電能計(jì)量裝置誤差產(chǎn)生的原因分析及措施探究

梁星豪

摘要：電能計(jì)量裝置主要負(fù)責(zé)電量數(shù)據(jù)的計(jì)量，根據(jù)計(jì)量數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)應(yīng)收取電費(fèi)，然而，計(jì)量誤差是影響精準(zhǔn)計(jì)量的一大原因，必須對(duì)其進(jìn)行科學(xué)地控制，從根源上找到誤差成因，并采取應(yīng)對(duì)措施。文章分析了電能計(jì)量設(shè)備誤差產(chǎn)生的原因，并針對(duì)成因分析了誤差解決對(duì)策。

關(guān)鍵詞：電能計(jì)量裝置；計(jì)量誤差；誤差成因；解決對(duì)策；電力系統(tǒng)；供電企業(yè) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：TM933 文章編號(hào)：1009-2374（2017）05-0204-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.05.099

電能計(jì)量設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量關(guān)系到供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益，關(guān)系到用電客戶(hù)的經(jīng)濟(jì)利益，同時(shí)也影響到整個(gè)電力系統(tǒng)的健康運(yùn)行，為了控制計(jì)量誤差、提高計(jì)量精準(zhǔn)度，必須對(duì)計(jì)量誤差成因進(jìn)行科學(xué)深入的分析，了解誤差的來(lái)源和成因，對(duì)應(yīng)采取科學(xué)的應(yīng)對(duì)措施，確保計(jì)量設(shè)備的高效運(yùn)行，獲取更加精準(zhǔn)的計(jì)量數(shù)據(jù)，控制誤差的產(chǎn)生，從而為客戶(hù)提供滿(mǎn)意的服務(wù)。

1 電能計(jì)量裝置誤差產(chǎn)生的原因

1.1 電能表選型與使用不合理

要想確保電能計(jì)量設(shè)備功能的有效發(fā)揮，就需要根據(jù)規(guī)定的規(guī)程與標(biāo)準(zhǔn)來(lái)科學(xué)選型電能表，結(jié)合實(shí)際的電力需求、供電服務(wù)現(xiàn)狀等來(lái)科學(xué)選配電能表的型號(hào)、電壓與電流以及所配置的數(shù)目、所采用的計(jì)量方法等。例如：月用電量達(dá)到100kW·h的高用電客戶(hù)，需要選擇0.2級(jí)電壓，TA和0.5級(jí)有功電能表。相反，電力需求量較小、負(fù)荷電流廣泛變化、線(xiàn)路流經(jīng)電流較小的客戶(hù)則適合選擇寬負(fù)載電能表，這樣才能控制計(jì)量誤差。電能表的選型與實(shí)際的計(jì)量要相互匹配，例如：三相三線(xiàn)計(jì)量設(shè)備不適合三相四線(xiàn)制的計(jì)量，可能造成更大誤差，而且當(dāng)三相負(fù)荷失衡時(shí)，中性點(diǎn)可能喪失電流，Ib=In-Ia-Ic。

1.2 所選TA不合理

1.2.1 勵(lì)磁所導(dǎo)致誤差。被測(cè)試的電力線(xiàn)路內(nèi)有一定的負(fù)載電流，流經(jīng)TA一次繞組，會(huì)導(dǎo)致二次繞組出現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，則勢(shì)必要損耗勵(lì)磁，對(duì)應(yīng)為鐵芯帶來(lái)磁通，對(duì)應(yīng)引發(fā)TA計(jì)量的失誤。TA的計(jì)量失誤主要源自互感器角差，通常來(lái)說(shuō)導(dǎo)致誤差的勵(lì)磁電流同以下因素相關(guān)：磁路長(zhǎng)、鐵芯截面、導(dǎo)磁率等，繞組匝數(shù)、電阻等也會(huì)影響到勵(lì)磁電流，按照以下公式來(lái)求出電流互感器比差：

fI=4.5×105L（Z2+Zb）sin（Φ+α）×100%/uW22S

式中：S為鐵芯有效截面；L為磁路長(zhǎng)；u為導(dǎo)磁率；W2為匝數(shù)；Z2為阻抗；Zb為負(fù)載阻抗。

根據(jù)上面公式能夠判斷出：鐵芯導(dǎo)磁率與阻抗角、外界負(fù)載阻抗等都會(huì)影響到fI。對(duì)此必須科學(xué)選配參數(shù)，選擇特定的補(bǔ)償性方法來(lái)控制互感器誤差。參照互感器負(fù)荷特征圖1、電流特征圖2以及誤差特征數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表1等能夠得出幾組最理想的數(shù)據(jù)：

二次負(fù)荷∈25%-100%，一次電流=60%額定電流。

1.2.2 不合理的二次容量。電流線(xiàn)圈阻抗Zm，外接導(dǎo)線(xiàn)電阻Rl，接觸電阻RK都同TA二次負(fù)荷連接，對(duì)此形成了下面的公式：

要想確保TA精準(zhǔn)科學(xué)，就應(yīng)該對(duì)Z2提出要求，應(yīng)該具有如下關(guān)系：0.25Z2N≤Z2≤Z2N，實(shí)際的TA選配過(guò)程中，要重點(diǎn)關(guān)注二次容量值，適合選擇電流回路負(fù)荷阻抗低的計(jì)量設(shè)備，例如電子電能表或者控制外接導(dǎo)線(xiàn)

電阻。

2 控制電能計(jì)量裝置綜合誤差的對(duì)策

2.1 科學(xué)選型與使用計(jì)量設(shè)備

2.1.1 優(yōu)選精度、性能都良好的電能計(jì)量設(shè)備。目前，多功能電能表逐漸問(wèn)世，實(shí)際運(yùn)用中運(yùn)行有效、計(jì)量精準(zhǔn)、誤差較小，其多功能特性具有一定的兼容性能，例如：可以實(shí)現(xiàn)正反向有功、無(wú)功等的計(jì)量與脈沖輸出、失壓記錄等，具有先進(jìn)的過(guò)載性能。

2.1.2 科學(xué)組配，控制互感器合成誤差。參照TA/TV誤差，進(jìn)行科學(xué)組配，以此來(lái)控制互感器的合成誤差。TA與TV的比差符號(hào)要盡量反向，而且尺寸要相當(dāng)，角差符號(hào)也要盡量保持一致，以此來(lái)最大程度控制誤差，進(jìn)而來(lái)控制計(jì)量設(shè)備所產(chǎn)生的計(jì)量誤差。

2.1.3 計(jì)量設(shè)備誤差的檢查。根據(jù)互感器合成誤差調(diào)整計(jì)量設(shè)備誤差，二者之間為相對(duì)立關(guān)系，要確保合成誤差最小狀態(tài)下展開(kāi)。計(jì)量設(shè)備的綜合誤差要盡量最小，以此來(lái)確保電能計(jì)量的準(zhǔn)確度。通常來(lái)說(shuō)，I類(lèi)計(jì)量設(shè)備誤差≤+/-0.7%，其他的二類(lèi)、三類(lèi)計(jì)量設(shè)備誤差≤+/-1.2%。科學(xué)選配TA變比，通常來(lái)說(shuō)，負(fù)荷電流應(yīng)該處于TA額定電流60%。

2.2 計(jì)量方法的科學(xué)選擇，控制誤差

特殊的計(jì)量設(shè)備，例如：同中性點(diǎn)系統(tǒng)連接時(shí)，為了控制計(jì)量失誤現(xiàn)象，適合選擇三相三線(xiàn)制計(jì)量設(shè)備，兩臺(tái)TA二次繞組則適合選擇四線(xiàn)連接，對(duì)于四線(xiàn)鏈接，如果公共線(xiàn)路中斷，TA極性反接等則勢(shì)必會(huì)影響到計(jì)量準(zhǔn)確度。

2.3 定期分析計(jì)量設(shè)備誤差原因

編制一個(gè)數(shù)據(jù)表格，其中主要包括以下數(shù)據(jù)：TA和TV合成誤差、TV二次回路壓降誤差等，設(shè)備校驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)該參照數(shù)據(jù)表來(lái)對(duì)計(jì)量設(shè)備做出調(diào)整，要盡量消除計(jì)量誤差。

2.4 控制二次回路壓降帶來(lái)的計(jì)量誤差

2.4.1 配置TV與TA二次回路。特殊管理計(jì)量設(shè)備，將其配置TV和二次回路。各個(gè)電能計(jì)量設(shè)備有獨(dú)立的回路，例如二次回路、保護(hù)設(shè)備回路等都要獨(dú)立運(yùn)行，為了達(dá)到這一目標(biāo)，應(yīng)該采用從TV二次端子穿向?qū)ｉT(mén)電纜抵達(dá)計(jì)量設(shè)備。因?yàn)殡娔苡?jì)量設(shè)備線(xiàn)圈阻抗過(guò)大，流經(jīng)特定電纜內(nèi)部的電流較低，以此來(lái)控制二次導(dǎo)線(xiàn)壓降，控制計(jì)量誤差。

2.4.2 二次導(dǎo)線(xiàn)截面的選配。要想確保各類(lèi)計(jì)量設(shè)備二次壓降在0.25V與0.5V以下，就需要對(duì)導(dǎo)線(xiàn)截面面積科學(xué)調(diào)整，S≥0.25LI，S≥0.12LI。結(jié)合互感器二次回路的條件來(lái)對(duì)應(yīng)決定導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)短、截面大小。負(fù)載大小確定的情況下，要根據(jù)電纜截面的具體大小、導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)短等，截面面積要在2.5mm2以上。

2.4.3 科學(xué)調(diào)整TA二次回路導(dǎo)線(xiàn)截面。要保證其截面最小不能小于4mm2，其內(nèi)部不能設(shè)置接頭，要設(shè)置特定的長(zhǎng)度來(lái)方便導(dǎo)線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，切實(shí)測(cè)出TV的二次負(fù)荷大小，確保其數(shù)值在規(guī)定的額定值范圍內(nèi)。計(jì)量設(shè)備所處的二次回路要除掉沒(méi)用的接點(diǎn)，而且要做好清潔工作，擦拭掉接點(diǎn)處的灰塵，控制接觸電阻，當(dāng)二次回路中設(shè)置了熔斷器時(shí)，則要細(xì)致檢查接觸環(huán)節(jié)，查看其是否

牢固。

2.4.4 就地計(jì)量。正確的計(jì)量方式能夠確保獲得更為準(zhǔn)確的計(jì)量結(jié)果，有效控制TV二次導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)度，按照以下公式：ΔU= Ir，當(dāng)I變大時(shí)，因?yàn)閞較小，對(duì)應(yīng)的ΔU也會(huì)減小，對(duì)應(yīng)的二次回路壓降、計(jì)量誤差等也隨著下降。如果是系統(tǒng)電壓達(dá)到35kV，則不適合配置隔離開(kāi)關(guān)，相反，應(yīng)該配置熔斷器，如果電壓等級(jí)小于35kV，其計(jì)費(fèi)方式則不適合配置隔離開(kāi)關(guān)輔助觸點(diǎn)，也不適合配設(shè)熔斷器，相反，要將二次回路設(shè)計(jì)在電壓回路中。

2.5 采用電壓補(bǔ)償設(shè)備

引發(fā)計(jì)量誤差的又一大原因在于：互感器二次接線(xiàn)錯(cuò)誤，從而導(dǎo)致二次回路壓降，對(duì)此則應(yīng)該從電路內(nèi)部電壓降入手，對(duì)其加以控制。具體方法：控制二次回路導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)、擴(kuò)大導(dǎo)線(xiàn)截面面積，以此達(dá)到導(dǎo)線(xiàn)電阻控制的目標(biāo)。也可以引進(jìn)壓降補(bǔ)償設(shè)備，以此來(lái)提升計(jì)量設(shè)備的計(jì)量精準(zhǔn)度，或者將變壓器設(shè)置于電源、負(fù)載中間，以此來(lái)確保線(xiàn)路的電壓。

3 結(jié)語(yǔ)

電能計(jì)量是供電企業(yè)供電服務(wù)收益的依據(jù)，只有精準(zhǔn)、科學(xué)的計(jì)量，獲得準(zhǔn)確的計(jì)量數(shù)據(jù)才能使得電費(fèi)核收被大眾所信服。計(jì)量設(shè)備是電能計(jì)量的主要設(shè)備，設(shè)備自身的運(yùn)行效果、精準(zhǔn)度以及使用功效等都會(huì)影響到計(jì)量結(jié)果的準(zhǔn)確度，必須做好計(jì)量設(shè)備的管理，控制計(jì)量誤差，從而確保計(jì)量的精準(zhǔn)性、科學(xué)性，保護(hù)各方利益。

參考文獻(xiàn)

[1] 鄭堯，等.電能計(jì)量技術(shù)手冊(cè)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2002.

[2] 張有順，馮井崗.電能計(jì)量基礎(chǔ)[M].北京：中國(guó)計(jì)量出版社，2002.

[3] 孫方漢.電能計(jì)量裝置及其正誤接線(xiàn)[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2004.

（責(zé)任編輯：小 燕）