電能計量裝置的綜合誤差計算

欒陽

摘 要:計算綜合誤差時,用求代數和的方式求得三者的綜合誤差。電能計量裝置如果采用準確度很高的電能表、測量用互感器及合理的二次回路就能使計量電能的綜合誤差很小。但是在計量設備準確度等級一定的情況下,采取一些措施后,也可以減少一些電能計量裝置的綜合誤差,提高計量電能的準確度。

關鍵詞:計量裝置誤差準確度

中圖分類號:TM933 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098x(2012)05(c)-0086-01

1 電能計量裝置綜合誤差的計算

電能計量裝置的綜合誤差是由電能表、互感器、二次接線三部分的合成誤差組成。計算電能計量裝置的綜合誤差時,先將與電能表按不同方式連接的電流互感器、電壓互感器的角差和比差統一計算,稱為互感器的合成誤差,然后再將互感器的合成誤差與電能表的誤差及電流互感器二次導線降壓引起的誤差,用求代數和的方式求得三者的綜合誤差(電壓互感器二次導線引起的誤差也可以先計入互感器的合成誤差以內)。

互感器的合成誤差=(電流互感器的額定變比*電壓互感器的額定變比*互感器二次側功率-互感器一次側功率)/互感器一次側功率*100(%)

在計量電能的線路中,當使用儀用互感器時,由于互感器的比差和角差的存在,會在測量的結果中引起合成誤差。在某些場合下,雖然互感器的比差、角差符合規定要求,但其合成誤差值卻比較大。所以在實際工作中,還需要計算互感器的合成誤差,以便采取措施減少互感器合成誤差的數值,達到提高測量準確度的目地。

1.1 測量電流、電壓的綜合誤差

用電流互感器、電壓互感器測量電流、電壓時,因為電流表和電壓表的示值只受互感器比差的影響,不受角差的影響,故此電流互感器的合成誤差就是互感器的比差。

對于電流表,根據電流互感器比差的定義可以知道

電流互感器的合成誤差=(電流互感器的額定變比*電流互感器的二次電流-電流互感器的一次電流)/電流互感器的一次電流

測量電流的綜合誤差=電流互感器的比差+電能表的相對誤差(%)

同理,對電壓表來說

電壓互感器的合成誤差=(電壓互感器的額定變比*電壓互感器二次電壓-電壓互感器一次電壓)/電壓互感器一次電壓

測量電壓的綜合誤差=電壓互感器的比差+電能表的相對誤差(%)

1.2 測量有功電能(或功率)的綜合誤差

1.2.1 單相電路測量有功電能的綜合誤差

在電路中接入電流互感器、電壓互感器測量有功電能時,當電能表與電流互感器、電壓互感器連接時,其示數要受到電流互感器、電壓互感器比差與角差的影響。

互感器的合成誤差=(電壓互感器的額定變比*電流互感器的額定變比*二次側功率-一次側功率)/一次側功率*100(%)

有功電能的綜合誤差=互感器的合成誤差+電能表的相對誤差(%)

1.2.2 三相三線電路測量有功電能的綜合誤差

在三相電力系統中測量有功電能和功率,根據使用的表計和電壓互感器的不同接線方式來計算綜合誤差。

(1)電壓互感器為V形連接時

互感器的合成誤差=(二次側功率的折算值-一次側功率)/一次側功率*100%

測量電能的綜合誤差=(第一元件的相對誤差+第二元件的相對誤差+第三元件的相對誤差)/3+互感器的合成誤差(%)

(2)電壓互感器為Y/Y形連接時

測量有功電能的綜合誤差=互感器的合成誤差+電能表的相對誤差(%)

2 電能表校驗時的誤差分析

2.1 校驗電能表的誤差分類

2.1.1 系統誤差

系統誤差是指在測量中由于儀器不完善或方法不當等因素所引起的誤差,其大小及正負號在同一測量中完全相同。對校驗電能表來說如計時秒表的基本誤差,校驗方法的誤差,以及校驗條件與規定條件不一致而引起的附加誤差等等。如果這些因素在校驗的過程中始終保持恒定或緩慢的變化,那么他們對校驗結果的影響也是恒定的,因此也屬于系統誤差。估計系統誤差對校驗結果的影響時,采用各種誤差的代數和,即

系統誤差=標準儀器的誤差+測量互感器的合成誤差+方法誤差+外界因素與規定的條件不一致所引起的附加誤差。

2.1.2 偶然誤差

它是由于超出操作人員控制范圍的外圍因素對測量產生的影響,例如:電源的變化就是外因之一。這種誤差的大小,正負不一定,但都會產生出誤差的增量。然而若測量同一量(如功率)的次數增多,則可發生偶然誤差服從統計規律。誤差的大小及正負的出現,由概率決定;誤差偏向一方的可能性不大于偏向另一方的可能性,因此多次測量結果的算術平均值可以減少測量結果中的偶然誤差。然而在精密的測量中往往要對偶然誤差進行估算,以確定測量結果的精密度或重復率。這就要用概率的方法對偶然誤差進行估算。校驗的結果是由系統誤差與偶然誤差共同決定的。

2.2 電能表校驗裝置的系統誤差

2.2.1 單相有功瓦特表校驗裝置的系統誤差

如果瓦特表接有電壓互感器、電流互感器,則瓦特表校驗裝置的系統誤差為

系統誤差=標準儀器的誤差+測量互感器的合成誤差

如果對于實際的裝置,注意選用誤差較小的瓦特表、互感器,并且盡可能在選用電壓互感器與電流互感器時,使其比差的符號相反、角差符號一致,這樣計量裝置的綜合誤差就可以大為降低。

2.2.2 三相有功電能表校驗裝置的系統誤差

校驗裝置的系統誤差也是由標準瓦特表、計時秒表和互感器引起的,即

系統誤差=標準儀器的誤差+測量互感器的合成誤差

(1)校驗三相有功電能表時,當用標準電能表作標準表時,由于沒有計時秒表,標準儀器的誤差就等于標準電能表的誤差;

(2)當校驗三相有功電能表時的系統誤差公式仍為:

系統誤差=標準儀器的誤差+測量互感器的合成誤差

標準儀器的誤差=三只單相標準瓦特表或電能表的誤差/3+計時器誤差

當用一只三相四線標準電能表作標準時,標準儀器的誤差等于標準表的誤差。

3.2.3 三相無功電能表校驗裝置的系統誤差

校驗裝置的系統誤差=標準儀器的誤差+互感器的近似合成誤差