提高电厂关口电能精度的技术措施研究.doc

1、提高电厂关口电能精度的技术措施研究摘要：本文对关口电能计量出现的误差原因及解决方法先进行简述，再对出现二次回路误差的原因通过测试与计算方法进行研究，最后提出提高电厂关口电能精度的方法。 关键字：关口电能精度；电厂；技术措施 中图分类号： S157.4 文献标识码： A 文章编号 电厂关口电能精度出现误差，主要与互感器、二次回路电压、电能表三个因素有关，在科学技术不断进步和发展的现在，为了避免以上各种导致电能产生误差的因素出现，电能表和互感器在技术上硬件设施上不断的加以提升和进步，同时通过数字化控制，可以对它们其中产生的误差数据进行精准的分析和预测，从而更加准确及时的予以调整修正，对整个电能系统

2、进行有益的补充和发展。其中比较重要也是最容易产生电压互感器二次导线压降引起误差的部分，则需要提高精度的技术措施来予以校正。 一、关口电能精度不够的原因分析 1、互感器问题 在实际的供电用电线路中，电流电压都很高，如采取人工直接测量是非常危险的事情，电流互感器就起到变流和电气隔离作用。互感器的作用十分重要，互感器的一点点误差，就会导致电量计量装置失去意义，特别是在互感器准确度低时。像很多早期建的电厂、变电站由于技术落后，设备的老化和淘汰等因素，难以达到对互感器准确度不能低于 0.2级的要求，因此为了提高互感器的效能标准，同时配合电量测量步入数字化的大趋势，而普遍采用将电流互感器二次电流回路保护回

3、路和测量回路区隔开来，同时也避免了因铁芯不断消耗造成励磁安匝这种容易导致大误差的因素产生。 2、二次回路误差 在电压互感器的二次输出端的电阻，阻抗、负载因数的变化可以影响到二次阻抗压降的变化，因而不仅影响到角差的变化，还能影响到变比，接入电流互感器的二次回路负荷包括电能表电流线圈阻抗、外接导线电阻、接触端子电阻、空气开关电阻等。如电流互感器二次回路导线阻抗是二次负荷阻抗的一部分，尤其在用电负荷较大的用户，它直接影响电流互感器的准确性。电压互感器在二次回路压降时，由于电量通过时二次电压的压降和角度发生变化，功率因数过低，使电能精度的测量准率只达到 75%左右，其产生的严重误差是十分惊人的，也对于

4、供电线路、电气设备和各类仪表均会产生不良影响。 二、电压互感器二次压降出现误差的研究 1、电压互感器二次压降出现误差的原因 由于电厂关口计量回路系统里连接电压互感器与控制室的电能表距离太远，通常距离为 200-400 米，二次回路里很容易出现接触电阻、导线电阻、分布参数方面的问题，它们一般体现在开关、熔断器、端子排等方面，这就引起二次回路两端电压互感器、电能表之间的电压与相角完全不一样。 2、电压互感器二次压降测试 使用电压表、电流表、相位伏安表可以测出电压互感器的二次电压Uab、Ucb，二次负电流 I1、I3、Uab 与 I1 之间的相角 b1、Ucb 与 I3间的相角 b3，用双臂电桥测量

5、出每相的二次导线电阻为 r1、r2、r3。假设此时没有二次回路接点接触电阻的影响，可以对导线截面积与导线长得到电阻值，然后代到之后的计算公式能得到 ab 相的二次导线压降Uab 与 cb 相的二次导线压降Ucb，它们之间的误差为 r。 3、电压互感器二次压降计算 1）不带电情形的计算 不带电情形的电路图 如果用电压表进行电压互感器二次压降的计算，使用 0.2 级的电压表与 0.5 级的电压表分别对电压表进行测试，得出数值 Uab、Ucb，再用0.2 级的电压表与 0.5 级的电流表进行测试，得出数值 I1、I3，再用 0.5的单相相位表与 1.0 的单相相位表可以测出 Uab 与 I1 的相角

6、值为b1、Ucb 与 I3 之间的相角为 b3，假设此时没有二次回路接点接触电阻的影响，可以得到电阻值：R=pL/S;如果计导线的环境温度为 50，可以得到 =0.02mm2/m。 2）带电情形的计算 如果把继电保护装接到电压互感器二次回路中，而且禁止二次回路断开，可以使用钳形相位伏安表测量 I1、I3，Uab、I1 的相角b1，Ucb、I3 的相位 b3，钳型相位伏安表电流下限有一定的限制，使用范围受到一定的限制，而且准确度不高。因此可以用以下的办法提高测量的精度：如果 PT 二次回路中没有安装继电保护装置，PT 二次回路允许短暂断开，那么在回路中需要接入 0.5 级相位表来测量相角b1、b

7、3，同时还要接入 0.2 级电流表测量 I1、I3。 PT 二次回路装有保险，可以将电流表与相位表的电流回路进行串联，接入保险两端，可时将保险拔掉，两表也被接入 PT 二次回路中。 三、减少二次导线压降引起误差的方法 通过计算的公式可以看到，电压互感器产生压降过大的原因与二次回路导线过长、导线截面积太小有关；二次回路转接时接点太多影响精度；电压互感器二次负荷过重影响精度。因此可以以此为原理，对减少二次导线压降引起误差的方法进行探讨。 1、从技术上实现 降低回路的阻抗 回路的阻抗是造成二次压降精度不高的重要因素，这点在测试与计算中都可以看到，而与回路阻抗因素相关的有导线的关系、接插元件的关系、接

8、触元件的关系，因此，可以用以下方法对回路的阻抗进行降低：增加导线的截面积；对插元件与导线的接头要做好定期检修工作，排除元件阻抗增大的因素，但是以上方法只能减小阻抗，而不能使阻抗完全消失。 降低回路电流 为了提高电压互感器的精度，二次计量绕组与保护绕阻要使用不同的回路，使回路的负载能降低到 200mA 以下，但是如果电压互感器的回路电流仍然超过该数值，则要采取措施降低回路电流：使用专门的计量回路。二次回路接线图可以了解，在进入电能表的二次回路上从 PT 接线端子开始将其分支出去，使电能表与保护设备、指示仪器、变送器使用一个回路，那么回路电流负载太大，如果将电流计量和保护这两个部分，独立的拆开进行

9、二次绕组，其中每一个绕组计量只负荷一个电能表，回路电流降低，则二次压降可以明显有效的得以降低；如果有新建或者改造的电压互感器，通常可以看到它有 2 个主绕组与 1 个辅助组，可以将每一个绕组的电能计量器都进行专用的二次绕组，这样每个回路的回路电流降低，二次压降的精度也得到提高，采用多绕组的电压互感器是提高二次压降精度的办法；如果感应电能表的电压回路是电压线图方式，那么电抗阻值很大，可以在电能表计端并接补偿电容的方式降低阻抗系数。 2、从外设上实现 1）使用电流跟踪器补偿 使用电流跟踪器的目的是对电压互感器回路产生的电流进行跟踪，使用电流补偿的办法使二次回路的总阻抗值为零，当回路阻抗为零时，则压

10、降也为零，然而，当熔体电阻、熔点接触电阻发生改变，那么则无法进行有效补偿，因此使用电流跟踪器补偿的方式也有它的缺陷。 2）使用电压跟踪进行补偿 将电压互感器两端的电压信号作对比，如果二次回路压降大小相等，那么则判断互感器二次回路压降为零。如果中途由于电流或者阻抗的原因使二次回路压降数值不为零，那么对电压进行补偿，使两端的电压始终为零。该方法技术简单，操作时需要涉及的因素比较少，容易实现，只是，要操作时需要另接一条电压互感器两端的电缆。 3、综合分析 在数种方法进行综合比较后，使用电压跟踪进行补偿最具可行性。与其它方法相比，其它方法都有可能出现种种意外使误差依然出现，而使用电压跟踪进行补偿则需要涉及的因素最少，无论设备是否正常运行，它都能保持功能的稳定性，用该种方式不仅能减少二次导线压降引起的误差，而且即使其它因素出现的误差，它也可以进行补偿，因此从成本上、技术上、稳定上、可操作性上等等方面综合进行考虑，使用电压跟踪进行补偿是提高关口电能精度的最好方法。 参考文献： 1张有顺.冯井冈.电能计量基础M.中国计量出版社，2002. 2孙铁民.电能计量M.北京：中国电力出版社，1998.