摘要：电能计量装置出现运行异常会对整个电力系统的稳定运行产生影响, 需及时了解出现异常的直接原因, 寻找解决方法, 以确保电能计量装置能获取准确的计量数据, 为电力企业的进一步发展提供支持。
关键词：电能计量装置；误差原因；控制
1开展管理工作的意义
电能计量管理主要是对电能计量装置测量方式和测量结果的管理,主要作用是确保电能计量装置能以正确的测量方法获得准确性较高的测量数据。电能计量装置的可靠性直接影响电能计量结果的准确性。实际运行中,由于受不同环境的影响,测量数据会出现起伏变化。通过对设备异常情况的管控,及时发现电力供应存在的问题,依据实际计量结果来调整电力供应服务的运行方式,选择更加优化高效的电力供应方案,改善现有电力供应环境,从而使电力配置更加科学合理,使电力企业的工作效率和工作质量得到提升。
2引起电能计量装置误差大的原因
电能计量装置有三部分组成:分别是电能表、电流电压互感器以及连接电能表与互感器之间的电气元件。对应以上三部分,每一部分都会存在误差,因此造成电能计量装置误差的原因也可以从三方面进行考虑:电能表误差、互感器合成误差以及PT二次回路压降三者引起的合成误差。而三者相加就称为电能计量装置的综合误差。
γ:电能计量装置的综合误差
γb:电能表的误差
γh:电流、电压互感器的合成误差
γd:电压互感器二次回路压降引起的合成误差
2.1电能表误差
电能计量装置按其所计量电量的多少和计量对象的重要程度分五类(I、II、III、IV、V)进行管理。根据DL/T448-2000《电能计量装置技术管理规程》要求:装机容量在200MW及以上的发电机、发电企业使用的是I类电能计量装置,其准确度等级如下表所示:
备注:I、II类用于贸易结算的电能计量装置中电压互感器二次回路电压降应不大于其额定二次电压的0.2%。
电能表误差可从电能表选型不当、电能表自身误差、负载影响、使用不规范四方面考虑。
(1)电能表选型不当。电能表的选型需要考虑电能表的型式、电压等级、基本电流、最大额定电流以及精准度等级。
(2)电能表自身误差。电能表本身的产品质量、生产厂家的制作工艺水平、产品内部各个元器件的选择等因素,都会影响电能表的误差。
(3)负载影响。电能表用户负荷电流变化幅度大或者在低负荷或者低功率因数条件下的误差相对其在额定电流、额定功率因数下的误差较大。
(4)使用不规范。电能表非正常接线或者使用不当引起的计量误差较小,一般只在百分之几至百分之十几,但乘以倍率以后,会造成很大的误差。
2.2互感器合成误差
经过电流互感器、电压互感器转换后的二次电流或电压不可能与一次电流或电压完全相等,毫无误差,即二次电流或者电压与互感器的额定变比的乘机不可能等于一次电流或电压,因此存在比差;而将二次电压或电流的相位逆时针转180°后,与一次电压或电流的相位也不可能重合,因此存在角差。由于互感器存在比差和角差使得电能计量装置有误差,称为互感器的合成误差。
以电流互感器为例,由于电流互感器将一次电流I1转换为二次电流I2的设备,而在转换的过程中,由于励磁电流Ie的存在,而励磁电流Ie是由一次电流提供,使得一次电流I1不能毫无损耗的转换为二次电流I2,产生了变比误差。励磁电流Ie不仅在铁芯中会产生磁通,还会产生铁芯损耗,包括涡流损耗和磁滞损耗。互感器线圈是感性元件,励磁电流Ie与二次电流I2有一定的相位差,就产生了角度误差。
其次电流互感器的二次容量的选择也影响着互感器的误差,电流互感器的二次容量需满足电能表电流回路线圈阻抗、连接用导线电阻以及其他连接组件的接触电阻。
2.3电压互感器二次回路压降
电压互感器二次回路中含有端子、电缆、电压切换装置等元件,当该回路流过电流时就会产生压降,根据欧姆定律可知,电压互感器二次回路压降等于流过该回路的电流与二次回路的等值阻抗的乘积。二次回路的等值阻抗分为:自身阻抗和接触阻抗。自身阻抗主要为电缆的阻抗为主,根据 可以看出,电缆的阻抗与其长度成正比,与其截面积成反比。接触阻抗是导体与导体之间所呈现的阻抗,这类阻抗易被外在条件所影响,如温度、湿度等变化。举两个例子,在雨天测得的阻值往往比晴天的小一些;金属表面氧化生锈会增加接触电阻。电气元件的自身阻抗是稳定的,只会随着温度的变化极其小幅的变化,而电气元件的接触电阻则是不稳定的,而且可能变大也可能变小。所以在电压互感器二次回路实际检测中,实际测量值往往比计算值大很多,就是因为有接触电阻的随机性存在。
3降低电能计量装置误差的方法
3.1选用高精度电子式电能表
由于电力电子技术的发展,电子式电能表代替了以往使用的感应式电能表,较感应式电能表而言,电子式电能表由于采用了集成电路元件,计量电路中阻抗小,功耗小,起动功率也小,且灵敏度较高。而感应式电能表存在电子式电能表没有的机械问题,当机械转盘由于磨损等原因导致电能表越走越慢,会使误差变大。
3.2降低电压互感器二次回路压降
(1)减少电压互感器二次回路导线的长度或者减小其截面积,由于一般电厂的电压互感器都安装在母线上或者出线上,而表计一般都在继电保护室。我们可以通过将表计安装在母线室附近或者增加一路电缆从而增加导线的截面积,达到减少线阻的目的。
(2)更换内阻较低的计量熔丝/开关,由于熔丝的不稳定性,容易产生接触不好而发热,以及触头氧化,将引起接触电阻增大,二次回路熔丝电压就增大。选用计量专用的低电压降的开关,能克服熔丝特性所产生的不稳定性,降低其两端的电压降,从而降低电压互感器二次回路电压降。
(3)使用独立的计量回路电压互感器,如果多条线路共用一组母线电压互感器,由于二次回路接入的设备过多,使得二次回路电流增大,从而引起电压互感器二次回路压降增大。
3.3对计量装置进行监测
对计量装置进行监测是对电力供应量进行监测的一种常用方式。这种方式主要是针对电力用户,通过监测能了解电力用户的累积用电量和线路损耗率。一旦检测过程中发现用户的用电情况与实际不相符,就可直接判断电能计量装置出现异常。此外,可通过母线状况对电能计量装置进行判断。如果线损率超出允许范围,就能判断电能计量装置出现异常,需及时维修设备。
电力设备的开关也是导致异常出现的主要因素,所以有必要监测电力开关。常见电力开关异常现象主要分为计量柜继电器监测信号出现异常和电能监测信号出现异常。如果电流回路监测信号出现异常或者是处在错误情况,也会导致电力开关出现异常。如果电力开关出现损坏,就可能造成计量装置在数据记录过程中出现偏差。一旦发现上述问题,必须及时对计量设备的相关零部件进行检测和更换,以确保电力开关的正常运行。
此外,在现场还发现电力用户自建的光伏发电设备和低压配电柜内投用的为进行无功补偿的电容器,也会造成电能计量装置出现数据记录异常。
结论
电能计量装置是发电厂与国家电网进行电贸易结算的法律依据,其准确性直接影响双方的经济利益,尤其对发电厂这样的大用户来说,由于发电量很大,对电能计量装置的准确性要求也越高。
参考文献
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[2]辜川鸣,吴云.电能计量装置误差的原因及控制方法探究[J].科技经济导刊,2017(04):78.
论文作者:罗明剑
论文发表刊物:《电力设备》2019年第14期
论文发表时间:2019/11/12
标签：误差论文; 电能论文; 电压互感器论文; 回路论文; 装置论文; 电流论文; 电能表论文; 《电力设备》2019年第14期论文;