電能計(jì)量裝置誤差的綜合管理

1、淺析電能計(jì)量裝置誤差的綜合管理鄭 波 浙江衢州電力局電能計(jì)量所 (324000)電能計(jì)量是電力生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的重要組成部分，發(fā)、輸、配電和銷售、使用電能都離不開電能計(jì)量。電能計(jì)量裝置則是一桿秤，它的準(zhǔn)確與否、可靠程度，不僅影響電能結(jié)算的準(zhǔn)確性和公平性，而且事關(guān)電力工業(yè)的發(fā)展，涉及國(guó)家、電力企業(yè)和廣大電力客戶的經(jīng)濟(jì)利益與合法權(quán)益。根據(jù)電能計(jì)量裝置的性能特點(diǎn)，其準(zhǔn)確性除與最基本組件-電能表有關(guān)外，還與計(jì)量用電壓、電流互感器以及相關(guān)二次回路等有關(guān)。解決好這三部分裝置的誤差管理，即電能計(jì)量裝置誤差的綜合管理，就能有效地保證各裝置的整體計(jì)量性能。這里需要說明的是，電能計(jì)量裝置誤差的綜合管理與電能計(jì)量裝置

2、綜合誤差的管理是有本質(zhì)區(qū)別的。以前管理規(guī)程提出的電能計(jì)量裝置綜合誤差是電能表誤差、互感器合成誤差以及電壓互感器二次回路電壓降引起的合成誤差三者的綜合，用公式表示:=b+h+d（%）式中 -綜合誤差（%）；b-電能表的相對(duì)誤差（%）；h-互感器合成誤差（%）；d-電壓互感器二次回路壓降誤差（%）。事實(shí)上，在實(shí)際工作中很難開展綜合誤差測(cè)試和指標(biāo)考核，主要是難以對(duì)電能計(jì)量裝置在某一運(yùn)行條件下進(jìn)行整體測(cè)試，而分步測(cè)試的結(jié)果不能完全反映電能計(jì)量裝置的真實(shí)計(jì)量性能。而且，在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行條件下，影響電能計(jì)量裝置準(zhǔn)確性的因素很多，如環(huán)境溫度的變化、環(huán)境磁場(chǎng)的大小、運(yùn)行電壓的高低、電流的大小、功率因素的變動(dòng)、頻率的

3、波動(dòng)等等，都會(huì)直接影響成套電能計(jì)量裝置的準(zhǔn)確性，因此綜合誤差不可能是一個(gè)不變的數(shù)值，而是一個(gè)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。這種僅僅用某一負(fù)荷點(diǎn)（電能表現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)時(shí)的實(shí)際負(fù)荷）的情況去求綜合誤差的做法顯然是不合理的。電能計(jì)量裝置誤差的綜合管理實(shí)際上是采用分段、分步式的管理方法，在技術(shù)管理規(guī)程中更注重電能計(jì)量裝置的分類管理，將電能計(jì)量裝置的類別進(jìn)一步細(xì)化，并規(guī)定了各環(huán)節(jié)電能表、互感器準(zhǔn)確度等級(jí)和計(jì)量二次回路電壓降指標(biāo)，力求將綜合誤差限制在一定的范圍內(nèi)，其管理模式是具有實(shí)際意義和可操作性的。下面就如何做好電能計(jì)量裝置誤差的綜合管理作進(jìn)一步探討。分類管理是電能計(jì)量裝置技術(shù)管理中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，這里，我們首先有必要對(duì)電能計(jì)量

4、裝置分類和準(zhǔn)確度配置作一闡明。運(yùn)行中的電能計(jì)量裝置按其所計(jì)量電能量的多少和計(jì)量對(duì)象的重要程度分五類（、）進(jìn)行管理。其中，類電能計(jì)量裝置：月平均用電量5GWh及以上或變壓器容量為10MVA及以上的高壓計(jì)費(fèi)用戶、200MW及以上發(fā)電機(jī)、發(fā)電企業(yè)上網(wǎng)電量、電網(wǎng)經(jīng)營(yíng)企業(yè)間的電量交換點(diǎn)省級(jí)電網(wǎng)經(jīng)營(yíng)企業(yè)與其供電企業(yè)的供電關(guān)口計(jì)量點(diǎn)的電能計(jì)量裝置；類電能計(jì)量裝置：月平均用電量1GWh及以上或變壓器容量為2MVA及以上的高壓計(jì)費(fèi)用戶100MW及以上發(fā)電機(jī)供電企業(yè)之間的電量交換點(diǎn)的電能計(jì)量裝置；類電能計(jì)量裝置：月平均用電量100MWh及以上或變壓器容量為315kVA及以上的計(jì)費(fèi)用戶100MW及以下發(fā)電機(jī)發(fā)電企業(yè)

5、廠用電量供電企業(yè)內(nèi)部用于承包考核的計(jì)量點(diǎn)考核有功電量平衡的110kV及以上的送電線路電能計(jì)量裝置；類電能計(jì)量裝置：負(fù)荷容量為315kVA以下的計(jì)費(fèi)用戶、發(fā)供電企業(yè)內(nèi)部經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)分析、考核用的電能計(jì)量裝置；類電能計(jì)量裝置：?jiǎn)蜗喙╇姷碾娏τ脩粲?jì)費(fèi)用電能計(jì)量裝置。上述各類別配置要求應(yīng)不低于表1所示值。另外，、類用于貿(mào)易結(jié)算的電能計(jì)量裝置中電壓互感器二次回路電壓降應(yīng)不大于其額定二次電壓的0.2%；其他電能計(jì)量裝置中電壓互感器二次回路電壓降應(yīng)不大于其額定二次電壓的0.5%。1 電能表的配置與管理措施（1）為了保證電能計(jì)量裝置能夠準(zhǔn)確地測(cè)量電能，必須按照有關(guān)規(guī)程要求，合理選擇電能表的型式、電壓等級(jí)、基本

6、電流、最大額定電流以及準(zhǔn)確度等級(jí)。由于電子技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)在全電子式電能表技術(shù)與功能已日趨完善，其誤差較為穩(wěn)定，且基本呈線性。一只多功能電子表可同時(shí)兼有正、反向有功，正、反向無功四種電能計(jì)量和脈沖輸出、失壓記錄、追補(bǔ)電量等輔助功能，且過載能力強(qiáng)、功耗小。因此應(yīng)優(yōu)先選擇高精度、穩(wěn)定性好的多功能電能表。（2）采用正確的計(jì)量方式，減少計(jì)量誤差。由于三相負(fù)載不平衡，中性點(diǎn)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，所以用三相三線電能表測(cè)量三相四線電能將引起附加誤差。對(duì)接入中性點(diǎn)絕緣系統(tǒng)的電能計(jì)量裝置，應(yīng)采用三相三線制電能表，其2臺(tái)電流互感器二次繞組與電能表之間宜采用四線連

7、線；對(duì)接入非中性點(diǎn)絕緣系統(tǒng)的電能計(jì)量裝置，應(yīng)采用三相四線制電能表，其3臺(tái)電流互感器二次繞組與電能表之間宜采用六線連線。如采用四線連接，若公共線斷開或一相電流互感器極性相反，會(huì)影響計(jì)量，在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)中采用單相法測(cè)試時(shí)，由于每相電流互感器二次負(fù)載電流與實(shí)際負(fù)載電流不一致，將給測(cè)試工作帶來困難，且造成測(cè)量誤差。（3）在實(shí)際運(yùn)行中，若用戶的負(fù)荷電流變化幅度較大或?qū)嶋H使用電流經(jīng)常小于電流互感器額定一次電流的30%，長(zhǎng)期運(yùn)行于較低載負(fù)荷點(diǎn)，會(huì)造成計(jì)量誤差。為提高計(jì)量的準(zhǔn)確性，應(yīng)選用過載4倍及以上的寬負(fù)載電能表，特別是輕負(fù)載、季節(jié)性負(fù)載以及有沖擊性負(fù)載的重要計(jì)量點(diǎn)就更需要配置寬負(fù)載的S級(jí)電能表。2 電流、

8、電壓互感器的選用與管理措施（1）根據(jù)電流、電壓互感器的誤差，合理組合配對(duì)，使互感器合成誤差盡可能小。配對(duì)原則是盡可能使配用電流互感器和電壓互感器的比差符號(hào)相反，大小相等，角差符號(hào)相同，大小相等。（2）合理選擇電流互感器變比。由于一次電流通過電流互感器一次繞組時(shí)，要使二次繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，必須消耗一部分電流I0來勵(lì)磁，使鐵心產(chǎn)生磁通。電流互感器的誤差就是由鐵芯所消耗的勵(lì)磁安匝引起的。電流互感器誤差取決于互感器的比差、角差，而比差、角差又與外接負(fù)載阻抗Zb、鐵心導(dǎo)磁率、鐵心阻抗角，鐵芯損耗電量角有關(guān)。由互感器電流特性曲線(圖1)、負(fù)荷特性曲線(圖2)和誤差特性表(表2)可見，二次負(fù)荷要控制在25

9、%100%之間，一次電流為其額定值60%左右，至少不得低于30%，才能使電流互感器運(yùn)行在最優(yōu)狀態(tài)，從而降低電流互感器誤差。當(dāng)實(shí)際負(fù)荷電流小于30%時(shí)，應(yīng)采用二次繞組具有抽頭的多變比或S級(jí)電流互感器，或采用具有較高額定短時(shí)熱電流和動(dòng)穩(wěn)定電流，且接近實(shí)際負(fù)荷電流的小量程電流互感器。此外，應(yīng)盡量避免繼電保護(hù)和電能計(jì)量用的電流互感器并用，否則會(huì)因繼電保護(hù)的要求而使電流互感器的變比選擇過大，影響電能計(jì)量的準(zhǔn)確性。（3）電流互感器二次容量的選擇。接入電流互感器的二次負(fù)荷包括電能表電流線圈阻抗、外接導(dǎo)線電阻、接觸電阻。所以，在選擇電流互感器時(shí)，應(yīng)從三方面考慮二次容量大小，通過選用電流回路負(fù)荷阻抗較小的表計(jì)，

10、如用電子式電能表來滿足二次容量的要求。還可利用降低外接導(dǎo)線電阻的方法，如電流互感器二次回路導(dǎo)線阻抗是二次負(fù)荷阻抗的一部分，尤其在大型發(fā)電廠、變電所則是其主要部分，它直接影響電流互感器的準(zhǔn)確性。因此，當(dāng)二次回路連接導(dǎo)線的長(zhǎng)度一定時(shí)，其截面應(yīng)按電流互感器的額定二次負(fù)荷計(jì)算確定，一般應(yīng)不小于4mm。3 電壓互感器二次回路電壓降的管理措施（1）電壓互感器二次回路導(dǎo)線截面的選擇。電壓互感器的負(fù)載電流通過二次連接導(dǎo)線及串接點(diǎn)的接觸電阻時(shí)會(huì)產(chǎn)生電壓降，那么加在電能表上的電壓就不等于電壓互感器二次繞組的端電壓，這將造成電能表端電壓對(duì)于二次繞組端電壓的量值和相位上的變化，由此產(chǎn)生電能量的測(cè)量誤差。一般用加大導(dǎo)線

11、截面或縮短導(dǎo)線長(zhǎng)度來減小TA二次回路電壓降。當(dāng)二次回路導(dǎo)線長(zhǎng)度一定時(shí)，其截面應(yīng)按允許的電壓降計(jì)算確定，通常電壓二次回路的導(dǎo)線截面應(yīng)不小于2.5mm。（2）采用專用的計(jì)量二次回路，不與保護(hù)、測(cè)量同回路。需要特別指出的是，在三相四線制或B相接地的三相三線制系統(tǒng)中的計(jì)量用電壓互感器二次回路，應(yīng)注意計(jì)量與保護(hù)用的零線徹底分離。如果共用或接法混亂，將造成兩者在零線之間產(chǎn)生環(huán)流，致使電能表側(cè)的中性點(diǎn)電位發(fā)生位移，從而導(dǎo)致電壓降的增大且不穩(wěn)定。（3）對(duì)35kV以上的計(jì)費(fèi)用電壓互感器二次回路，應(yīng)不裝設(shè)隔離開關(guān)輔助觸點(diǎn)，但可裝設(shè)熔斷器，對(duì)35kV及以下的計(jì)費(fèi)用電壓互感器二次回路，應(yīng)不裝設(shè)隔離開關(guān)輔助觸點(diǎn)和熔斷器。二次回路裝有熔斷器時(shí)，還必須認(rèn)真解決熔斷器的選型問題，在實(shí)際運(yùn)行中，熔斷器兩端的電壓降一般應(yīng)控制在數(shù)十毫伏以內(nèi)。（4）盡量采用全電子式多功能電能表，減少表計(jì)使用數(shù)量，也是減輕二次負(fù)荷阻抗，降低TA二次22回路電壓降的有效途徑。4 電能計(jì)量裝置綜合誤差理論的應(yīng)用為了提高電能計(jì)量裝置整體計(jì)量性能，對(duì)于一些重要的計(jì)量點(diǎn)仍可用減小綜合誤差的概念來進(jìn)行電能表、互感器誤差的優(yōu)化配置。如選配電能表時(shí)，應(yīng)考慮互感