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降低電能計量裝置誤差技術
降低電能計量裝置誤差技術
【摘 要】對電能計量裝置的基本要求就是準確，做好電能計量裝置工作，提高電能計量裝置的準確性，真正做到電能計量公平合理，為發供用電各方提供可靠依據。
【關鍵詞】計量裝置;電流;電壓;互感器;誤差;措施
1電能表選型及使用不當造成的誤差
(1)為了保證電能計量裝置準確地測量電能，必須按照有關規程要求，合理選擇電能表的型式、電壓等級、基本電流、最大額定電流以及準確度等級。
對于月平均用電量在100 萬 kWh 以上的Ⅱ類高壓計費用戶，應采用 0.2 級的電壓、電流互感器，0.5級的有功電能表及2.0級無功電能表。
在實際運行中，若用戶的負荷電流變化幅度較大或實際使用電流經常小于電流互感器額定一次電流的30%，長期運行于較低載負荷點，會造成計量誤差，應采用寬負載電能表。
(2)用三相三線電能表測量三相四線電能將引起附加誤差。
由于三相負載不平衡，中性點普遍有電流存在，而Ib=In-Ia-Ic，所以，缺少電流Ib所消耗的功率，引起附加誤差。
2 電流互感器誤差
2.1 電流互感器倍率選擇不當引起誤差
當電流互感器工作在小電流時，因磁通密度較低，引起的誤差增大，所以在選擇互感器時，變比不能選擇過大，以避免在小電流下運行。
2.2 電流互感器二次容量選擇不當引起的誤差
接入電流互感器的二次負荷，包括電能表電流線圈阻抗、外接導線電阻、接觸電阻。
如電流互感器二次回路導線阻抗是二次負荷阻抗的一部分，尤其是用電負荷較大的用戶，它直接影響電流互感器的準確性。
由于電流互感器的額定容量是二次額定電流I2N通過二次額定負載Z2N時所消耗的視在功率S2N，如式(1)所示，接入電流互感器二次負載容量S2應滿足式(2)的要求，如果在這個范圍內，誤差不會超過給定的準確度等級。
其次電流互感器的二次額定電流I2N已確定，所以二次負載容量主要受表計線圈阻抗、外接導線電阻、接觸電阻的影響。
所以，在選擇電流互感器時，應從三方面考慮二次容量大小。
根據上述的分析，將互感器誤差與一次電流、二次負載之間的變化關系列為表1所示。
表1 電流互感器誤差特性表
2.3 電流互感器二次負荷的控制
由于一次電流通過電流互感器一次繞組時，要使二次繞組產生感應電動勢，必須消耗一部分電流I0來勵磁，使鐵芯產生磁通。
電流互感器的誤差是由鐵芯所消耗的勵磁安匝引起的。
由互感器電流特性曲線、負荷特性曲線和誤差特性表(見表2)可見，二次負荷要控制在25%～100%之間，一次電流為其額定值60%左右，至少不低于30%，才能使電流互感器運行在最優狀態，從而降低電流互感器誤差。
若正常負荷電流達不到電流互感器額定電流的60%左右，不小于30%，則應選用高動熱穩定電流互感器以減小誤差，對季節性用電的用戶應采用二次繞組具有抽頭的多變比電流互感器。
3 電壓互感器使用不當造成的計量誤差
依據國家計量檢定規程DL/T448-2000《電能計量裝置技術管理規程》第7. 3條規定，高壓互感器每10年現場校驗1次，因此必須嚴格按照國家規程規定，開展互感器的現場校驗工作，當現場檢驗超差時，應查明原因，制訂更換或改造計劃，盡快更換。
電壓互感器二次回路壓降包括電纜，端子接觸電阻，熔斷器，中間繼電器接點，空氣小開關等電壓降之總和。
電壓互感器的負載電流通過二次連接導線及串接點的接觸電阻時會產生電壓降，這樣加在負載上的電壓就不等于電壓互感器二次線圈電壓，因此產生計量誤差。
許多早期電廠、變電站等，電能計量與測量回路共用同一電壓互感器繞組，二次側接有大量感應式電能表和測量儀表，二次回路電流很大，由于感應式電能表電壓線圈功率因數偏低，因此，在二次回路壓降上表現為比差和角差都很大。
此外還有由于電壓互感器與控制室中電能表的距離較遠，二次連接導線過長，或由于電壓互感器二次導線截面積大小不合適，造成二次導線電阻值較大，壓降容易超差。
4 降低電能計量裝置誤差綜合措施
4.1 根據計量規程要求，完善計量裝置
(1)提高電流互感器、電壓互感器、電能表的精度等級，提升計量裝置的計量準確性，特別對于負荷變動大的用戶，應選用S級電流互感器;選擇高精度、穩定性好的多功能電能表。
現在多功能電子表已日趨完善，其誤差較為穩定，且基本呈線性。
一只多功能電子表可同時兼有正、反向有功，正、反向無功四種電能計量和脈沖輸出、失壓記錄、追補電量等輔助功能，且過載能力強、功耗小。
這樣更能有效地提高計量裝置計量的準確性。
(2)應用綜合誤差的概念合理選配計量裝置中的電流互感器、電壓互感器、電能表，使它們合成的綜合誤差最小，配對原則是盡可能配用電流互感器和電壓互感器的比差符號相反，大小相等，角差符號相同，大小相等。
這樣，互感器的合成誤差基本可以忽略，只需根據互感器二次壓降誤差配合電能表本身誤差作調整，便可最大限度降低計量裝置綜合誤差。
(3)電流互感器二次回路導線截面積最小值為4 mm2，且中間不得有接頭，導線經轉動部分處應留有足夠的長度。
在投產前，必須測量電流、電壓互感器的實際二次負荷，使之在互感器標定的額定負荷之內。
(4)對35 kV以上的計費用電壓互感器二次回路，應不裝設隔離開關輔助觸點，但可裝設熔斷器，對35 kV及以下的計費用電壓互感器二次回路，應不裝設隔離開關輔助觸點和熔斷器。
電流、電壓回路應設專用二次回路，不與保護、測量同回路。
(5)電壓互感器二次導線的選擇。
在DL/T448-2000《電能計量裝置技術管理規程》中，對計量用電壓互感器二次回路的導線作出了相關的規定：互感器二次回路的連接導線應采用銅質單芯絕緣線。
對電壓二次回路，連接導線的截面積應按允許的電壓降計算確定，至少應不小于2.5mm2。
在實際工作中，電壓互感器二次回路線路的截面積一般選在4mm2。
4.2 采用正確的計量方式，減少計量誤差
(1)根據電網一次中性點的絕緣方式，將一次中性點非絕緣接地的用戶計量裝置由二元件計量方式改為三元件計量方式可以提高計量的準確性。
(2)對計費用高壓電能計量裝置應裝設失壓計時器，及時讀取失壓記錄，作為計量人員追補電量的依據。
(3)減少互感器所帶二次負載
通過減少互感器所帶的表計數量(盡可能采用全電子多功能電能表，一表多用)，增大引線截面，減少接觸電阻，從而減少互感器二次所帶負載，減少計量誤差。
(4)降低二次導線壓降
加粗電壓互感器二次導線截面積，以減少二次壓降引入誤差對計量準確性的影響。
定期打磨接插元件、導線的接頭，盡量減小接觸阻抗。
采取就地計量方式，縮短PT二次導線長度，裝設電子電能表，電子電能表功能全，因而可減小電能表計數量，同時電子電能表輸入阻抗高，單只表負載電流只有30 mA左右，因而使得電壓互感器二次回路電流大大降低，壓降也就較小。
(5)開展計量裝置綜合誤差分析
把投產前電流、電壓互感器合成誤差、電壓互感器二次回路壓降誤差通過計算形成數據表，在每次的周期校驗時，都可以對照各項數據配合電能表進行調整，使計量綜合誤差達到最小。
同時，按規程規定做好電能表、互感器、電壓互感器的周期檢驗和輪換工作。
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