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电能计量装置误差分析及现场校验

2020-12-09黄浩

中国电气工程学报 2020年8期
关键词:计量装置校验误差

黄浩

摘要:电力企业从事电能生产期间要借助不同的计量装置综合测量分析,才能维持电力系统的稳定运行,电能计量装置的精度,决定了最终测量数据是否真实可靠。通常电能计量装置指的是各种型号的电能表、计量用电压与电流互感器及其二次回路、电能计量柜(箱)等。计量装置运输至现场后,技术人员应对装置进行有效地校验调试,以免装置投入使用后,出现各种异常问题,影响到整体测量的最佳效果。

关键词:计量装置;校验;误差;计算分析

一、导致误差的成因分析

1.1电能表导致的误差

电能计量方法较多,不同的方法均存在一定的问题,电能表是我们经常接触到的装置,主要是终端结算使用,能够通过电能表反映出用电量多少,由这类原因导致的误差较普遍,主要表现在以下几个方面中。

1.1.1配置方式因素造成的误差

由于生产的电能表企业较多,各种型号的电能表交互投入使用,不同型号各类的电能表出现了不协调现象,导致了电能表配型、电压等级、基本电流、最大额定电流及准确度等级出现选择错误,这种情况容易造成与实测不符的现象,电能表配置不合理所导致的计量误差较为普遍,在实际应用过程中,不同时间投入使用的电能表,往往违反相关规程,电能计量裝置不匹配导致的误差越来越多,不能准确地测量电能流量。

1.1.2用户负荷因素对电能表的影响

市场经济的发展,使区域用电量突然增大,不同的用电高峰期对电能的需求也不同,当电能流量增加时,就会导致满负荷用最,使区域电流出现较大波动,一些负荷电流长期处在CT额定一次电流的30%以下,这种情况,往往导致电能表出现计量误差现象。

1.1.3接线方式因素导致的误差

电力设备极其复杂,对技术要求非常高,各种设备之间需要导线连接,如果连接错误,则会导致终端设备不精准,影响最后的计量结果。一般情况下,按照标准程序要求,中性点绝缘系统应使用三相三线制电能表,并采用四线来连线电能表与其中2个CT二次绕组;非中性点绝缘系统使用三相四线制电能表,并采用六线来连线电能表与其中3个CT的二次绕组。在操作过程中,由于接线没有按规程操作,极容易出现错误接线方式,这就影响到了计量结果,导致计量上出现较大的误差。

1.2CT造成的误差

1.2.1CT倍率选择不当造成的误差

CT在小电流状态下磁通密度运行低,这样就会增加误差几率,在使用CT倍率时,如果超过倍数额定,就会出现错误数值。

1.2.2 CT二次容量选择不当也极容易造成计量上出现误差任何一个环节处理不当,都会导致误差率的提高,在操作过程中,往往不重视电能表电流线圈阻抗、外接导线电阻、接触电阻等,接入CT二次负载误差严重影响了计量精准度。CT二次负荷需要有效控制在25%~100%之间,一次电流额定值60%左右,这样CT运行才能保持良好,避免出现CT误差。

1.3PT造成的误差

1.3.1PT二次导线压降造成误差

如果PT负载电流经过二次导线串接点,受到接触电阻影响,就会出现电压下降的问题,这种情况的直接后果就是负载电压与PT二次线圈电压不符,误差由此产生。导致PT二次回路误差主要受到导线、线径、负载的影响,同时,不当的接线方式也会影响计量准确性。

1.3.2连接导线截面选择不当误差

要全面进行科学规范操作,电流二次回路导线截面会出现误差,一般解决方式是要提高截面,并保持≥4mm2。

二、现场校验的方法

2.1准备工作

现场校验前的准备工作包括秒表、校验仪器、万用表等设备的准备以及电能计量装置信息资料的准备和核对,如果发现相关的信息有出入,必须要进行现场核对和确认。

2.2计量箱检查

计量箱在打开前,首先要检查表象铅封的完整性,认真对比铅封的真伪。近些年来,随着供电部门对铅封的管理逐渐加强,防撬铅封逐渐被广泛应用,因此辨别铅封的真伪工作可以交给相关管理部门。在打开计量箱后还要对电表的外观、电表脚的螺丝、电压勾、电流互感器等部件进行检查和相关数据的校对。

2.3三相四线多功能电能计量装置检查及校验方法

三相四线多功能电表的工作原理如图1所示,其具体的校验方法如下:

(1)检查接线。检查的主要内容是确定电压相序,确保电流和电压连接的相位相同。同时要对电流的平衡性进行测量,检查电流和电压的状况,确定电压接头良好。

(2)使用近似法测量电表的误差。在电压负荷稳定的情况,其主要的计算公式有以下两种:t0=(3600×105kiNo)/1.732C0IUcos准式中:t0表示的是电能转化的时间,这里所计算的时间为理论上的时间;C0表示的是电表常数;cos准表示的是功率数;准表示的是具体的电压和电流的相位差;ki表示的是电流互感器的变比;I表示的电流;U表示的线电压。

γ=(t0-t)/t×100%

式中:γ表示的是电表的误差,计算的是电表转n圈的时间。

2.4向量图现场校验法

采用向量图可以确定接线方法的正确与否,首先要确定电压的相序和相别,然后根据现场的实际情况绘制出向量图。在绘制向量图时必须要确保各项数据的真实有效,在向量的箭头处标出向量符号,在一个向量图中各向量余弦的角要求小于18°。

根据实际的负载功率和性质对向量图进行判断,确保向量图的正确性。一旦发现向量图出现错误,必须及时对其作出改正,确保线路以正常的相序连接。也就说将B相的电压连接到中间电压表的一端,而A相的原件则连接到电流Ia和电压Uab,C相原件则加线连接到电流Ic和电压Ucb上。

做好以上的准备工作后,就可以进行电表错误检查。其检查的方法,就是使用校验电表,将电流回路连接到二次电流回路中,这样的校验方法一般较为准确。

2.5停电检查法

在校验现场条件允许的情况下,停电检查将会是安全可靠的一种校验方法。停电检查的方法如下:

(1)对互感器进行校验。当然这种校验针对的是在安装前未经过误差校验的互感器而言的,针对互感器进行相应的测试,包括了实际二次负载测试、误差测试等。对互感器变比的核对也是其中的一项重要工作。

(2)对三相电压互感器的校验。对三相互感器的校验可以采用两种方法进行校验:直流法、交流法和相位表法。

(3)对二次回路进行检查。针对二次回路的校验主要从两方面展开:①测试二次回路的通导性;②检查二次回路连接线、电压和电流。在停电的情况下,可以对电流回路的任意一点进行二次回路测量,如果电阻的值为零或近似为零,则表示二次回路的校验正常。在对二次回路进行校验时,要确保电压互感器的端子处断开,对Uab、Ubc、Uca的电阻进行相应的测量,如果电阻的值很大或是很小,就表示可能出现了开路、短路的情况,出现这种情况时,就必须要进行更大范围的查找,直到找出问题所在并予以解决。

三、结语

总之,电能计量装置在电力系统运行期间有着重要的测量作用,现场生产作业时应安排技术人员对计量装置的性能状态综合检查,确保无误后才能正式进行用户系统测量。“误差”是影响测量装置数据精度的主要因素,为避免误差偏大应采取相关的措施防范处理。误差计算有助于掌握详细的数据信息,为计量装置的调试运行提供可靠的方案,这是电力企业未来研究的重点内容。

参考文献:

[1]阮志军.电能计量装置现场校验研究及误差分析[J].企业技术开发,2012(01):9-11.

[2]钟华,肖海红.电能计量装置现场校验研究及误差分析[J].科技传播,2010(10):134-135.

[3]郭琳云.一体化高压电能计量装置及其在智能配网中的应用[D].华中科技大学:电力系统及其自动化,2010.

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