電度表的誤差

1、電能計(jì)量裝置的誤差分析與應(yīng)用設(shè)計(jì)（轉(zhuǎn)）2010-06-02 09:04:13|分類：默認(rèn)分類|標(biāo)簽：|字號大中小訂閱張燕萍馬連柏（天津市電力公司培訓(xùn)中心 天津市電力公司電能計(jì)量中心）關(guān)鍵詞電能計(jì)量裝置；計(jì)量誤差；計(jì)量方式；計(jì)量配置1概述電能計(jì)量工作是電力企業(yè)營銷管理的基本工作，電能計(jì)量裝置在電力營銷整個(gè)工作環(huán)節(jié) 中起著決定性的作用，能否準(zhǔn)確計(jì)量影響著電費(fèi)能否準(zhǔn)確回收，國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。計(jì)量裝置 配備的是否合理，安裝地點(diǎn)是否合適，計(jì)量方式是否準(zhǔn)確，計(jì)量裝置接線是否正確，容量選 擇是否合適，這些不僅影響著電能計(jì)量裝置的準(zhǔn)確性，同時(shí)還可能造成一些安全隱患，本文 通過對計(jì)量裝置的誤差分析、現(xiàn)場計(jì)量裝置應(yīng)

2、用情況分析，從規(guī)范計(jì)量裝置的應(yīng)用，減少誤 差進(jìn)行分析，并對典型用戶的計(jì)量裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)使用加以詳細(xì)說明。2造成計(jì)量裝置失真的因素分析：影響電能計(jì)量裝置計(jì)量準(zhǔn)確度的因素有五點(diǎn)，計(jì)量裝置質(zhì)量、計(jì)量裝置檢定質(zhì)量、計(jì)量 裝置安裝、驗(yàn)收、計(jì)量裝置配置設(shè)計(jì)、計(jì)量裝置管理體制，在這五方面因素中，生產(chǎn)現(xiàn)場比 較突出的是計(jì)量裝置質(zhì)量、計(jì)量裝置安裝、計(jì)量裝置配置設(shè)計(jì)這三方面的影響，下面就主要 從這三個(gè)方面進(jìn)行分析。2.1計(jì)量裝置引起的誤差分析：2.1.1電能表引起的誤差：1）電能表相對誤差計(jì)算公式為：Y =hh（hX100%式中hx被校電能表所記錄的電能；ho電路實(shí)際消耗的電能。根據(jù)計(jì)算所得到的相對誤差，與電能表銘

3、牌上標(biāo)注的準(zhǔn)確度進(jìn)行比較，若相對誤差大 于電能表的準(zhǔn)確度，則說明電能表不能準(zhǔn)確計(jì)量。2） 引起電能表誤差的原因：（pi電能表輕載運(yùn)行：電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，上、下軸承， 計(jì)度器字輪，傳動(dòng)齒輪及蝸桿之間產(chǎn)生摩擦力矩，當(dāng)輕載運(yùn) 行時(shí)，摩擦力矩相對影響較大，產(chǎn)生負(fù)誤差。如圖2-2所示的負(fù)載電流與電流工作磁通的關(guān)系圖可以容易的分析出，輕圖2-1I載時(shí)，電流工作磁通中i與 I之間并非完全的線性關(guān)系，負(fù)載電流I增加時(shí)，（P i緩慢增加， 導(dǎo)致表計(jì)在輕載運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速與實(shí)際消耗的電能不成正比，從而形成負(fù)誤差。二次壓降過大：電能表電壓有波動(dòng)，電壓工作磁通與電壓之間的非線性關(guān)系會(huì)引起 附加誤差。當(dāng)電壓降低時(shí)，在

4、電壓總磁通不變的情況下，非工作磁通相對增加，工作磁通相 對減少，導(dǎo)致轉(zhuǎn)動(dòng)力矩減小，引起負(fù)誤差。電能表傾斜對誤差的影響：當(dāng)電能表的安裝位置傾斜一定角度時(shí)，將會(huì)引起附加誤 差，原因是驅(qū)動(dòng)元件對上下軸承的側(cè)壓力，隨著表計(jì)的傾斜度增大，摩擦力矩增大，引起負(fù) 誤差。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，確定電能表基本誤差時(shí)，0.5級電能表相對工作位置，垂直方向傾斜 度不應(yīng)大于0.5，其他等級的電能表不應(yīng)大于1。2.1.2電流互感器的誤差：引起電流互感器誤差的原因：1）電流互感器倍率選擇不當(dāng)引起誤差：當(dāng)電流互感器工作在小電流時(shí)，因磁通密度較低，引起的誤差增大，所以在選擇互感器 容量時(shí)，不能選擇過大，以避免在小電流下運(yùn)行。2）電流

5、互感器二次容量選擇不當(dāng)引起的誤差：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。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，尤其在用電負(fù)荷較大的用戶，它直接 影響電流互感器的準(zhǔn)確性。根據(jù)上述的分析，將互感器誤差與一次電流、二次負(fù)載之間的變化關(guān)系列表為2-3所示。表23電流互感器誤差特性表相對于額定值變化比差角差電流特性一次電流減少時(shí)-+負(fù)荷特性負(fù)荷減少時(shí)+-2.1.3電壓互感器引起的誤差：在組成電能計(jì)量綜合誤差的各項(xiàng)誤差中，電壓互感器二次回路壓降所引起的計(jì)量誤差 往往是最大的，由于壓降過大，造成少計(jì)電量及發(fā)供電量不均衡等事例均有出現(xiàn)，故在此詳 細(xì)分析電壓互感

6、器二次回路壓降引起的計(jì)量誤差。1）電壓互感器二次導(dǎo)線壓降引起的誤差計(jì)算：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，這樣加在負(fù) 載上的電壓就不等于電壓互感器二次線圈電壓，因此產(chǎn)生計(jì)量誤差。電壓互感器二次回路壓降引起計(jì)量誤差與二次導(dǎo)線的長度、線徑的大小、負(fù)載的性質(zhì)以及接 線方式有關(guān)。就10kV中應(yīng)用較多的V形接法為例，假設(shè)ab相與bc相的負(fù)載均衡，三相的 二次導(dǎo)線電阻相等（即r1=r2=r3=r）。其比差和角差的計(jì)算公式為：1）為了能有效地減少二次壓降帶來的計(jì)量誤差，可以用下述方法進(jìn)行測量后，根據(jù)誤差大 小對計(jì)量二次回路加以改造。用伏安法測量電壓互感器二次回路壓降的誤差

7、：測量工作是在電壓互感器二次引下線的端子箱上進(jìn)行。用相位伏安表測量電能表的電壓:uab、ucb，測量電流互感器的一、二次電流：ia、Ic，測量角度：將相位表的電流卡鉗按 極性先卡住電能表第一元件的電流進(jìn)線，再將紅筆和黑筆分別接觸到表尾盒內(nèi)A、B相的電 壓端子，測得.，再將相位表的電流卡鉗按極性卡住電能表的第二元件電流進(jìn)線，以與上 ab述相同的方法測得中cb，然后用上面的公式進(jìn)行計(jì)算。3）降低電壓互感器二次回路壓降的方法：由上面的公式可見，電壓互感器二次回路壓降所引起的計(jì)量誤差取決于下述參數(shù)：PT二次回路電流I越小，則計(jì)量誤差的絕對值越小，而減少電流I的辦法是直接由PT二 次端子單引專用電纜線至

8、各電能表；二次導(dǎo)線R越小，則計(jì)量誤差的絕對值越小，減少二次導(dǎo)線電阻的辦法是加粗二次導(dǎo)線的 截面；改變二次回路轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)。2.2生產(chǎn)現(xiàn)場計(jì)量裝置不合理誤差分析：在生倒場計(jì)量裝置的不合理狀況主要是由于互感時(shí)謎擇過大、電蔽電流量程小、接線方式不符合技術(shù)要 求二次回路線徑過細(xì)、互感器二次容量選擇不合理以及安裝上存在的問題導(dǎo)致計(jì)量裝置輕則計(jì)量不準(zhǔn)確，重 則有安全隱患。下面通過凡個(gè)翊生產(chǎn)中實(shí)際存在的幾戶計(jì)量裝置不合理現(xiàn)象進(jìn)行說明。2.2.1電流互感器變比選擇過大誤差分析某制衣廠，380V電壓供電，其用電負(fù)荷為260kW配置的電流互感器型號為LQZ-0.5,變比為 500/5A，準(zhǔn)確度等級為0.5，電能表為三

9、相四線有功表，標(biāo)定電流為1.5（6）A，其用戶負(fù) 荷的功率因數(shù)為0.85。該用戶計(jì)算負(fù)荷為I=P/Ucos =462A，按規(guī)定應(yīng)配置450/5的TA，且該用戶全年生產(chǎn)任務(wù)并 不飽滿，負(fù)荷電流多數(shù)情況下只有100A左右，相當(dāng)于額定電流的20%，互感器運(yùn)行長期處 于輕負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。根據(jù)前面分析的電流特性曲線，運(yùn)行中的負(fù)荷電流相當(dāng)于額定電流的 60%時(shí)，互感器的誤差最小，幾乎為0，當(dāng)負(fù)荷電流等于額定電流的20%時(shí)，互感器的比差為 0.75，角差為45。屬于典型的大馬拉小車的現(xiàn)象。既造成了資源浪費(fèi)，有使得計(jì)量不準(zhǔn) 確。2.2.2接線方式不符合技術(shù)要求計(jì)量分析：關(guān)于接線方式不符合要求的實(shí)際例子比較多，現(xiàn)

10、舉一戶10kV用戶為代表來說明接線不 合理的現(xiàn)象，因?yàn)樵趯?shí)際運(yùn)行中，這種計(jì)量方式的用戶較多，該用戶采用的是2臺電流互感 器共用負(fù)極端與電能表的電流線圈的兩個(gè)負(fù)極端共用方式。這種接線的缺點(diǎn)是：a.導(dǎo)線電阻增加而造成的負(fù)誤差；b.如果發(fā)現(xiàn)錯(cuò)接線，更改接線 時(shí)，不容易操作；c.不利于電能計(jì)量裝置現(xiàn)場校驗(yàn)；d三相負(fù)荷不平衡時(shí)，電阻增大而引起 的負(fù)誤差，增大線損。2.2.3二次回路線徑過細(xì)誤差分析：例如：某彩板廠，35kV供電，在變壓器的高壓側(cè)安裝計(jì)量裝置，其三只電壓互感器接 成Y，yn12接法，負(fù)載為不完全三角形接線，二次導(dǎo)線采用1.5mm2的BV塑銅線，長度為150 米?，F(xiàn)場用相位伏安表進(jìn)行測試，其

11、數(shù)據(jù)為：表2-4名稱IaIcUabUb中ab0cb數(shù)值0.94A0.78A91V94V6335其二次導(dǎo)線電阻為：R=p s=0.175 x 150/1.5=1.750比差為該用戶負(fù)荷功率因數(shù)為0 .8,其二次導(dǎo)線壓降的綜合誤差為：0.3 fab - 0.02 5 ab +0.7 fcb - 0.0025 & cb= - 5.72%電能計(jì)量裝置綜合誤差規(guī)定為I類用戶為0.7%，11類用戶為1.2%，m類用戶為土 1.2%?？梢娖湔`差遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于規(guī)定值，不能準(zhǔn)確計(jì)量。3保證計(jì)量裝置安全準(zhǔn)確運(yùn)行的措施：（1）計(jì)量裝置選型合理：計(jì)量裝置能否選型合理，主要從計(jì)量裝置的準(zhǔn)確度、額定容量的選擇、互感器的變比 等

12、幾個(gè)方面進(jìn)行規(guī)范。1、電能計(jì)量裝置的分類和準(zhǔn)確度等級：現(xiàn)行的電能計(jì)量技術(shù)管理規(guī)程規(guī)定，運(yùn)行中的計(jì)量裝置按其所計(jì)量電能多少和計(jì)量 對象的重要性分為5類，并對五類用戶的計(jì)量裝置的準(zhǔn)確度等級進(jìn)行了明確規(guī)定。2、確定正確的電能計(jì)量方式：1）計(jì)量方式的三種類型：1）高壓供電，高壓側(cè)計(jì)量（簡稱高供高計(jì)）供電電壓為高壓，并且在變壓器的高壓側(cè)安裝計(jì)量裝置。所用計(jì)量裝置為高壓電壓互感器（TV）:10/0.1kV、35/0.1 kV、110/0.1 kV 等；高壓電流互感器（TA）： 一次電流/5A，而一次電流的選取，與計(jì)算電流的大小有關(guān)，同 時(shí)還要參照用戶用電設(shè)備容量確定；電能表：額定電壓：3X100V（三相三

13、線三元件）或3X 100/57.7V（三相四線三元件），額 定電流：1.5（6）A。2）高壓供電，低壓側(cè)計(jì)量（簡稱高供低計(jì)）對于高壓供電的用戶，原則上應(yīng)在變壓器的高壓側(cè)安裝電能計(jì)量裝置，對于用電容量較小 的用戶，如10kV供電，容量在315kVA及以下者，或如35kV供電，容量在500kVA及以下者， 也可在變壓器的低壓側(cè)計(jì)量即高供低計(jì)。所用計(jì)量裝置為：低壓電流互感器：50/5A，75/5A，100/5A，150/5A，200/5A，250/5A，300/5A 等，負(fù) 荷電流為50A以上時(shí)，必須經(jīng)互感器接入電能表，所以低壓電流互感器的倍率最低為50/5A。電能表：額定電壓3X380/220V（

14、三相四線三元件）。額定電流1.5（6） A。3）低壓供電，低壓計(jì)量（簡稱低供低計(jì)）指城鄉(xiāng)普遍使用，經(jīng)10kV公用配電變壓器供電用戶。所用計(jì)量裝置為：電表額定電壓：單相220V（居民用電），3X380V/220V（居民小區(qū)及中小動(dòng)力和較大照明 用電），額定電流：5（20）、5（30）、10（40）、15（60）、20（80）和30（100）A用電量直接從電表 內(nèi)讀出。10kV受電變壓器100kVA及以下為低供低計(jì)。（2）電能計(jì)量裝置的配置計(jì)算公式：單相計(jì)量用戶：P=UIcos式中P-用戶負(fù)荷的大?。╧W ）U-供電電壓（kV）I負(fù)荷電流（A）COS -負(fù)荷的平均功率因數(shù)則負(fù)荷電流為I=P/Uco

15、s三相計(jì)量用戶：若已知用戶負(fù)荷則用公式P=UIcos則負(fù)荷電流為I=P/Ucos若已知變壓器容量則用公式S=UI則負(fù)荷電流為I=S/U根據(jù)計(jì)算的負(fù)荷電流選擇TA的變比，根據(jù)供電電壓和計(jì)量方式確定TV的變比，此 外電能表以及TA、TV的準(zhǔn)確度選擇、二次容量選擇還和用戶的用電等級和要求有關(guān)。3、連接導(dǎo)線截面的選擇正確。(1)二次導(dǎo)線截面的計(jì)算：電流互感器二次回路的負(fù)荷阻抗應(yīng)在額定二次負(fù)荷阻抗 的25%100%范圍內(nèi)。二次回路負(fù)荷阻抗主要包括所有儀表串聯(lián)線圈的總阻抗、二次連接 導(dǎo)線電阻及接頭接觸電阻。一般電流二次回路的導(dǎo)線截面積應(yīng)不小于4mm2。對于直接接入式電能表，則可根據(jù)負(fù)荷電流 按表3-1選擇

16、導(dǎo)線的截面積。表3-1直接接入式電能表導(dǎo)線截面積選擇表負(fù)荷電流(A)銅芯導(dǎo)線截面積(mm2)20及以下4.020 406.040 6010.0對于電壓互感器，我們可以根據(jù)如下二次壓降的計(jì)算公式計(jì)算，以便在一定負(fù)載下求得 已知長度的二次導(dǎo)線截面。A U=KxPL/UxrS式中K：-電壓互感器和二次負(fù)載的接線系數(shù)P-所有計(jì)量儀表并聯(lián)線路的功率損耗Ux-電壓互感器的二次線電壓L-連接電纜的長度S-連接電纜的截面積r-電纜導(dǎo)線的電導(dǎo)系數(shù)DL448-98電能計(jì)量裝置管理規(guī)程規(guī)定，I類裝置的電壓互感器二次壓降應(yīng)不大于額定二次 電壓的0.25%；其它計(jì)量裝置的電壓互感器二次壓降則應(yīng)不大于額定二次電壓的0.5

17、%。電 壓互感器和二次負(fù)載通常采用Yy和Vv型接線。假定各相負(fù)載對稱，當(dāng)接線為Yy時(shí)，*=3； 接線為Vv時(shí)，、=7。(2)二次導(dǎo)線截面的規(guī)定：互感器二次回路的連接導(dǎo)線應(yīng)采用銅質(zhì)單芯絕緣線。對電流二次回路，連接導(dǎo)線截面積 應(yīng)按電流互感器的額定二次負(fù)荷計(jì)算確定，至少應(yīng)不小于4mm2,對電壓二次回路，連接導(dǎo)線 截面積應(yīng)按允許的電壓降計(jì)算確定，至少應(yīng)不小于2.5mm2。4、電能計(jì)量裝置的接線設(shè)計(jì)：單相電能表的接線方式：單相電能表的正確接線應(yīng)為入表線的相線(火線)必須接入電能表第一個(gè)接線端子孔(從 左到右)，只有這樣接線，才能保證用戶所用負(fù)荷電流全部經(jīng)過電能表的電流線圈，用戶所 用電量能被準(zhǔn)確計(jì)量下來

18、。三相四線有功電能表經(jīng)互感器式的接線方式：三相四線電能表的正確接線應(yīng)為互感器每相電流二次回路與電能表的每相電流線圈獨(dú) 立形成回路，即3臺電流互感器二次繞組與電能表電流線圈之間采用六線連接，每相電壓線 直接搭接在相線上，即俗稱的電壓與電流線分開方式接線，零線采用叉接方式三相三線有功、無功電能表經(jīng)互感器聯(lián)合的接線方式：電能表的每相電流元件與互感器每相二次回路單獨(dú)連接，不采用公共線連接。電能表一、三電流導(dǎo)線接入接線盒中向上端子孔，電流互感器二次一、三相電流接入接線盒 中向下端子孔。互感器每相負(fù)極線應(yīng)分別單獨(dú)接地。4典型用戶計(jì)量裝置應(yīng)用設(shè)計(jì)：以實(shí)例來說明電能計(jì)量裝置的應(yīng)用1、高供高計(jì)的用戶：例如天津市某制造有限公司，該用戶屬于大工業(yè)用戶，主要設(shè)備 有：為定條機(jī)1X150KW,定皮機(jī)1X5KW,粉拌機(jī)2X200KW,吹風(fēng)機(jī)4X7.5KW等共計(jì)840KW, 根據(jù)用戶將來發(fā)展需要，需要裝設(shè)1