减少电能计量中的误差的方法

减少电能计量中的误差的方法误差产生的原因电能计量中的电压互感器，往往离装设于主控室配电盘上的电能表有较远的距离，它们之间二次连接导线较长。二次导线压降过大，导致电能表端子上的电压不等于电压互感器二次端电压，包括其大小和相角都不相同，从而给电能计量结果带来负误差，这就是二次导线压降引起的计量误差产生的根本原因。 二次导线压降误差直接造成电能表少计电量，影响电力系统各项技术经济指标的正确计算和用户电费的公正计收，影响电力系统和社会的经济效益。随着全国电网两改一同价政策的实施，用户用电量的日益增长，减少二次导线压降误差，提高电能计量的准确性，显得尤为迫切与必要。 过去采取的技术改进措施 (1) 以PT端子出品电压为基准，通过高速电能表误差来补偿PT二闪压降所引起的误差(将电能表调快r%，以抵消二次导线压降引起的负误差r% )。这种方法操作简便，无需投资，但是由于这种方法是单点静止补偿，补偿结果会受当时该电能表的负荷电流、功率因素等参数影响，而且这种方法没有法定依据，不能令用户信服，容易造成纠纷。(2) 增加二次回路电缆的截面。这种方法能使电缆本身的电阻减少而达到降低压降的目的，但不能根本解决问题，改造后还不能达到规程的要求。理由是产生二次压降的阻抗不仅是电缆本身的电阻，更多的是所经的刀闸、辅助接点、熔断器等元件的接触电阻。 (3) 在PT出口经熔丝接专线供电能计量装置用，这种方法甩开了二次回路中复杂的走向以及太重的负荷，大大降低了压降，效果十分显著。采用非专用化的计量回路，现有的变电站PT电压监视装置就不能监视到该回路。也就是说除再另外加装一套监视装置，否则电能计量回路就失去了电压监视。 (4) 加装定值电容补偿器。这是一种投资省，见效快的方法。但就是一种静态补偿，而一般PT二次回路设计中，保护、仪表、电能计量装置都全部并接在同一电压回路上，另外PT电压有时会因为运行的需要而在I段和段之间进行切换，造成PT负荷处于变化状态，所以定值静态补偿的准确度大打折扣，要么过补偿。(5) 采用全电子多功能电能表，解决二次压降超标。全电子多功能电能表由电流传感器，电压传感器，A/O传感器、CPU、LCD、电源等部份组成。CPU实时分析处理输入的电流、电压数据，用0分时计量正、反有功电量、无功电量，进行时段控制、失压监视等。用全电子式多功能电能表取代感应电能表，同时充分利用其多功能特点，一表多用，大大降低二次负载，可使PT二次压降明显减少。全部更换电能表，投资费用大，周期长，还会受到各种条件制约。目前国内采用的纠正电能计量的措施1.采用电压误差补偿器电压误差补偿器是一种输出电压幅值和相角可以调整的自耦式电压互感器。利用它来提高(或降低)加于电能表的电压线圈上的电压，可以补偿二次导线压降所引起的负值(或正值)比差；调整补偿器输出电压的相角，可以补偿二次导线引起的角差。 (1) 电压误差补器原理线路，如图1所示： 图1 补偿器的一次侧接受补偿二次电压Uab或Ucb，其二次电压供给电能表的电压线圈。它由铁芯、基本线圈W1、比差补偿线圈Wf、角差补偿线圈W、电感L、电阻R等所组成。 改变线圈Wf的匝数，可调整对比差的补偿数值f；改变线圈W的匝数，可调整对角差的补偿数值。 (2) 用两台电压误差补偿器分别对电压互感器的ab相及cb相二次导线压降引起的比差fab fcb及角差ab、cb(具体数值大小由电压互感器二次压降测试仪测得)进行补偿。调节其补偿量fab、fcb、ab、cb，使之分别与fab、fcb、ab、cb大小相等而符号相反，即补偿条件为： fab=-fab；fcb=-fcb；ab=-ab；cb=-cb (3) 电压互感器二次回路加装电压误差补偿器的原理接线图，见图2。图2 补偿器的一次侧接受补偿二次电压Uab或Ucb，其二次电压供给电能表的电压线圈。 (4)结论 装用电压误差补差器与采用其他方法相比，具有如下优点： (1) 效果好，它可将计量误差减至最小，而不论是采用专用二次导线或加粗二次导线截面的方法，总还会有剩余的负误差。 (2) 简便易行，设备停电与否均可装用。 (3) 比另敷电缆线省力、省事、省钱、安全，计量人员自己即可装用，无需求助于其他部门的协助工作。 (4) 造价低。 (5) 不仅可以减少电压互感器二次导线压降引起的计量误差，亦可用来减少电压互感器的合成误差，或者用来减少电压互感器连同二次导线压降的组合误差。 例如：某用户月用电量近200万kWh。经测试，其电能表用电压互感器二次导线压降Uab和Ucb分别高达3.1V和1.93V(容许值为0.25V)，造成计量误差高达-1.67%，影响每年少计电量40.08万kWh。为保证计量的准确性，在该计量点加装电压误差补偿器，对表用电压互感器二次导线压降进行了补偿。补偿后的二次导线压降Uab和Ucb已降为0.016V和0.009V，其计量误差由原来的-1.67%降为+0.017%。这样每年将增计售电量40.49万kWh。 由上述可知，加装电压误差补偿器比其他各种改造措施具有更大的优越性。它的加装对于用电大户，可以极大程度提高计量的准确性，提高电能计费的公正性，进而提高电力系统的经济效益。 2.PT二次压降自动跟踪补偿电流武汉市华英电力科技有限公司研制开发的PT二次压降自动跟踪补偿电流，选用高精度，响应速度快的霍尔夫元件磁通工电源互感受器，对含有较多高次谐波的也能很好地采样。采用先形式相电压补偿信号，再组合成线电压补偿信号的方法，每相补偿电压信号形成电路由广大和移相两部份组成，并设置两个可现场调节的电位器分别调节补偿信号和相位，选用OCL功能放大电路加隔离变压器输出的方式，将各相信号处理电路与PT二次回路隔离。在输出电路中设计了故障自动退出电路。该装置能对PT二次压降自动限源测试、自动退出，自动恢复及自动母线切换功能，具有补偿精度高、补偿范围大，操作简便、维护量小等特点，可以给电力部门带来显著经济效益，其主要技术指标如下： 补偿范围：0-4V 负载能力：0-600mA 补偿精度：0.1% 工作电源：AC220V10% 故障报警自动退出功能：当仪器内部故障、电压断相或工作电源失电后自动声光报警并自动退出运行，恢复到未装补偿装置前的状态。自动恢复功能：当线路电压正常时，自动进入补偿状态。自动母线切换：根据运行需要。仪器自动切换到运行的母线段进行跟踪补偿。3.黑龙江汇鑫科技有限公司PT精度补偿仪由于电压互感器远离电能计量装置，连接线还要经过开关接点，保险，接线端子等环节，造成计量装置上电压值低于电压互感器二次端子的电压值，产生计量损失，使电能计量装置准确计量，我公司推出了PT精度补偿仪，实现幅值，相位补偿。 各相位补偿互不干扰 随负载变化自动采样，自动跟踪补偿 电压补偿范围0-10V 补偿幅度可任意调整，能将计量仪表端电压相位调整到与PT端电压相位相同 补偿器因故停止工作，不影响电力系统正常运行 4.南昌思达NST系列PT二次压降自动跟踪补偿器PT二次回路压降及合成误差的计算： PT二次回路压降计算：式中：i-为各相的代号，如ab，cbVi-为某相的电压降（V）Vi-为某相PT出口电压值（V）fi-为某相电压降的比差值（%）i-为某相电压降的角差值（） 三相三线电能计量方式的合成误差r计算:式中: Wr-平均每月无功电量（kvarh）Wa-平均每月有功电量（kWh）fab.fcb.ab.cb-含义同上 三相四线电能计量方式的合成误差r计算：安装PT二次压降补偿器后增计电量Wa计算：按项2（3）分别计算出补偿前的合成误差r值和补偿后的合成误差r值后，则按下式计算增计电量Wa：式中：平均Wa-每月有功电量（kWh）12-年的时间，12个月 PT二次压降自动跟踪补偿器设计思想该补偿器采用输出量与输入基准量无限次逼近的自平衡补偿理论，对PT二次压降进行自动跟踪检测、补偿，是一种有源动态补偿装置，其工作原理如下图；如图（一）：为PT二次出口端电压；ix为计量仪表不装补偿器时的输入电压； 为PT二次回路压降,则：=ixix。经信号比较电路检测，功率放大后产生一个电压，趋近于，也即o趋近于ix。 从上述补偿原理可知，补偿器始终处于一个动态的平衡过程，所以不会产生过补偿现象。同时我们在设计时，也充分考虑到电力系统运行安全第一的原则，为补偿器设计了非常完善的保护报警功能。当补偿器无法检测出二次压降（如采样电压线开路，输入线开路）或二次压降超出补偿范围时，补偿器便无法达到动态平衡，此时保护报警电路开始工作，发出保护报警信号及远传信号（*）。同时将输入、输出线短接，使补偿器退出补偿工作，计量回路将恢复加装补偿器前状态，从而保证原计量回路不会因此而增加压降或失压。当补偿器自身故障或外加电源失压时，补偿器也将退出。 当系统采用两段PT运行时，补偿器可根据计量回路运行要求，对采样电压进行手动/自动切换。当其中一段PT需检修时，所有补偿器通过采样电缆线与该段PT之间的联系都将被切断，保证该采样电缆线不会通过补偿器带电。 为了杜绝人为干预的可能性，我们在外部没有设置任何可调部分，从而消除了由人为因素为了杜绝人为干预的可能性，我们在外部没有设置任何可调部分，从而消除了由人为因素造成争议的可能，同时也具有了良好的互换性。 NST-3A 、NST-3D型补偿器NST-3A 、NST-3D型补偿器，适用于各种电压等级的发电厂、变电站中，对一条或两条计量回路进行补偿。功能特点:1、补偿范围宽，负载能力强；2、补偿精度高，且稳定可靠，不会产生过补或欠补现象；3、安装时,无须调试，互换性好；4、某段PT检修时，不会通过采样电缆线向该PT反送电压；5、计量回路切换到另一段PT时，补偿器的采样电压可通过手动方式进行切换；6、具有故障保护，声光报警功能。任何原因引起补偿器出故障时，补偿器将自动退出计量回路，发出声光报警并指出故障回路,因此不会增大压降或使电能表失压；7、具有消音功能。可将报警声消除；8、具有自动/手动复位功能。计量回路退出运行时，补偿器也失电（AC220V）退出工作，当计量回路恢复运行时，补偿器即可自动投入工作，也可以人工手动复位；9、NST-3D型可通过三个液晶显示窗，分别显示A、B、C三相补偿前二次压降量； 当需要保护信号远传输出功能时，需特殊订货。技术性能指标NST-4、NST-4D自动切换型补偿器适用于各种电压等级的发电厂、变电站，对一条或两条计量回路进行补偿。 由于实现了补偿器采样电压的自动切换，所以特别适合于无人值守变电站的需要。功能特点:1、补偿范围宽，负载能力强；2、补偿精度高，且稳定可靠，不会产生过补或欠补现象；3、安装时,无须调试，互换性好；4、某段PT检修时，不会通过采样电缆线向该PT反送电压；5、计量回路切换到另一段PT时，补偿器能自动识别计量回路的电压来自哪段PT，并将采样电压自动切换到该段PT；6、具有故障保护，声光报警功能。任何原因引起补偿器出故障时，补偿器将自动退出计量回路，发出声光报警并指出故障回路,因此不会增大压降或使电能表失压；7、具有消音功能。可将报警声消除；8、具有自动/手动复位功能。计量回路退出运行时，补偿器也失电（AC220V）退出工作，当计量回路恢复运行时，补偿器即可自动投入工作，也可以人工手动复位；9、NST-4D型可通过三个液晶显示窗，分别显示A、B、C三相补偿前二次压降量； 当需要保护信号远传输出功能时，需特殊订货。技术性能指标NST-5、NST-5D大功率型补偿器NST-5、NST-5D大功率型补偿器适用于各种电压等级的有专用计量回路的变电站，对整段母线计量装置进行补偿。功能特点:1、补偿范围适中，具有超常负载能力，一般能补偿整段小母线上所有的电能表；2、补偿精度高，且稳定可靠，不会产生过补或欠补现象；3、安装时,无须调试，互换性好；4、某段PT检修时，不会通过采样电缆线向该PT反送电压；5、计量回路切换到另一段PT时，补偿器的采样电压采用主信号优先制进行自动切换；6、具有故障保护，声光报警功能。任何原因引起补偿器出故障时，补偿器将自动退出计量回路，发出声光报警并指出故障回路,因此不会增大压降或使电能表失压；7、具有消音功能。可将报警声消除；8、具有自动/手动复位功能。计量回路退出运行时，补偿器也失电（AC220V）退出工作，当计量回路恢复运行时，补偿器即可自动投入工作，也可以人工手动复位；9、NST-5D型可通过三个液晶显示窗，分别显示A、B、C三相补偿前二次压降量； 当需要保护信号远传输出功能时，需特殊订货。技术性能指标6镇江泰利丰电子有限公司TYB-3A全电子型PT二次压降补偿器TYB-3A型PT二次压降补偿器是我公司根据部颁发的对二次压降控制规定要求，并结合各级供电间部门的实际情况，在我公司原TJB-2型二次降压补偿仪的基础上研制开发的全电子式压降补偿器。该装置具有对二次压降进行自动测量、实现跟踪补偿、并有补偿指示、两段母线切换、各相故障指示，同时峰鸣报警；当发生故障时自动切除本装置，恢复到补偿器接入前的接线状态；故障排除后自动投入运行。对供电部门来说，具有补偿精度高、补偿范围大、实用性强等功能。主要技术指标：补偿电压范围：0 - 3V(线电压) 负载能力：0 - 2A 补偿准确度：补偿后二次压降小于额定二次电压的0.1% 附加波形失真：小于0.1% 外接工作电源：AC220V10%或AC100V10%