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(shù)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(shè)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(guān)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(tǒng)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(dǎo)線降壓引起的誤差,用求代數(shù)和的方式求得三者的綜合誤差(電壓互感器二次導(dǎo)線引起的誤差也可以先計入互感器的合成誤差以內(nèi))。

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(cè)功率-互感器一次側(cè)功率)/互感器一次側(cè)功率*100(%)

在計量電能的線路中,當(dāng)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(jié)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(guī)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(shù)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(jù)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(dāng)電能表與電流互感器、電壓互感器連接時,其示數(shù)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(cè)功率-一次側(cè)功率)/一次側(cè)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(tǒng)中測量有功電能和功率,根據(jù)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(cè)功率的折算值-一次側(cè)功率)/一次側(cè)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(tǒng)誤差

系統(tǒng)誤差是指在測量中由于儀器不完善或方法不當(dāng)?shù)纫蛩厮鸬恼`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(guī)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(jié)果的影響也是恒定的,因此也屬于系統(tǒng)誤差。估計系統(tǒng)誤差對校驗結(jié)果的影響時,采用各種誤差的代數(shù)和,即

系統(tǒng)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(guī)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(chǎn)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(chǎn)生出誤差的增量。然而若測量同一量(如功率)的次數(shù)增多,則可發(fā)生偶然誤差服從統(tǒng)計規(guī)律。誤差的大小及正負的出現(xiàn),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(jié)果的算術(shù)平均值可以減少測量結(jié)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(jié)果的精密度或重復(fù)率。這就要用概率的方法對偶然誤差進行估算。校驗的結(jié)果是由系統(tǒng)誤差與偶然誤差共同決定的。

2.2 電能表校驗裝置的系統(tǒng)誤差

2.2.1 單相有功瓦特表校驗裝置的系統(tǒng)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(tǒng)誤差為

系統(tǒng)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(tǒng)誤差

校驗裝置的系統(tǒng)誤差也是由標準瓦特表、計時秒表和互感器引起的,即

系統(tǒng)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(dāng)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(dāng)校驗三相有功電能表時的系統(tǒng)誤差公式仍為:

系統(tǒng)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(dāng)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(tǒng)誤差

校驗裝置的系統(tǒng)誤差=標準儀器的誤差+互感器的近似合成誤差