试论电力计量互感器误差的现场检测技术

发表时间:2020/12/31   来源:《科学与技术》2020年9月第26期   作者: 李文煊
[导读] 电力计量、测量用互感器是电流、电压、功率、电能测试和计量的重要仪器,其准确程度直接影响到测量数据的可靠性,
        李文煊
        国网山西省电力公司太原公司供电公司 山西省太原市 030000
        摘要:电力计量、测量用互感器是电流、电压、功率、电能测试和计量的重要仪器,其准确程度直接影响到测量数据的可靠性,为了保证准确可靠地进行测试和计量,投入使用前就必须进行检定。用来检定电流互感器与电压互感器的专用仪器是互感器校验仪。目前我国采用的互感器校验仪种类、型号繁多,但无论是采用差值法原理,还是采用电流比较仪平衡原理,其正确使用与否,都不同程度地影响了测量的结果。
        关键词:电力计量;互感器;误差;现场测试技术
        1.电力计量工作中的互感器误差来源
        电流互感器存在的误差原因。电力系统的计量工作中互感器存在合成误差,主要是电能计量装置电压互感器、电流互感器运行期间存在的实际误差。理论上,电流互感器的励磁电流应为0,在数值上一次、二次绕组的电流相位是相同的。但实际上,电流互感器铁芯受结构、材料性能等多种原因的影响,导致其存在励磁电流,从而产生的一定误差。
        电压互感器存在的误差原因:①一次绕组电阻、漏抗导致空载与负载误差的存在。②二次绕组电阻、漏抗呈现的空载、负载误差,特别是铁芯励磁电流引起的非线性空载误差。③一次侧荣性蚀漏电流存在的荣兴误差,导致该现象存在的原因为激磁导纳、负荷导纳有关。
        2.电力计量互感器误差的现场测试技术存在的主要问题
        2.1现场测试装置不先进
        在对于电力计量互感器仪器装置中,目前很多相关装置与世界上一些先进的仪器相比还存在着不同程度上的差距。像是使用电流互感器为例,可以从中发现出来。同时,很多相关的工作人员对于电流互感器和电压互感器的工作原理也不是很深入的了解,而且也不积极引进一些先进的技术和设备等。
        2.2电子装置现场测定存在误差
        在对于电力计量互感器误差的现场测试技术,其本身的电子装置在进行现场测定是存在一定的误差的。首先技术装置中最重要的使用是电流互感器和电压互感器,尤其在使用电流互感器其数量大,在对于电子式整体装置在阻抗、零位等技术操作存在了不同程度的误差等等。
        2.3信息分析能力不明确
        对于电力计量互感器误差的现场测试技术,目前其技术对于电力计量互感器误差的现场测试技术分析不明确。尤其在对于电力计量互感器误差的现场测试技术来说,不会综合自动化变电站中所使用的自动化设备,尤其对于其技术没有认真的分析和了解,而且同时在设备中的电流互感器使用方向不明确等等。
        3.电力系统计量用CT准确度现场测试现状
        3.1采用传统的测试方法
        随着我省经济发展和电力行业体制改革,厂网分开、竟价上网等一系列市场化改革措施的推进,电能计量工作量成倍增加,但目前我省电力系统内计量用互感器准确度现场测试,仍大部分采用传统方法。
        传统方法测量CTX的准确度,在国内外已经很成熟。图(1)的工作原理是:由电源、调压器,升流器提供一次回路大电流。标准CTO与被检CTX的一次串联;二次电流IO与IX反极性串联,其差值电流△I注入互感器校验仪K点,由互感器校验仪测出比差和角差。测量装置不确定度主要取决于CTO,通常达到10-4以上。传统方法困难在于设备笨重,工作人员劳动强度大。以一次电流1000A为例,升流器容量约10kVA,重量50-100kg,再加上标准CTO、调压器、导线等,总重量约300kg,且大电流接线也很困难,在现场进行测试时很不方便,工作效率也很低。
        3.2电子式现场检定装置
        电能计量CT数量大和现场测试的困难,一定程度上影响了计量管理规程的贯彻执行,大家都在寻求改进办法。澳大利亚某公司10年前推出一种电子式CT现场准确度测试仪,并在我国湖北、上海、广东试用。
        其工作原理是:仪器对被测CTX二次施加电压,模拟实际工作状态,测出二次导纳等参数。

根据电流互感器误差原理的数学模型,计算出被检CTX的误差。这种方法的出现,引起了电能计量人员的极大关注和受到启发。
        4、减小电压互感器误差的方法
        4.1减小负载,以减小回路电流,从而减小回路压降
        二次回路中之所以产生压降,是因为电流的存在,若电流等于零,则不管回路阻抗如何,都将使压降等于零。
        4.2减小电压互感器二次回路压降
        设置计量专用的二次回路。对重要电能表装设专用的PT二次回路将电能表的二次回路与其他表计、继电保护装置等回路分开,直接由PT二次端子单引专用电缆线至电能表。对10kV侧计量可将电能表装在靠近PT的开关室这样可大大缩短二次导线长度,从而可以大大减少二次回路压降及其引起的计量误差,但开关室的温度随季节变化较大,故这只适用于开关室、保护室在一起的场所,必须采用温度特性好,附加误差小的电能表才可行。
        4.3加粗电压互感器二次导线截面,减少接点接触电阻
        互感器二次回路的连接导线应采用铜质单芯绝缘线,电压二次回路连接导线截面应按允许电压降计算确定,至少应不小于2.5mm2。
        4.4根据互感器的误差合理配对
        从互感器的合成误差计算公式来看,互感器的合成误差与比差、角差有关,所以,安装时应将互感器合理配对,尽量做到接人电能表同一元件的电流互感器、电压互感器的比差符号相反、数值相近或相等;角差符号相同、数值相近或相等,从而得到较小的合成误差。
        4.5尽量使互感器运行在额定负载内
        若互感器运行在非额定负载内,从而降低互感器准确度,增大互感器合成误差。对电能计量装置的最基本要求是准确,是否准确是用误差来评价的。通过分析误差产生原因,找到减小电能计量装置的综合误差的方法,不仅可以提高电能计量的准确度,还可大大减少计量设备的投资。电能计量装置作为考核主网线损的重要依据,是电力系统走向市场的重要保证。因此必须认真做好电能计量工作,提高电能计量装置的准确性,真正做到电能计量公平合理,为发供用电各方提供可靠依据。
        4.6间接比对法/替代法
        因电子式现场互感器检定装置与传统检定装置工作原理存在差异,因此,电子式现场互感器检定装置仅适合匝数补偿误差电流互感器。若被检互感器采取特殊补偿误差结构,测量结果便会存在一定偏差,所以,将检定普通高精度互感器应用于电子式装置误差测试不可取,而必须借助间接对比法(替代法)。何谓间接对比法?其是对同台对校品,按照一定的先后顺序采用传统比对法――电子式检定装置开展检定工作,比较得到的两组数据的对应点,从而求得差值。
        4.7整体检定
        为了克服电子式检定装置量值传递问题,某些电力计量互感器误差现场测试技术研发机构编制了专用0.005比例标准,并将0.005比例标准作为电子式现场无感器检定装置被检对象,且检定数据选取反符号,即为电子式装置整体误差,其包含了内附校验仪及内服标准互感器。电子式装置整体误差接线方式相似于电子式现场检定装置。除此以外,必须仔细检查整体检定装置的导纳、测阻抗、零位、百分表等功能。整体检定法的优势在于可操作性强、操作程序简洁且覆盖面极广。
        5.结语
        电力企业在经济发展过程中扮演着重要的角色,为了能够对电能的供应进行保证,电力系统在不断的完善,尤其在用电需求量不断增加的情况下,电力部门和技术监督部门对电能计量装置的规程也进行了制定。电能计量装置主要的组成部分就是电能表互感器以及互感器的二次回路,对电能计量的装置进行强制检定,能够对供电以及用电方的利益进行保障。电能计量装置是电能结算的必要设备,其会存在一定的误差,误差的出现对供电以及用电方的利益有很大的影响,因此,对出现的误差一定要采取必要的措施,现场的测试技术就是应用比较好的误差鉴定方式。
        参考文献:
        [1]毛凯.电力互感器计量绕组误差现场检验技术分析[J].低碳世界,2017(16):67-68.
        [2]高晓昱,庞欢.电力互感器计量工作中存在的问题分析[J].工程技术研究,2017(10):246+252.
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