魏 超，王秀紅（國網(wǎng)營口供電公司,遼寧 營口 115000）

低負(fù)荷下計(jì)量設(shè)備對電能計(jì)量的影響分析

魏 超，王秀紅
（國網(wǎng)營口供電公司,遼寧 營口 115000）

經(jīng)濟(jì)發(fā)展促使著電力需求量的爆發(fā)式增長，與之相匹配的電能計(jì)量也應(yīng)該不斷進(jìn)步和精準(zhǔn)化。本文主要從發(fā)電、輸電、配電、用電四個(gè)層次分析了計(jì)量設(shè)備對電能計(jì)量的影響，并針對這些影響提出了具體的解決措施。希望本文的寫作能為電能計(jì)量的準(zhǔn)確性提供參考。

低負(fù)荷；計(jì)量設(shè)備；電能計(jì)算

在電網(wǎng)運(yùn)行過程中，電能計(jì)量的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到電力供應(yīng)的效果。因此，計(jì)量設(shè)備對電能計(jì)量的影響也日益受到人們的重視。目前，低負(fù)荷下電能計(jì)量主要受到這幾方面影響：電流互感器誤差、電壓互感器誤差、電能表誤差以及回路部分二次壓降誤差等。因此，提高這幾種計(jì)量設(shè)備對電能計(jì)量的精準(zhǔn)性，能夠有效推動(dòng)我國電力計(jì)量的發(fā)展。

1 低負(fù)荷下互感器對計(jì)量的影響及應(yīng)對措施

低負(fù)荷環(huán)境下，受到角差和比較差影響，互感器的電能計(jì)量誤差是計(jì)量設(shè)備中最大的一種。根據(jù)互感器的工作原理公式：I2/I1=W2/ W1。通過此公式可知，互感器內(nèi)電流經(jīng)過一次繞組，必然會(huì)產(chǎn)生部分損耗，由此才能進(jìn)行二次繞組，這種互感電動(dòng)勢能消耗而產(chǎn)生的電流會(huì)使得磁通在鐵芯部分產(chǎn)生，并用i0來表示勵(lì)磁電流，因勵(lì)磁安匝，i0W1，使得一次安安匝不等于二次安匝，同時(shí)一次安匝提供了勵(lì)磁安匝，即i1W1-i0W1＝-i2W2。其中主磁通由i0產(chǎn)生，互感器磁密一般為0.08～0.10Wh/m2，可知i0在i1中占比例較低。低負(fù)荷下環(huán)境下，i1與i2呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，但是由于仍然需要產(chǎn)生勵(lì)磁，i0與額定負(fù)荷并不顯著相關(guān)。因此，相對于i2來說i0相對較大，i1用來勵(lì)磁而消耗的比例變大，導(dǎo)致低負(fù)荷下電能表誤差較大。因此，互感器的安裝方案必須科學(xué)化，不但要保證經(jīng)濟(jì)合理化，使得二次回路阻抗最小化，這樣最低的降低電能計(jì)量的誤差；還要合理選擇CT、PT比的電流及電壓互感器，確保低負(fù)荷下電力計(jì)量誤差的最小化。

這幾年，隨著電力系統(tǒng)改革的不斷深入，系統(tǒng)容量也隨之增加，其安全風(fēng)險(xiǎn)性也得到關(guān)注，用戶對于電力供應(yīng)的安全更加重視。因此，電力系統(tǒng)的安全管理也逐步深入，比如，在電力系統(tǒng)配置電流互感器的過程中，為了提升安全性，大部分電力企業(yè)都增加了母線的短路容量，而電流互感器的準(zhǔn)確性則沒有放在首要位置進(jìn)行考量。在低負(fù)荷環(huán)境下，電流互感器計(jì)量經(jīng)常會(huì)低于額定電流的10%左右，這不但造成了電能計(jì)量的誤差，而且超出了一次測電流在額定電流33%-67%之間的比例。由此可知，電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與改造過程中，就需要通過增加電抗、降低母線短路容量等技術(shù)手段來減少劑量誤差的出現(xiàn)，最終使得電能計(jì)量誤差的最小化，提高計(jì)量設(shè)備的準(zhǔn)確性。

2 低負(fù)荷下電能表對電能計(jì)量的影響及應(yīng)對措施

電能表的正常運(yùn)轉(zhuǎn)不但需要制動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)力矩正常工作，還需要電能表內(nèi)部避免摩擦、滑動(dòng)和補(bǔ)償?shù)容o助力矩出現(xiàn)異常。在功耗比較小的狀態(tài)下，電能表內(nèi)部摩擦力矩一般使用補(bǔ)償力矩的數(shù)值來表示。在這種狀態(tài)下，電能表會(huì)通過降低摩擦力矩的可調(diào)節(jié)部分的轉(zhuǎn)速來減少誤差的產(chǎn)生。也即是說，要保持電能表的常量狀態(tài)，那么電壓自動(dòng)力矩也必須在額定電壓狀態(tài)下，這樣所產(chǎn)生的電能表轉(zhuǎn)速才能保持常量。因此，低負(fù)荷下，電能表對電能計(jì)量受到電流運(yùn)行時(shí)磁通的變化影響，這種變化屬于非線性的變化。一般狀態(tài)下，電能表要保持較為精準(zhǔn)的計(jì)量，那么對電流范圍必須控制在極限電流至10%的額定電流范圍內(nèi)。當(dāng)然，目前也有較為先進(jìn)的電能表，能叫這一范圍擴(kuò)大到極限電流至5%的額定電流。雖然范圍擴(kuò)大能夠提高計(jì)量的精準(zhǔn)性，但是對電能表卻會(huì)造成極大破壞，其磁化曲線與阻力將會(huì)直接導(dǎo)致電能表指針旋轉(zhuǎn)遲鈍或者停止偏轉(zhuǎn)，損壞電能表的靈敏度，反而造成了更大的計(jì)量誤差。因此，本文建議為了保護(hù)電能表的情況下，提升計(jì)量的準(zhǔn)確性，最好是將電流控制在10%的范圍內(nèi)。

不管采用何種機(jī)械電能表，其啟動(dòng)電流都不能大于負(fù)荷電流工作，不然將直接導(dǎo)致電能表停止工作，造成誤差。此外，在低負(fù)荷的環(huán)境下，有功電能表也會(huì)產(chǎn)生比較大的負(fù)誤差，并很大程度上損壞電能表，縮短其工作壽命。綜上分析可知，為了盡量減少電能表誤差造成的電能計(jì)量失誤，應(yīng)該使用負(fù)荷較寬的電能表，并將其啟動(dòng)電流設(shè)置為較低狀態(tài)，來減少低負(fù)荷環(huán)境下電能計(jì)量的誤差，提高其準(zhǔn)確性。

3 低負(fù)荷下二次回路降壓對電力計(jì)量的影響及應(yīng)對措施

由理論可知，電流互感器的外接阻抗越高，其計(jì)量誤差則相應(yīng)的增大，因此，導(dǎo)線電阻接線端子存在的阻抗，對計(jì)量誤差的增大有重要影響。由此應(yīng)非常注重導(dǎo)線截面的科學(xué)選取，應(yīng)把握一條原則，也就是說，只有在互感器所允許的準(zhǔn)確度的范圍內(nèi)，導(dǎo)線電阻與互感器間的二次負(fù)載的合成負(fù)載容量才能保持正常狀態(tài)。在二次回路中，電壓互感器所接導(dǎo)線的截面除了與負(fù)載阻抗和互感器的額定負(fù)載容量相配合外，還應(yīng)符合互感器二次端紐到電能表鏈接端紐間允許電壓降的要求，I類計(jì)費(fèi)用計(jì)量U降≤0.2U2，其他U降≤0.5U2，且最小截面也應(yīng)＞2.5。這是由于：高壓電能表的計(jì)數(shù)是加在其他線圈上的電壓與流過其線圈電流之乘積。因電流回路的渦流與線路損耗等因素，電能表的功率，實(shí)際損耗后的功率，用戶應(yīng)計(jì)量功率是二者之和才準(zhǔn)確。對此可采取應(yīng)對措施：

（1）科學(xué)選取盡量大的橫截面導(dǎo)線以降低二次導(dǎo)線壓降的影響；

（2）可考慮安裝大小容量的母子變壓器，高負(fù)荷下母子兩臺(tái)同時(shí)開啟或開啟大容量母變壓器，低負(fù)荷下則開啟小容量子變壓器；

（3）加裝電壓互感器二次回路壓降補(bǔ)償表。

4 結(jié)束語

國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與社會(huì)的穩(wěn)定，促使著電力需求量的爆發(fā)式增長，任何形式的電力供應(yīng)不足都會(huì)給經(jīng)濟(jì)建設(shè)帶來不利影響，因此，本文通過計(jì)量設(shè)備對電能計(jì)量的影響分析，從低負(fù)荷下互感器、電能表和二次側(cè)回路三方面入手，詳細(xì)研究了電能計(jì)量的準(zhǔn)確性問題，并對這三種方式的改進(jìn)策略進(jìn)行有效分析，最終提升我國電力計(jì)量的準(zhǔn)確性。

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