電能計(jì)量誤差及改進(jìn)策略

程 蕊 黎社玲 徐衛(wèi)國(guó)

國(guó)網(wǎng)河南省電力公司濮陽(yáng)供電公司

電能計(jì)量誤差及改進(jìn)策略

程 蕊 黎社玲 徐衛(wèi)國(guó)

國(guó)網(wǎng)河南省電力公司濮陽(yáng)供電公司

電能表是電力流向的主要考核方法，其計(jì)量準(zhǔn)確性直接關(guān)系電能能源發(fā)展，具有重要意義。通過(guò)對(duì)電能計(jì)量誤差的分析，從電能表的生產(chǎn)誤差、使用不當(dāng)誤差以及負(fù)載特性誤差、互感器的鐵芯截面、線圈匝數(shù)以及電流頻率到二次回路誤差幾個(gè)方面討論了誤差原因，并就三個(gè)方面的提供了改進(jìn)策略。

電能計(jì)量；誤差；改進(jìn)策略

引言

現(xiàn)階段，我國(guó)各行業(yè)不斷上升的居民用電量和工業(yè)用電量，對(duì)電能計(jì)量裝置的精準(zhǔn)性提出了更高的要求。借助電能計(jì)量裝置才能實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量，因此，電能計(jì)量的精確性就是十分重要。研究電能計(jì)量誤差原因，從而提高電能計(jì)量精確度，進(jìn)而保證居民用電、工業(yè)用電順利流暢。

1 電能計(jì)量誤差

1.1 電能表導(dǎo)致計(jì)量誤差

1.1.1 生產(chǎn)誤差。造成運(yùn)行中電能表誤差的主要原因有：一為了取勝于激烈市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，部分電能表制造商擅自修改設(shè)計(jì)，沒(méi)有有關(guān)規(guī)定嚴(yán)格生產(chǎn)電能表，遺留了嚴(yán)重安全隱患。二是安裝、投運(yùn)以及檢查新表完畢后，由于感應(yīng)式電能表是一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械裝置，在不斷地時(shí)間推移過(guò)程中，不斷會(huì)發(fā)軸承內(nèi)潤(rùn)滑油，逐漸增加了機(jī)械磨損，不斷釋放出機(jī)械加工件應(yīng)的力，增大了轉(zhuǎn)動(dòng)軸桿同心度的誤差。三機(jī)械摩擦力矩上升，也會(huì)使得電能表愈走愈慢，在輕負(fù)載情況下，影響尤其顯著。

1.1.2 使用不當(dāng)。一方面，由于電能表在電能計(jì)量管理中出現(xiàn)錯(cuò)誤接線、斷線，會(huì)導(dǎo)致易被人們所發(fā)覺(jué)的較大計(jì)量誤差。另一方面，因非常規(guī)接線或使用不當(dāng)引起的電能表計(jì)量誤差較小，概率較小，且不易被發(fā)現(xiàn)，但長(zhǎng)期積累的誤差也會(huì)留下安全隱患。電能計(jì)量裝置應(yīng)符合公平、合理、準(zhǔn)確的計(jì)量原則，因此，同樣不可忽視非正規(guī)接線引起的電能表計(jì)量誤差。

1.1.3 負(fù)載特征誤差。測(cè)量電路的比較小輸入阻抗時(shí)，電位器式傳感器的線性就會(huì)受到影響，這種情況相當(dāng)在電位器式傳感器的輸出端和地并聯(lián)了一個(gè)電阻，從而產(chǎn)生了電位器式傳感器的負(fù)載誤差。在初次使用電能表時(shí)，由于電能表斷線或存在錯(cuò)誤接線等情況，一定概率下會(huì)出現(xiàn)負(fù)載特征計(jì)量誤差。一般來(lái)說(shuō)，在日常檢查中該類型誤差會(huì)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決，但如果是由于其他原因所致的或在接線的過(guò)程中出現(xiàn)電力計(jì)量誤差，并且誤差的數(shù)值較小的情況下則難以被發(fā)覺(jué)。

1.2 互感器導(dǎo)致計(jì)量誤差

1.2.1 鐵芯截面。鐵芯截面擴(kuò)大減少了鐵芯的磁通密度，同時(shí)減小勵(lì)磁電流，進(jìn)而改善角差與比差。在額定條件下，沒(méi)有補(bǔ)償?shù)碾娏骰ジ衅麒F芯的磁通密度已經(jīng)很小，因此減少磁通密度自然也就導(dǎo)致導(dǎo)磁系數(shù)減少。此外，勵(lì)磁電流減小雨多，磁通密度越小效果越差，進(jìn)而產(chǎn)生誤差。

1.2.2 線圈匝數(shù)。增加線圈匝數(shù)就是增加安匝，增加匝數(shù)可減小磁通密度，比增加鐵芯截面改善誤差效果要顯著明顯。但是，因?yàn)榫€圈匝數(shù)的增加會(huì)增加銅用量，進(jìn)而減少穩(wěn)定倍數(shù)，增加飽和倍數(shù)。此外，對(duì)于單匝式的電流互感器，如套管型或穿心型電流互感器一次線圈只允許一匝，則不能通過(guò)增加匝數(shù)去改善誤差。

1.2.3 電流頻率。電流頻率的變動(dòng)對(duì)誤差的影響比較復(fù)雜。系統(tǒng)頻率一般變化不大，可忽略不計(jì)其影響。如果在額定頻率為50Hz的電流互感器用于60Hz的系統(tǒng)中，產(chǎn)生過(guò)大變化頻率，應(yīng)該考慮頻率對(duì)其的影響。因?yàn)轭l率變動(dòng)不僅影響鐵芯損耗、線圈漏抗和磁通密度的大小，同時(shí)也會(huì)影響了二次側(cè)負(fù)載電抗值的準(zhǔn)確性。

1.3 二次回路導(dǎo)致計(jì)量誤差

如果互感器缺少滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求，則部分同電能計(jì)量無(wú)關(guān)的儀器設(shè)備會(huì)出現(xiàn)在二次回路電流，大幅度增加了無(wú)關(guān)設(shè)備的負(fù)荷壓力，從而在電能計(jì)量中出現(xiàn)計(jì)量誤差。一般情況下，在電能表與互感器的連接部分，不僅有空氣開(kāi)關(guān)、繼電器觸點(diǎn)以及熔斷器，還存在導(dǎo)線的阻抗所形成的電阻。因?yàn)槭艿骄€路中電流的影響，會(huì)在不同程度上線路二次電壓會(huì)改變角度與降力，導(dǎo)致線路的壓降轉(zhuǎn)移，進(jìn)而產(chǎn)生互感器誤差，嚴(yán)重影響了電能計(jì)量裝置準(zhǔn)確性。

2 電能計(jì)量誤差改進(jìn)策略

2.1 針對(duì)電能表誤差對(duì)策

隨著科學(xué)技術(shù)手段的不斷提升，現(xiàn)階段的智能電能飆技術(shù)層次較為完善，產(chǎn)生的誤差呈線性分布，較為穩(wěn)定。智能電表不是傳統(tǒng)意義上的電能表，是智能電網(wǎng)的智能終端。為適應(yīng)智能電網(wǎng)和新能源的使用，除擁有傳統(tǒng)電能表基本用電量的計(jì)量功能外，智能電表還可以進(jìn)行用戶端控制、多種雙向費(fèi)率計(jì)量、雙向數(shù)據(jù)多種傳輸模式通信、防竊電等多種新型功能，代表著我國(guó)未來(lái)節(jié)能型智能電網(wǎng)最終用戶智能化終端的發(fā)展方向。

2.2 針對(duì)互感器誤差對(duì)策

組合配對(duì)電壓、電流互感器，從而降低互感器誤差。配對(duì)原則是最大程度配用電流互感器和電壓互感器的比差相反，數(shù)值相等或相近；角差符號(hào)相同，數(shù)值相等或相近。為盡可能降低計(jì)量裝置綜合誤差，需要調(diào)整依據(jù)二次壓降互感器誤差配合電能表本身誤差，如此一來(lái)，互感器的合成誤差基本可以忽略。將投產(chǎn)電能表之前，把電壓互感器二次回路壓降、電流、電壓互感器合成誤差歸納統(tǒng)計(jì)，在進(jìn)行周期校驗(yàn)時(shí)，對(duì)照調(diào)整各項(xiàng)數(shù)據(jù)配合電能表，盡可能減少計(jì)量綜合誤差。根據(jù)相關(guān)規(guī)定做好互感器、電能表以及電壓互感器的輪換工作和周期檢驗(yàn)。

2.3 針對(duì)二次回路誤差對(duì)策

假如電壓互感器二次回路的負(fù)荷導(dǎo)納變化范圍較小，可采取電壓誤差補(bǔ)償器，補(bǔ)償二次導(dǎo)線電壓導(dǎo)致的比差和角差。當(dāng)采用專用的電壓互感器二次回路，電能表與儀表顯示設(shè)備等二次回路單獨(dú)工作，彼此不會(huì)受到影響，并且降低二次回路電壓降受到其他負(fù)載的影響；當(dāng)采用專用的電壓互感器二次回路，可以減少諸如接線錯(cuò)誤等等操作；當(dāng)采用專用的電壓互感器二次回路，可以減小二次回路電壓降及由此帶來(lái)的電能計(jì)量誤差。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，電能表計(jì)量準(zhǔn)確性直接關(guān)系電能能源發(fā)展，具有重要意義。通過(guò)對(duì)電能計(jì)量誤差的分析，從電能表的生產(chǎn)誤差、使用不當(dāng)誤差以及負(fù)載特性誤差、互感器的鐵芯截面、線圈匝數(shù)以及電流頻率到二次回路誤差幾個(gè)方面討論了誤差原因，并就三個(gè)方面的提供了改進(jìn)策略。

[1]李仕楷.電能計(jì)量誤差及改進(jìn)策略[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)，2016，(15)：99-100.