郭志雄

(廣東電網(wǎng)公司珠海供電局計(jì)量中心,廣東珠海 519000)

電能計(jì)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(jì)量中心,廣東珠海 519000)

闡述了電能計(jì)量裝置是進(jìn)行電力企業(yè)貿(mào)易結(jié)算和企業(yè)內(nèi)部經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)考核的測(cè)量?jī)x器， 電能計(jì)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(jì)量的準(zhǔn)確、 公平、 公正直接關(guān)系到廠網(wǎng)雙方的經(jīng)濟(jì)利益， 因此，電能計(jì)量裝置的誤差檢測(cè)和分析成為計(jì)量管理人員的重點(diǎn)工作之一。探討了實(shí)際存在的電能計(jì)量裝置產(chǎn)生誤差的原因， 提出在電能計(jì)量誤差檢測(cè)工作中需要注意的問題及誤差分析處理方法。

電能計(jì)量裝置 誤差分析 誤差控制

電能計(jì)量點(diǎn)安裝的電能計(jì)量裝置統(tǒng)稱為“電能計(jì)量裝置”，包括電能表、計(jì)量用電壓、電流互感器及其二次回路、電能計(jì)量屏、柜（箱）等。在進(jìn)行電能計(jì)量過程中，對(duì)于電能計(jì)量準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響的電能計(jì)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(jìn)行電能計(jì)量過程中與實(shí)際電能解決不相符的計(jì)量差值。電能計(jì)量裝置是進(jìn)行電力企業(yè)貿(mào)易結(jié)算和企業(yè)內(nèi)部經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)考核的測(cè)量?jī)x器。

1 電能計(jì)量裝置的誤差表示

在應(yīng)用電能計(jì)量裝置進(jìn)行電能計(jì)量過程中，并不能夠絕對(duì)準(zhǔn)確地對(duì)電能量進(jìn)行計(jì)量，總會(huì)存在有一定的計(jì)量偏差，這也是電能計(jì)量裝置的誤差，也被稱為電能計(jì)量裝置的綜合誤差。通常情況下，電能計(jì)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(jì)量裝置的綜合誤差；

εw— —電能計(jì)量裝置中的電能表引起的誤差；

εTW— —電能計(jì)量裝置中的電流互感器引起的誤差；

εTV— —電能計(jì)量裝置中的電壓互感器引起的誤差；

εr— —電能計(jì)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(jì)量裝置的誤差分析

針對(duì)上述電能計(jì)量裝置的主要組成，以及電能計(jì)量裝置的綜合誤差情況，對(duì)于電能計(jì)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(gè)方面進(jìn)行分析論述。

2.1 電能表的誤差分析

目前，國(guó)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(chǎng)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(jì)量接線方式與電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式有關(guān)，接地方式可分為中性點(diǎn)直接接地和中性點(diǎn)經(jīng)補(bǔ)償設(shè)備接地。以三相三線接線方式為例，無論是中性點(diǎn)是哪種接地，當(dāng)三相系統(tǒng)不平衡時(shí)，中性點(diǎn)會(huì)流過不平衡電流，若采用三相三線計(jì)量方式，就會(huì)產(chǎn)生線路附加誤差。對(duì)于中性點(diǎn)絕緣系統(tǒng)，任何情況下中性點(diǎn)都不會(huì)留過不平衡電流，采用三相三線計(jì)量方式不會(huì)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(duì)于中性點(diǎn)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(duì)電能計(jì)量裝置的計(jì)量結(jié)果準(zhǔn)確性影響較大，從而對(duì)于電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益造成一定的影響。互感器誤差產(chǎn)生的主要原因有互感器儀器本身的準(zhǔn)確度等級(jí)比較低；電流互感器變比選擇過大；或者是電能計(jì)量裝置中沒有電能計(jì)量專用的電壓互感器二次繞組。此外，電能計(jì)量裝置中的電壓互感器的計(jì)量誤差超差與電壓互感器的實(shí)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(huì)導(dǎo)致電壓互感器的誤差產(chǎn)生或者是增加，造成電能計(jì)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(qiáng)度高、造價(jià)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(shì)。CVT的缺點(diǎn)是電源頻率改變引入附加誤差；溫度改變也會(huì)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(shí)，電容式電壓互感器的暫態(tài)過程要比電磁式互感器長(zhǎng)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(jìn)行電能計(jì)量應(yīng)用的電壓互感器二次回路的壓降范圍與實(shí)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(jì)量裝置誤差的控制

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

第一，進(jìn)行電能計(jì)量裝置的完善，主要是指在進(jìn)行電能計(jì)量應(yīng)用過程中，選擇高精度、并且計(jì)量穩(wěn)定性比價(jià)好的多功能電能表計(jì)量裝置；正確選擇電能計(jì)量裝置接線方式，接入中性點(diǎn)絕緣系統(tǒng)和三角形接線系統(tǒng)的電能計(jì)量裝置，宜采用三相三線接線方式；對(duì)于中性點(diǎn)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(jí)來判斷可否采用三相三線接線方式；接入中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的電能計(jì)量裝置，應(yīng)采用三相四線接線方式。

第二，電能計(jì)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(jì)量裝置的設(shè)計(jì)選型時(shí)互感器二次下限負(fù)荷遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于互感器實(shí)際二次負(fù)荷造成的。這就需要在計(jì)量裝置設(shè)計(jì)選型時(shí)應(yīng)充分考慮到互感器二次的實(shí)際負(fù)荷，以免由于互感器二次負(fù)荷而對(duì)計(jì)量裝置綜合誤差造成更大的影響。互感器實(shí)際二次負(fù)荷應(yīng)在25%～100%額定二次負(fù)荷范圍內(nèi)。

在電能計(jì)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(jí)高、誤差小的互感器；根據(jù)互感器誤差合理配對(duì)使用；根據(jù)計(jì)量回路實(shí)際情況選擇適合的電流互感器變比；盡量使互感器運(yùn)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(shí)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(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程，對(duì)于電能計(jì)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(jì)量裝置典型方案配置計(jì)量專用電壓互感器或?qū)Ｓ枚卫@組，將電能表與其他測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)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(duì)電能計(jì)量裝置準(zhǔn)確性的影響。實(shí)際工程設(shè)計(jì)時(shí)，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(zhǎng)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(jì)量用電壓切換裝置采用接觸電阻小的優(yōu)質(zhì)重動(dòng)繼電器，減小繼電器觸點(diǎn)上的電壓降；打磨繼電器觸點(diǎn)接觸面，更換保險(xiǎn)管等方法降低二次回路長(zhǎng)期運(yùn)行帶來的接觸電阻增大。

（5）防止二次電壓回路兩點(diǎn)或多點(diǎn)接地，避免由于地電位引起回路壓降的改變。第四，對(duì)于電容式電壓互感器嚴(yán)格按照檢驗(yàn)周期進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致誤差產(chǎn)生的因素。按照電能計(jì)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?？傊C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(jì)量裝置運(yùn)行引起的誤差就會(huì)降到最低，從而達(dá)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(jī)械式電能表，大大降低了電能表帶來的計(jì)量誤差?；ジ衅鞯暮铣烧`差是電能計(jì)量裝置誤差的主要來源，這就要求采取選用準(zhǔn)確度等級(jí)高、誤差小的互感器等措施，把計(jì)量誤差降到最低，使得電力企業(yè)在進(jìn)行電力企業(yè)貿(mào)易結(jié)算和企業(yè)內(nèi)部經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)考核當(dāng)中能夠準(zhǔn)確計(jì)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。

[1]王金.電能計(jì)量裝置綜合誤差分析及降低措施[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì),2006(12).

[2]曹虎.電能計(jì)量裝置綜合誤差分析及降低措施[J].知識(shí)經(jīng)濟(jì),2007(12).

[3]譚梅,楊衛(wèi)輝.電能計(jì)量裝置綜合誤差分析及其控制技術(shù)措施[J].吉林工程技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào),2011(11).