计量装置综合误差产生的原因
1、电能表配置不合理引起的误差：
(1)准确度等级的选择：比如县级供电企业接触到的月平均用电量10万kWh及以上或受电变压器容量315kVA及以上的高压计费用户，属于Ⅲ类计量装置，选用 1级的有功电能表及2.0级无功电能表，而在实际使用当中，一般很少因月平均用电量增加而更换计量装置，所以引起计量误差。
(2)电流量程的选择：基本电流、额定最大电流的选择只凭经验，没有按照DL/T448-2000《电能计量装置技术管理规程》的要求合理选择而引起计量误差。
2、电流互感器配置不合理引起的误差：
(1)二次负荷的选择：DL/T448-2000《电能计量装置技术管理规程》规定：电流互感器的实际二次负荷要控制在(25%～100%)额定二次负荷之间，在电流互感器二次回路上接入的二次负荷包括电能表电流线圈阻抗、外接导线电阻、接触电阻，若二次负荷阻抗增加，误差会增大，因此电流互感器的实际准确度等级将下降，即误差会超过铭牌上准确度等级所允许的误差范围而引起计量误差。
(2)额定电流变比的选择：因为电流互感器的额定二次电流为标准值5A，所以变比的选择就是额定一次电流的选择，比如计算出用户的负荷电流为90A，现场师傅们就选择100/5A的电流互感器，这样电流互感器变比选择不当而引起计量误差。
(3)准确度等级的选择：因为计量用电流互感器的准确度等级是以额定电流下所规定的最大允许电流误差的百分数来表示的。
按照DL/T448-2000《电能计量装置技术管理规程》的要求，Ⅲ类计量装置应选配准确度等级为0.5级的电压互感器、0.5S级的电流互感器，否则电流互感器准确度等级选择不当引起的误差。
3、电压互感器二次导线压降引起的误差：
电压互感器的负荷电流通过二次连接导线及串接点的接触电阻时会产生电压降，这样会使电能表电压线圈上获得的电压不等于电压互感器二次线圈的端电压，因此给电能计量装置带来附加误差。
二、降低电能计量装置综合误差的措施
1、按照DL/T448-2000《电能计量装置技术管理规程》规定，合理选择电能表和互感器的准确度等级。
根据用户的月平均用电量或变压器容量判断出电能计量装置的类别，然后查表确定电能表和互感器的准确度等级。
2、合理选择电能表的基本电流和额定最大电流：直接接入式电能表的标定电流应按正常负荷电流的30%左右进行选择，并且选择过载4倍以上的电能表;例如：计算出用户的负荷电流为18A，则标定电流=30%×18=5.4A，选择5(20)A的电能表即可;经电流互感器接入的电能表，标定电流不超过TA额定二次电流的30%，额定最大电流应为TA额定二次电流的120%左右，即选择1.5(6)A的电能表，从而降低电能表配置不合理引起的误差。
3、在选择电流互感器二次负荷时，应从电能表电流线圈阻抗、外接导线电阻、接触电阻三方面考虑二次负荷大小，通过选用电流二次回路负荷阻抗较小的表计，如电子式或多功能电能表来满足二次负荷的要求，选用截面为4mm2及以上的二次回路导线降低外接导线电阻，才能保证电流互感器实际的准确度，从而降低电流互感器二次负荷选择不当引起的计量误差。
4、电流互感器额定一次电流的选择，按照规程规定，电流互感器额定一次电流的确定应保证其在正常运行中的实际负荷电流达到额定一次电流的60%左右，至少应不小于30%，才能使电流互感器运行在最优状态;比如计算出负荷电流为90A，按照规程的规定，额定一次电流应为90/60%=150A，应该选择150/5A的电流互感器，从而降低电流互感器变比选择不当引起的误差。
5、加粗电压互感器二次回路导线截面，减少接点接触电阻。
根据《电能计量装置技术管理规程》对于Ⅰ、Ⅱ类计费电能计量装置，电压互感器的二次压降不大于额定二次电压的0.2%，其他不大于额定二次电压的0.5%。
互感器二次回路的连接导线选用单股铜芯绝缘线，电压二次回路连接导线截面至少应不小于2.5mm2;缩短二次回路导线长度;采用专用计量二次回路，减小二次回路负荷，从而减小二次回路压降。
6、开展计量装置综合误差分析 ，通过开展计量装置综合误差分析，提倡计量装置的整体校验，使电能计量装置综合误差降到最小;按规程规定做好电能表、互感器现场校验和周期轮换工作及电压互感器二次电压降的周期检验工作，尽量选用过载能力强、功耗低，精度高的多功能电能表。
三、结束语
电能计量装置是实现电能量值统一、准确、可靠、安全传递的保证，通过分析综合误差产生的原因，找到降低电能计量装置综合误差的方法，提高电能计量装置的准确性，真正做到电能计量公平合理。
以上是我多年的教学探索，供培训学员学习、参考、使用。
参考文献：
[1] DL/T448-2000《电能计量装置技术管理规程》国家经贸委发布
[2] 祝小红 周 敏《电能计量》中国电力出版社
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