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低压三相电能计量装置的误差分析及改善措施

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2005/1/1 0:00:00   

  摘要:宁夏固原地区低压三相电能计量装置数量多、分布广。部分计量装置在设计、选型、施工时不严格、不规范,造成了较大的计量误差,给供电企业造成了一定的经济损失。该文结合现场运行经验,详细分析了造成低压三相电能计量装置计量不准的原因,并提出了相应的改进措施。

  宁夏固原地区现有各类用户30多万户,其中绝大部分用户都采用低压电能计量装置计收电费。由于部分低压三相电能计量装置在设计、配置、选型和施工时不规范,影响了计量准确度,给电力企业造成了一定的经济损失。因此,分析低压三相计量装置误差产生的原因,改进计量装置配置意义重大。现以宁夏固原地区某些低压计量点为例,分析产生误差的主要原因并提出改进措施。

  1 计量表计配置和使用不当造成的误差

  1.1 采用三相三线二元件电能表计量三相四线系统的有功电能

  三相三线电能表能正确计量的必要条件是:Ia + Ib+ Ic = 0,在三相三线系统中该条件是严格满足的,所以,不管负载是否平衡,三相两元件电能表都能正确计量。综合低压配变台侧属三相四线系统,当配变负荷平衡时,Ia + Ib+ Ic = 0满足,这时用三相三线电能表计量不会产生误差。但是,在配变台区三相四线系统中负荷很难达到平衡,尤其是农村负荷,很难满足三相电流之和为零的条件。如果在这样的系统中用三相二元件电能表计量,将会引起较大的线路附加误差。

  1.2 三相负载不平衡产生的计量误差

  在低压三相四线系统中,特别是配电变压器低压出口,虽然采用了三相四线三元件电能表计量,但由于实际三相负载经常存在不平衡现象,有时负载极不平衡,这样会使三相四线电能表的不平衡误差增大,影响计量准确度。

  1.3 三相四线电能表中性线线端钮接触不牢固产生误差

  在三相四线电能表接线时,由于工作人员疏忽大意,很容易造成电能表中性线线端钮接触不牢固或中性线断开,而且这种错误不容易被发现。出现这种情况时,电能表电压线圈公共接点将相对于系统中性线产生悬浮电压(有时可达10 V左右),这样使电能表电压线圈上的电压和负载上的实际电压不相符,产生较大的计量误差。

  1.4 三相四线电能表逆相序接线造成的计量误差

  根据规程规定,三相电能表都是按照正相序校验的,在使用时也要求按正相序接线。如果接线相序与校验时的相序不一致,按照逆相序接线将会产生计量附加误差。

  2 电流互感器使用不当造成的计量误差

  在有电流互感器的低压电能计量装置中,由于电流互感器选择、使用不当,也会产生较大的计量误差。

  2.1 准确度等级选择不当造成的误差

  由于电流互感器的准确度对电能计量装置的综合误差有较大的影响,所以在选择电流互感器的准确度等级时,应特别谨慎,尽量选择使用宽负载(S级)电流互感器。在日常的工作中,工作人员往往忽视这一点,将S级互感器视同普通互感器对待,不能正确选择使用,结果造成计量装置产生了较大的计量误差。以0.5S级和0.5级电流互感器为例,就误差极限值对比分析。

  在低负载条件下,0.5S级电流互感器的比差值和相位差值,都远远小于0.5级电流互感器。也就是说,虽然都是0.5级电流互感器,但是在低负载情况下,0.5S级电流互感器的准确度是要远远高于0.5级电流互感器。

  2.2 电流互感器变比选择不当造成的计量误差

  有些计量点普遍存在着TA变比大,而造成计量误差大的问题,主要是因为配变负荷低而使运行点远离电流互感器的额定值造成的。工作人员在选择TA变比时,往往是按配变额定容量,或用户装见容量选择,而不是按实际用电负荷选择,这样就造成了按高负荷选择TA,在低负荷下长期运行的状况。另外,负荷较低时电能表的误差也较大,这就更加加大了整个计量点的误差。所以,根据具体情况,适当降低TA的变比可以大大减少计量综合误差。

  3 TA外接负载对误差的影响

  电能表与运行有关的参数只有TA的外接负载Zf和铁芯的导磁率μ。减少TA所带负载Zf或增大导磁率μ,都可减少误差。目前,不少计量点因二次引线长,截面小,接触电阻大,长期在低负荷下运行,导致Zf过大,μ值较低。致使比差f1和角差1过大,达不到准确度的要求。所以,通过减少TA所带的表计数量(尽可能采用全电子多功能电能表,一表多用),缩短引线,增大引线截面,减少接触电阻,从而减少电流互感器二次所带负载,减少计量误差。另一方面,适当降低TA的变比,提高运行点使μ值增大,也可达到减少误差的目的。

  4 计量装置安装工艺不合格造成的误差

  长期以来,有些计量装置的安装没有统一标准,施工管理不当,不注意对工艺的要求,也造成了计量不准确的现象时有发生。

  例如:接线不牢固,引起接触电阻值增大,使TA外接负载加重,增大误差。有些计量点施工时不注意工艺,电能表(机械式)倾斜度过大,其相对误差也会产生变化,特别是在低负荷时,此误差显得尤为突出。

  5 自然环境温度对计量误差的影响

  环境温度改变后,感应式电能表的制动磁通,电流、电压的工作磁通及其相位角都要发生变化,从而引起温度附加误差。此误差与功率因数有关,即有幅值温度误差,又有相位温度误差。低压电能计量点大部分设在室外,冬季气温一般在-10℃~-30℃之间。所以,在冬季,电能计量装置误差常常超出标准规定的范围,产生了较大的负误差。

  6 计量点综合误差分析

  假如计量点所有电能表都能满足准确度要求,但因互感器的误差大,电压回路二次压降过大,也可能使计量装置综合误差达不到要求。因此在实际工作中应该充分考虑。

  7 减小计量装置误差的几项措施

  7.1 积极开展计量装置改造工作,提高计量准确度

  以国网公司电能计量装置改造工程为契机,抓住机会,争取用三年的时间把电能计量装置改造完毕,使计量装置统一化、标准化,减少因配线工艺不合格、接线不规范、设计和选型不合理而引起的计量误差。

  7.2 采用正确的计量方式,减少计量误差

  排灌、加工等纯动力负荷的用户可采用三相三线V型接线的计量方式。

  综合配电变压器低压出口或一般动力用户均采用三相四线Y型接线的计量方式。对农村综合配电变压器低压出口,建议采用三块单相电能表计量。

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