８ 毫子科学 ２科０技１０宰嚷９年第期 ．蟊 电能计量装置综合误差分析 于杰 （镇江市供电公司营销部，江苏镇江２１２０００） 摘要阐述电能计量装置的重要作用和特点。用试验数据和算例分析互感器二次回路阻抗增大对电能计量装置综合误差的重要影响，强调 并指出电流互感器二次负载测量和确定的必要性及方法。 关键词电能计量；综合误差；周期检验 中圈分类号ＴＭ９３ 文献标识码Ａ 文章编号１６７３—９６７１一（２０１０）０５１—０００８—０２ １电能计量的概述 电能计量是一项涉及国民经济各领域、各方面的重要计量活动，电 能计量有别于其它计量，它既是一般意义的计量工作，更是与电力生 产、经营不可分割的重要组成部分。电能计量的技术水平和管理水平不 仅影响电能量结算的准确性和公正性，而且事关电力工业的发展，涉及 国家、电力企业和广大电力客户的合法权益。电能计量装置是用于测量 和记录发、供、用电量的电能计量器具及其辅助设备的总称。包含各种 类型计量用电能表，计量用电压（ＴＶ）、电流互感器（ＴＡ）及其二次回 路、电能计量柜（箱）等。 ２电能计量装置综合误差分析 电能计量装置的综合误差是电能表误差、测量用互感器合成误差和 电压互感器二次回路压降引起的误差的代数和。其计算公式为： 一ｙ＝ ｂ＋．ｙ ｈ＋ （１） １）Ｉ类电能表至少每３个月现场检验一次；Ⅱ类电能表至少每６个 月现场检验～次；Ⅲ类电能表至少每年现场检验一次。 ２）高压互感器每１Ｏ年现场检验一次。 ３）运行中的电压互感器二次回路电压降应定期进行检验。对３５ｋＶ 及以上电压互感器二次回路电压降，至少每两年检验一次。 通过几年的工作实践得知，在对电压二次回路的压降测试中，由于 回路负载数量可能增加，回路结点的接触电阻会因锈蚀、氧化和松动而 增加，所以尽管电压互感器二次阻抗很大，高达数百数千Ｋ欧姆，尽管 电压二次回路中的电流很小，只有几个毫安，但每次测试结果都有变 化。电压降等于回路电流的平方与回路中阻抗的乘积，压降测量值的变 化主要是电阻的变化，具体的说，主要是接线结点的接触电阻变化引起 的。 式中 一电能计量装置综合误差，％； 一电能表误差，％； 一互感器的合成误差，％； 电压互感器二次回路压降引起的误差，％。 综合误差直接影响着电能计量的准确性，如何将其控制在尽可能小 的范围，一直是各界关注、研究的课题。 通过式（１）可以看出 是 、 、 三相误差的代数和。那么 减少＾ｙ的有效的方法是尽可能降低＾ｙ 、 、 的数值，并可通过正、 负值来相互补偿。互感器合成误差 的值通过式（２）、式（４）可知， 合成误差是与各互感器的比差、角差有关。所以在电力系统中安装或实 际使用时，决不可随意处置，而要合理的组合配对。配对原则是：按到 电能表同一元件的电流互感器和电压互感器比差ｆ 与‘ 、ｆ１与‘ ，符号相 反、数值接近或相等，而它们的角差８．．与６ 、８ 与８ 符号相反、数 值接近或相等，这样就能得到最小的合成误差。而＾ｙ…必须在整个计量 回路安装完毕后才能测出。为尽可能减少 …，对计量回路做出了相应 的安装方式、材料等方面的要求。 对三相三线Ｖ／Ｖ接法互感器组合误差 和二次回路组合误差 分 —由此可见，结点接触电阻及其变化，对电能计量的可靠性、准确性 带来的影响不容忽视。然而，它的存在只影响到电压部分吗？不是的。 笔者认为，它同样影响着，甚至更严重地影响着电流部分。开路是阻抗 的一种极端状态。更多的是：没有开路，回路仍然通畅，而阻抗大到 定程度，将起计量的严重失准，才被我们察觉。如果影响量是百分之 几，又没有电量平衡手段的监控，这种情况是不易被我们察觉的。若在 例行检查被察觉，多数会认为是负荷不平衡所至而忽略。长期维持这种 状态，电量的损失将非常严重。 如上所述，电压二次部分工作阻抗高达数百数千Ｋ欧姆，二次导线 及其结点的接触电阻与之比较，只占较小的分量。相对电流互感器而 言，在满足精度要求的条件下，二次负载，包括接线电阻、结点的接触 电阻和电能表电流线圈的阻抗，只允许一多则２欧姆，少则Ｏ．４欧姆。 这点阻抗若在电压回路影响不大，甚至可以说微不足道。然而对于电流 回路，对电流互感器误差可能产生的影响，则是举足轻重的。 对电流互感器误差定义为：ｅ＝（一Ｋ Ｌ—Ｉ ）／Ｉ ×１００％ 根据其等值电路罔： 一ｒｉ×１ Ｉ ２ ｒ ２ Ｘ ｅ 由ｎ－ｆｆ． “ ｆａｂ＋ｆ＝ｂ一２ ＋ １１９．１ ＋（ 、３．４６４ ＋ ６８．８ ）ｔ ｆ，１ 、 ｒ ｂ 。 ２ 。＋ ｌｌ９．１ ４６４一 ６８ ８）ｔｇｆ（３ ＋（ ３一 ．． 其中： ＝ ＋‘ｂＩｌ ８ ＝８ 一８ ａｂ ×ｂ 对三相四线Ｙ／Ｙ接法互感器组合误差 和二次回路组合误差 分 析如下： “ ｈ＝（‘＋‘＋Ｃ）／３＋０．０２９１（６ ＋８ ｈ＋ｓ。）ｔｇ￣ｂ／３ （￡ ＋‘）／３—０．０２９１（８ ＋８ ｂ＋８ ）ｔｇｑｂ／３ 其中：￡＝‘＋‘ ８ ＝６ ａｌ－８ ＝．（４） （５） 那么运行后的计量装置综合误差是否会改变呢？答案是肯定的。如 环境温度的变化、环境磁场的影响、运行电压的高低、电流的大小、 ＣＯＳ（ｂ的变动、频率的波动等因素，都会直接影响成套电能计量装置的准 确性，所以我们必须定期对运行中的计量装置进行现场检验。 根据计量点的重要程度，国家电力部门将计量装置分为五类（Ｉ、 Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ｖ）进行管理。并根据现场实际情况和多年的经验对电能 计量装置各组成部分规定了相应的现场检验周期。 将：￡＝（一Ｋ Ｌ—Ｉ ）／Ｉ１×１００％ 分解为：一ｉ ／ｉ ＝（一色 ／ｚ ）／（一宦。／ｚ ｂ）＝一Ｚ ／Ｚ 从上式可知，互感器误差与二次负荷的大小成正比，实际上，计量 用电流互感器在设计制造时采取较大的铁芯截面，以降低磁通密度和激 磁电流来提高准确度，当二次负荷增大时，铁芯的磁密增大，导磁率也 略为减少。所以，互感器的误差随二次负荷的增大而增大，但小于成正 比的增大。 根据等值电路图，绘制其向量图： 宰螽霸 逛子科学 ９ ＴＡ ０．４ｎ时 ０．４ｎ夕 加０．６Ｑ时 ＴＶ ｆａ＝－０．０９＋０．０３＝一０．０６％ Ａ ＿０．ｏ９，３ ＿０３７，０ ０．０３０／１０．３ Ｉ ｌ ｌ ｌ Ｃ ＿０．【）７，２ －ｏ．３５／－－１ ０．０１９／１ Ｉ ｆｅ＝一０．０７＋０．０１９＝－０．０５１％ ｆ ａ：－０．３７斗０．０３＝－０．３４％ ｆ’ｃ＝－０．３５＋ｏ．０１９＝－０．３３ ｌ％ ８ Ｃ＝２—１１＝一９’ ８’ｃ：～１—１１＝－１３’ ｌ ２× ８ ａ＝３—１０．３＝一７．３’ ６’ａ＝０—１０．３＝一１０．３’ ２×ｉｏ 上２ ２）设Ｙ／Ｙ接线（假设其三相误差一致，取一单相试验），其中ＴＡ误 差取自试验误差中８Ｏ％Ｉ 误差点０．４Ｑ负载和外力１］０．６Ｉ／负载误差点，＿ｒｖ误 差取自试验误差中８Ｏ％ｕ 额定负载误差点。 通过向量图，将其误差分解为比差ｆ，和角差８ ｆ－＿（ｋｒＮ－ｋ１）／ｋ１×１００％＝（ｋ￣Ｉ２－Ｉ１）／Ｉｌ×１００％ 为额定变比，ｋ，为实际变比。 在一艘情况下，测量用互感器的相位差６以及比差值嘟相对较小 可近似认为： Ｉｌ＝ Ｉ２＋ｂｃ＝ｋｔＮＩ２＋ｌ ｓｉｎ（０＋ ） 所以， ｆ＝一ＩＳｉｎ（０＋ ）／Ｉｌ＝一ＩＮ】ｓｉｎ（０＋ ），ＩｔＮ１×１００％ ｍｍ均按大用户平均功率因素ＣＯＳ（ｂ－－０．９５一ｔｇ ，＿０．４４８ 分析如下： 在ｖ，ｖ接线中， （－０．０６－０．０５１）／２＋（－７．３＋９），１ ｌ９．１＋｛（一０．０５１＋０．０６）／３．４６４＋ （一９—７．３）／６８．８ｌ×０．４８＝＿０．１５％ ＝８＝ｓｉｎ８＝ａｂ／Ｉｊ＝Ｉｃｏｓ（０＋ ）／Ｉｔ＝ＩＮｉＣＯＳ（０＋Ｉｌ，）／ＩＩＮｊ×３４３８ ｏｒ（一０．３４—０．３３１）／２＋（一１０．３＋１３），ｌ１９．１＋｛（一０．３３１＋０．３４）／３．４６４＋ （－１０＿３一ｌ３）／１ １９．１｝×０．４８＝－０．４１％ ’＝式中Ｉ Ｎ，为一次绕组安匝数；Ｉ． 从上式可以看出，二次负载功ｍＮ为激磁安匝数。率因数的改变也势必影响电流互感 器的准确度。功率因数角 为ｚ 的阻抗角。互感器二次回路的总阻抗角 的主要成分是（ｂ角，（ｂ角的增大使 角增大，因此使ｓｉｎ（０＋ ）增 大，ＣＯＳ（０＋ ）减小。可见二次负荷的功率因数角 的增大将引起互 感器的比值差增大，相位差减小。 下面通过模拟实验，分析电流、电压、二次负载增大，对电流、电 压互感器误差的影响： 电压互感器试验结果： 表１上海互感器厂产品３５／０．１ｋＶ，ＪＤＺ一３５型０．２级，额定负载４０ＶＡ 、 在Ｙ，Ｙ接线中， ｈ＝一０．０６＋０．０２９１×（＿７．３）×０．４８＝一０．１６％ ｈ ＝＿０．３４＋０．０２９１×（一１０３）×０．４８＝一０．４８％ 对于ｖⅣ接线用户由于＿ｒＡ误差变化将引起 的改变量，为： ’一 ｆ＝１ｌ ０．２６％Ｉ 对于整套装置的计量误差根据： ＾ｙ＝．ｙ ｂ＋ ｈ＋＾ｙ ｙＪ， 误＼额定 ％ ８Ｏ％Ｕｎ １（）ｏ％Ｕｎ １２０％Ｕｎ 验负载＼ 额定负载 额定负载外再模拟接 入５欧姆接触电阻 Ｏ．０３０／１０＿３’ ００３１／１０．２’ ．０．０１ ９／１１’ Ｏ．Ｏｌ９／１Ｏ．９’ Ｏ．０ｏ２／１２’ Ｏ．ｏｏ２／ｌ２’ 从表１可看出，ＴＶＺ．次回路在额定负载之外，模拟接触不良，增加５ 欧姆的接触电阻后，比差和角差变化很微小。 电流互感器试验结果（表２）。 从表２可看出，电流互感器二次回路阻抗的微小变化都将引起比角 差值的明显变化。 总误差改变量也为ｌ ０．２６％ｌ。 ｖ，ｖ接线常用于Ⅱ类用户，假设月平均用电量为１００万ｋｗ・ｈ，那么误 差改变量将引起０．２６万ｋｗ・ｌ１／月的计量差错。 Ｙ／Ｙ接线，其互感器三相综合误差平均分布，假设其 相误差一 致，取一单相为试验（如上）Ｙ／Ｙ接线，其三相误差的总改变量为 １０．３２％Ｉ。 对于Ｙ，Ｙ接线，多用于Ｉ类用户，假设月平均假设月平均用电量为 ５００万ｋｗ－ｈ，那么误差改变量将引起１．６７７￣ｋｗ－ｈ／月的计量差错。 ４结论 通过上述试验分析，笔者认为，电能计量装置综合误差的组成应有 第四部分：即电流互感器二次阻抗变化引起的误差。因为，从长期运行 的客观实际出发，考虑到装置的环境条件——室外、化工、污染等不良 环境。我们很有必要重视这一问题的存在。管理好这一环节，它的价值 意义并不亚于过去一直被确认的，电能计量装置综合误差三个组成部分 中的任何一个。 参考文献 Ｉ１１国家电力公司发输电运营部．ＤＬ／Ｔ４４８—２０００（电能计量装置技术管理规程）学 习读本『Ｍ］．北京：中国电力出版社，２００１ ［２］ＪＪＧ１０２７—１９９１．测量误差及数据处理技术规范［ｓ１． ［３］ＪＪＧ３１３—１９９４．测量用电流互感器检定规程［ｓ］． ３算例分析 综合误差改变量对计量的影响。 １）设Ｖ／Ｖ接线，其中ＴＡ误差取白试验误差中８０％，１００％误差点 ０．４ｆ￣负载和外加０．６ｎ负载，Ｔｖ误差取自试验误差中８０％，１００％额定负 载误差点。 ５ ２０ ５０ 表２泰兴互感器Ｖ７５／５Ａ，ＬＶＳＱ一３５型０．２级额定负载１ＯＶＡ ８０ １ｏｏ ｌ２０ 额定负载 额定负载＋Ｏ．２ｎ 额定负载＋Ｏ．４ｎ 额定负载＋Ｏ．６ｎ 额定负载＋１＿２ｎ －０３６／１１ －０．５３／１ １ －０．６８／１２ －０．８２／１２ 一１＿３０／１２ －０－２５，７ －０３９／８’ －０．５３／８’ －０．６４／８’ —１－３１，８’ －－０．１８／６’ ＿０３１／６’ －０．４４／６’ ＿ｏ．５５／５’ －１．０６／４’ －０．０９／３’ －ｏ．１９／２’ －０＿２９／１‘ －０３７，（】’ －０．６２，＿４’ －０．Ｏ７，２’ 一０．１７／１’ －０＿２７，０’ －０＿３６ １’ －０＿５８ ４’ －０．Ｏ６ ’ －０．１６／１’ ＿０．２４／０’ －０３２，＿｜１’ －０．５５，－５’ （上接第１０５页） 要控制好水灰比，一方面必须做好水的二级控制，第一级是加强砂、 石原材料的含水量测定，特别是下过雨后，必须重新测定砂、石含水量， 及时调整水泥混凝土的施Ｔ配合比。第二级是对拌和设备的供水装置的计 量准确性进行经常检查，保证计量；隹确。另一方面，加强坍落度控制， 正常情况下每台班至少２次，如出现异常则每车检查，及时反馈信息。 混凝土在运输过程中应注意行车平稳，防止混合料离析。如遇下 雨、烈日等气候，混合料表面须加盖覆盖物以防雨水渗透和水分蒸发， 从而保证混合料的均匀性。路面混凝土板施工要严格按规范要求选好材 料及材料的级配，保证混凝土质量并搞好施工缝、缩缝、胀缝的处治。 水泥混凝土路面早期裂缝的产生，受其内因与外部因素的影响很大，情 况非常复杂，既有单一因素，也有综合因素。因此对某一种裂缝的产 生，应综合进行分析研究，以确保水泥混凝土路面的工程质量，减少早 期裂缝所造成的损失。裂缝的产生，在很大程度上是旌Ｔ管理问题，只 要严格加强施工质量控制，正确执行施工技术操作规程，因施工因素产 生的裂缝是可以防止和避免的。