电力计量互感器误差的现场测试技术分析 付倩

发表时间:2021/7/5   来源:《基层建设》2021年第10期   作者:付倩
[导读] 摘要:电力计量主要为电费收取服务,若这一阶段出现问题,就会影响电费正常收取,这不但会影响电力企业发展,还会影响用户正常用电,基于此,相关部门应对电表计费误差进行高度重视,合理化采取措施防止计量误差的存在。
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        摘要:电力计量主要为电费收取服务,若这一阶段出现问题,就会影响电费正常收取,这不但会影响电力企业发展,还会影响用户正常用电,基于此,相关部门应对电表计费误差进行高度重视,合理化采取措施防止计量误差的存在。一般情况下,由于电力计量设备较大,且会消耗较长时间,因此所获得的电能计量效果也不理想。但是将现场测试技术融入其中,则可以提高互感器灵敏度,进而及时检测装置问题,帮助电力企业解决电力计量问题。
        0 引言
        目前电力计量互感器误差的现场测试技术一般应用电流互感器、电压互感器、电能表。为了让采集到的数据信息更为精准,电力工作者开始对电能表、电压互感器、电流互感器的回路实施二次压降现场检验工作。为了保证检验过程中尽可能少出现常见问题,运用电力计量互感器误差现场测试技术理论知识必不可少,这也是电力计量互感器误差现场测试技术是我国电气部门目前的重点发展技术的原因之一。
        1.电能计量与互感器
        电能计量的主要作用是对电能量进行测量以及记录,被广泛运用于电能的生产环节、变压输送环节以及监控与统计环节,主要包括类型各异的电能表、电压互感器、电能计量箱、计量用电流等。基于电磁互感原理的电流互感器是一种将低压大电流或者高压大电流向低压小电流转换的设备装置。
        电流互感器由主要由一次绕组、二次绕组以及铁心构成,其内部结构与普通变压器差不多。而电压互感器则是变压加上铁心的结合体,主要作用是按照一定的比例关系将高电压转换成低电压,从而让计量仪表装置能够正常使用。除此之外,电压互感器的应用还可以隔离开电气工作人员与高电压,为电气工作人员的安全提供了保障,大大降低了发生电力安全事故的几率。互感器通过其能够把大电流、高电压转换成效电流、低电压的能力,使得交流电能够安全连接计量仪表,从而顺利开展电流、电压、电能、电功率等测量作业,同时避免发生因电压过高或者电流过大造成计量仪表损坏,甚至是造成相关工作人员人身伤害的不良情况。
        2.互感器误差原因
        2.1电流互感器的误差原因 在电力系统的计量工作中出现的互感器合成误差,是指在电能计量装置内的电压互感器(PT)和电流互感器(CT)在实际运行状态的比差、相差所合成计算得到的计量误差,它是电能计量综合误差的重要组成部分之一。理论上设想的电流互感器的励磁电流应该为0,这时因为在一、二次线圈同一交变磁通所交联,所以在数值上一、二次绕组的安匝数相等,并且一、二次电流的相位相同。而实际上由于电流互感器铁芯结构以及材料性能等原因影响,电流互感器总是存在着励磁电流,则一、二次绕组的安匝数就不相等,并且一、二次电流的相位也不相同,也就是产生了误差,这就是电流互感器的误差。电流互感器的误差通常包含电流比误差(比差)和相位角误差(角差)两种。
        2.2电压互感器的误差原因 电压互感器的误差原因主要有以下几个方面,一是一次绕组电阻及漏抗引起的空载以及负载误差;二是二次绕组电阻及漏抗引起的负载误差;三是铁芯励磁电流引起的非线性空载误差;四是一次侧容性蚀漏电流引起的容性误差。综合起来,电压互感器的误差产生原因主要与励磁导纳,一、二次绕组内阻抗和负荷导纳有关。
        3.电力计量互感器误差的现场测试技术
        一般地,对于110kV高压电能计量设备中的电流互感器,需要在现场完成误差检验。测试方法一般分为标准电流互感器检测线路、低压外推法(二次低压法),实际上,对于电磁干扰较大,以及额定电流较小的电流互感器,一般采用标准的校验方法,这种方法的准确度很高,同时数据稳定,但检测设备体积大、数量较多;对于额定一次电流很大,电磁干扰较小的电流互感器,难以使用传统的方法进行现场检验,特别是安装在封闭母线和变压器套管上的电流互感器,因此一般采用低压外推法。这种方法是近年来新兴的一种测试方法,具有其他方法不可比拟的优势,由于在实际应用中便携的特性,受到了广泛的欢迎。下面对比了不同测试方法下的110kV内置式电流互感器误差现场检测。
        3.1检测条件
        3..1.1环境条件
        需要在相对湿度不大于95%,气温-25~55℃的环境下。校验检测接线造成被检电流互感器误差的变化要小于被检电流互感器基本误差标准的1/10,同时电磁场干扰造成电流互感器的误差变化要小于被检电流互感器基本误差限值的1/20。


        3.1.2电流负荷箱条件
        在额定电压、电流和额定频率的80%~120%范围内,其残余无功分量要小于额定负荷的±6%,无功和有功分量相对误差均小于±6%。
        3.1.3标准电流互感器条件
        准确度等级至少要比被检电流互感器高出两个等级,额定变比应与电流互感器相同,变差和误差均要小于被检电流互感器基本误差限值的1/5。
        3.1.4误差测量装置条件
        相位差和比值差示值分辨率应高于0.01′和0.001%。造成的测量误差,应小于被检电流互感器基本误差限值的1/10。
        3.2电流互感器误差现场校验
        3.2.1电流互感器现场校验线路
        电流互感器现场校验线路这种检测方法准确度高,是较为传统的检测方式,但设备接线的工作量大,同时检测设备体积大、数量多。在检测时,除计量绕组外,其他二次绕组端子接地并用导线短路,并禁止电流互感器二次侧开路。
        3.2.2电流互感器一次电流导线连接
        (1)一次回路连线的长度应尽量减小。必要时应实施相应的措施在被测电流互感器最小距离范围内,配置升流器和标准电流互感器。
        (2)连接被测电流互感器的一次导线时,首先应检查其表面是否存在污垢或氧化等现象,如果存在上述的现象,应使用特定的工具(如砂纸等)清除干净后再连接。当用端子板和线夹连接被测电流互感器一次线时,严禁点接触的发生,应尽量保持较大的接触面。
        (3)注意独立式电流互感器一次连接的方式(多变比时,一次并、串联),其一次接线端在两侧。
        (4)被检电流互感器一次回路接线应用于封闭式组合开关设备(GIS)中时,可以利用被测互感器和被测电流互感器两侧的接地刀闸形成一次检测回路。检测时将两侧的接地刀闸闭合,把一端刀闸接地点作为另一个电流端子,同时拆除另一端刀闸的接地线,作为一次电流极性端子。此外,检测时一次检测回路的开关要处于闭合状态,这样通过开关(断路器)形成闭合回路;倘若封闭式组合开关设备内包含了全部开关两侧接地刀闸,使得接地刀闸无法接地,这时为了形成一次检测回路,可以在母线上加检测套管。
        4..互感器的正确使用
        4.1电能计量点应配置计量专用电压、电流互感器或者专用二次回路,互感器的准确度等级及电压互感器二次回路电压降应符合DL/T448—2000的要求。
        4.2互感器的实际二次负载应在25%~100%额定二次负荷范围内;电流互感器额定二次负荷的功率因数因为0.8~1.0;电压互感器额定二次功率因数应与实际二次负荷的功率因数接近;二次导线应符合规定。
        4.3电流互感器额定一次电流的确定,应保证其在正常运行中的实际负荷电流达到额定值的60%左右,至少应不少于30%。
        4.4同一个计量点,应选用相同型号、二次容量相等的互感器。有条件的尽可能选用电流互感器和电压互感器的比差符号相反、大小相等;角差符号相同,大小相等;这样可以减少电能计量装置的综合误差。
        5.结论
        综上所述,当前电力计量工作是电力企业发展过程中的一项工作内容,在实际工作过程中起着十分重要的作用,由于各方面因素其存在一定误差,一定要加强互感器误差现场测试技术的研究,在实践中及时发现、解决问题。
        参考文献:
        [1]张迎春.互感器误差偏真值原因分析[J].电子制作,2020,(01):77-78.
        [2]李玉兰.浅析10kV互感器误差检定方法[J].电子测试,2019,(23):138-139.
        [3]电能计量.用电管理培训教材
        [4]电能计量电流互感器技术管理规程.
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