试析感应式电能表电能的计量误差
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浅析电能表计量误差产生的原因及调整方法作者:张春霞郭宏宏苏继艳来源:《科技资讯》 2013年第15期张春霞郭宏宏苏继艳(河北省张家口市阳原供电分公司河北阳原 075800)摘要:对现代社会的生活和生产来说,电能显得相当重要,影响着整个社会的发展,关系着人民生活水平的改善。
电能计量,是电力企业对能源分配和运作进行维护的重要手段,同时,它也直接关系到人民群众的贴身利益。
电能计量出现失误,意味着用户要付出比实际应用更昂贵的代价,本文对其误差产生的原因做了分析,并提出了相关改进方法。
关键词:电能表计量误差调整方法中图分类号:TM933 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)05(c)-0125-01随着社会经济的不断进步,作为国民经济飞跃、科技进步的主要动力,电能被广泛用于诸多领域,如照明通信、化学冶金、动力广播等。
电能表是一种仪表,主要用来对电能进行测量,依据不同的结构和工作原理,可将其分为三类,一是感应式电能表,二是电子式电能表,三是机电一体式电能表。
其中,电子式电能表具有很多优势,如功率消耗低、计算精度高,且派生的功能多,灵活性好,其又可分为机电脉冲式和全电子式两种;感应式电能表在电磁感应原理的基础上将相位、电流和电压转变成磁力矩,以带动铝制圆盘运行,圆盘的蜗杆带动齿轮,从而驱动计算器的鼓轮转动,此过程就是进行累计时间量的过程,可见,感应式电能表动态连续,比较直观,即便突发停电,数据也不会丢失。
先对电流电压进行采样,再利用相应的电能表集成电路,对其分析处理后转化为脉冲输出,然后借助数字电路完成功能计量工作。
作为目前计量电能的主要应用工具,电能表对企业和用户的经济利益影响颇深,因此,有必要尽量减少计量中的误差。
1 电能表误差产生的原因在多种负载电流共同作用下,电能表若要准确无误地测量,必须满足两个条件:一是补偿力矩和摩擦力矩相等;二是制动力矩和圆盘转速成正比,圆盘转速和功率成反比。
分析电能计量装置中的误差摘要: 电能计量管理工作是电力企业生产经营管理及电网安全运行的关键环节, 其技术和管理水平事关电力工业的发展和电力企业的形象,而且影响到结算的准确、公正,涉及到广大电力客户的利益。
关键词:电能计量装置误差分析1. 导致电能表误差的原因(1)受冲击负荷的影响。
因冲击电流的峰值会是平均负荷电流的数十倍, 受惯性的作用、电能表的转盘转速加快、使电能表呈现瞬间的正偏差。
(2)工作电压偏低。
当电能表接入的工作电压偏低(低于额定值)时,因电压元件产生的自制力矩与转盘的转速、电压磁通与u的平方成正比, 因此, 当电压偏低时,其电压变化而引起的自制动力矩变化率要大于驱动力矩, 所以电能表会产生正偏差。
(3)用电负荷轻。
用电负荷太轻,其电流达不到电能表标定值的5%时,电能表的工作特性会很不稳定,因补偿力矩的作用较大,会使表计产生较大的正偏差。
经试验证明,电表在2%~3%的标定负荷下运行时,其误差将会增大20%~40%。
(4)超负荷运行。
电能表长期超负荷运行(超过标定电流1~4倍以上)时,将导致电流铁芯的自制力矩加大、又使电流线圈长期严重发热而造成匝间短路, 使驱动力矩减少、电能表因此产生负偏差。
2. 电能计量装置综合误差分析电能计量装置是计算供电企业与电力客户之间进行电能与货币交换的依据, 它的准确性关系到供用电双方的利益。
电能计量装置由电能表、互感器及二次接线等三大部分组成,其误差由这三部分引起的误差组成,其各自的误差都可直接测得。
但是,当将它们组成一个整体构成电能计量装置后,则它们对电能计量结果的影响, 会因接线方式的不同、使用条件变化而不同。
电能计量装置的综合误差γ是使用整套电能计量装置时,由电能表的基本误差γp互感器的合成误差γh二次回路的压降误差γ d引起的整体误差,即: γ=γp+γh+γd其中γh=(KlnKynP2-P1)P1×100%式中:Kln为电流互感器的额定变比;Kyn 为电压互感器的额定变比;P2为互感器二次侧功率,W(或KW);P1为互感器一次侧功率,W(或KW)。
电能表计量误差的原因与调整摘要:电能表是用来测量电能的仪表,按结构和工作原理可分为感应式、电子式(全电子式和机电脉冲式电能表)和机电一体式三种电能表。
感应式电能表采用电磁感应的原理把电压、电流、相位转变为磁力矩,使计度器圆盘转动,完成计量过程。
电子式电能表将采样信号转换成脉冲输出,然后通过模拟或数字电路完成电能计量。
目前电能计量和经济结算主要依靠电能表来实现,因此它的准确与否影响着用电单位和个人的经济利益,也关系到国家能源安全,所以分析电能表计量误差产生的原因,并探求其误差调整方法就显得十分重要和必要。
因此,本文从电能表产生误差的原因分析入手,并对其误差调整提出了指导方法。
关键词:电能表;计量误差;原因分析;调整方法1电能表计量系统特点分析在现实工作中,必须借助操作工具才能够完成电能计量工作的开展。
电能计量工作并不容易,它必须充分的结合电能的作用方式、传递特性、特点、产生特性等进行操作。
电能表是当前进行电能计量的主要工具,对一类电能测量工具可统称为电能表,而事实上,不同的工作原理和不同的组成结构,电能表可分为不同的形式。
电能表常见的有感应式电能表、电子式电能表、机电一体式电能表等。
而电子式电能表又分为机电脉冲式和全电子式电能表两种,与其他几种电能表相比较,电子式电能表特性是精准度较高,且自身的损耗性能在测量过程中也比较低,能够方便地调整计量中的各种数学参数,使用过程中不仅实现了电能表的计量,还可开发出其他的不同功能。
而感应式电能表的操作主要根据电磁感应的相关原理进行,其特点是反应电能作用的过程更加持续动态、更加持久,就是在停电的状态下,相关数据也不会丢失。
最主要的也是最常用的电能表是电子式电能表,在电能测量工作中被广泛地应用,能够得出正确的结论,与电力公司的利益息息相关,更关系到普通人民的经济利益。
二次电压网络随着我国用电负荷的增加而日渐庞大,电压网络结构的复杂化,极大地影响了电能计量工作。
尤其是出口计量,二次电压会造成损耗和减压的问题出现。
电能表电能计量误差原因及对策分析近年来,我国电力行业取得了较快的发展,人们用电量不断增加,为了确保用电量计量的准确性,则电有计量表在电力工作中发挥着越来越重要的作用。
电能表不仅是电能计量的重要装置,而且直接与群众和电力企业的利益息息相关,所以其计量的准确性具有十分重要的意义。
目前在电能表计量过程中,不可避免的存在着一些误差,所以需要针对这些误差产生的原因,采取切实的对策,确保电能表电能计量的准确性,使电力用户与供电企业能够更好的进行合作。
标签:电能表;电能计量;误差;分析前言电能表作为我国电力行业对电能进行计量的重要工具,目前电能表的使用越来越广泛,对其误差的控制要求也越发的严格。
但电能表计量误差还是不可避免的会存在,这多数情况下是由于电能表故障所导致的,而在电能表内部一些深层次问题上也会导致误差的产生,这些误差產生的原因都较难进行控制,所以需要电力工作者对误差进行深入的分析,并进行科学的研究,尽量减少误差产生的可能性,确保计量的准确性。
1 控制电能计量表误差存在的重要性电能作为人们日常生产生活中不可或缺的重要资源,其在社会发展过程中发挥着非常重要的作用,人们在对电能使用过程中,其使用数量是通过电能表来进行计量的,通过电能表的计量,从而来确保使用电能的数量,这是供电企业和用电客户进行结算的重要依据。
但电能表在计量过程中或多或少的会存在着误差,这些误差的存在,直接影响到用户利益和供电企业的经济效益,由于误差的存在,导致供电企业与用户进行交易过程中失去了平等性,由于供电企业的发展是依靠收取电费来维系的,电能计量误差的存在不利于供电企业的可持续性发展。
随着电力行业改革的不断深入进行,国家对电力行业的支持力度也在不断加大,电能计量体系得以不断完善,对电能计量的准确性有了更高的要求,所以电能计量误差的有效控制已成为当前电力企业与供电用户之间和谐关系的重要保障,只能通过有效的控制电能计量的误差,才能使用户的合法权益和供电企业的经济效益得到有效的保障,确保交易的公平性,对电力企业的发展也将起到极其重要的作用。
电能表计量误差原因和处理方法探析摘要:随着我国社会经济的快速发展,电力事业得到了长足的发展。
在电力系统运行的过程中,需要利用电能表进行计量,电能表的准确性对电能计量有很大的关系,也关系着人民的经济利益。
电能表是电力系统中计量的主要方式之一,但是由于一些因素的干扰,会对电能表的计量造成一定的影响,产生计量误差,导致经济利益受损。
文章就对电能表计量误差产生的原因进行分析,并探讨行之有效的处理方法,供有关人员参考。
关键词:电能表;计量误差原因;处理方法改革开放以来,我国各行各业都得到了长足的发展,在各行各业发展的过程中,电能是其主要的能源之一,为各行各业的发展提供充足的动力,推动行业的发展,促进社会的进步。
社会快速发展对电能的需求量越来越大,并且对供电安全也提出了更高的要求。
这就需要对电力运行情况进行及时的掌握,目前最常用的方式就是用电能表进行电力计量,随着科技的进步,电能表的形式也取得了很大的改变,有电子式、感应式以及机电一体式三种,三者间各有优劣,但是使用电能表的目的都是为了准确的对电能进行计量,了解电力运行的情况,以便更好的为电力用户提供更加优质的服务,促进供电安全。
所以在实际工作过程中,相关的电力工作者需要对电能表的性能熟练的掌握,并能够掌握电能变产生误差的原因,及时对其进行调整,确保电能计量的精确性。
1电能表计量误差的原因1.1电能表计量准确的条件理论上来说,为了保证在各种电力负荷下电能表能够准确的计量电能,反应电力运行的状态,其需要具备以下几个方面的条件:①电能表摩擦力矩与补偿力矩一致。
②电能表的制动力矩与其圆盘的转速成正比,并且与电能表的功率成正比。
1.2电能表计量误差分析在电能表正常运行过程中,这些条件是不可能保证始终实现的。
首先,电能表的摩擦力矩与补偿力矩之间是一个复杂的函数,并且不是一个常数,会不断的发生变化。
其次,由于电能表中的材料为铁质原件,所以在运行过程中,不同的荷载产生的磁通与电流也不是严格意义上的正比关系,并且会影响其制动力矩,就造成制动力矩与圆盘转速的正比关系。
电能表计量误差原因分析及措施摘要:电能计量的准确性直接影响着供用电双方的切实利益,提高电能计量装置的准确性,做到公平、公正、合理显得必要。
电能表是电能计量的核心装置,提高电能表计量的准确性,是加强电能计量准确性的重要环节,本文通过对电能表计量误差产生的原因进行分析,发现其中存在的问题,为减小计量误差提出有效合理的建议。
关键词:电能表,电能计量,计量误差,0概述电能计量是供用电双方的结算依据,电能计量的准确性直接关系到供用电双方的切身利益。
电能表是电能计量装置的核心仪表,其计量准确性直接决定着整套电能计量装置的准确性。
为了维护供用电双方的权益,保障双方的公平性。
对电能表计量误差进行分析,并找出其原因,加以解决,对于促进经济发展有很重要的意义。
1电能表计量误差原因分析电能表的误差根据影响因素可分为质量影响、环境影响、参数影响、安装使用影响及电网影响几大类。
1.1电压、电流、温度对计量误差的影响电压、电流、温度、频率变化是影响电能表误差的重要的原因。
当加在电压线圈两端的电压发生变化时,使电能表产生了电压附加误差,简称电压误差;当加载的电流与外内线路的电流不同时,也会使电能表产生电流附加误差,称之为电流误差;当电网频率与电能表的额定频率不同时,将引起电流、电压工作磁通幅值以及它们之间的相位角差的改变,致使电能表产生频率误差;电能表的标准温度规定为﹢20℃,当电能表所处的环境温度与标准温度不同时,将产生附加误差,称之为温度误差[1]。
1.2三相电压不对称造成的误差当三相电压不对称时,将造成电能表中附件的不一致性,在同一个线路,同一个电压和电流通过时,电能表的附件会导致各种不均衡的状况,使转动滑轮运行发生变化。
即使电能表附件一致,只要电压不对称依然存在,滑轮的运转产生一定的变化,绝对值也是不一样的,进而促使电能表误差的存在。
另外,当和电能表同一线路的电压不对称时,转动滑轮力矩和电压抑制力矩随电压成负相关的关系,电能表误差也会依然存在。
电能表计量产生误差的原因分析及措施摘要:随着用电量的不断稳定增加和电网改造工作的不断推进,电能表计量在电力工作中的地位越来越受到重视。
这直接关系到电力企业和用户之间建立信任关系。
电能计量的准确与否,直接影响着供用电双方的经济利益。
然而在进行电能表计量时,但由于计量系统的不稳定,在进行电能计量时会产生一些误差。
本文阐述了电能表计量误差存在的原因,并针对性的提出了改善措施。
关键词:电能表计量误差分析随着社会对电力能源需求的不断增大,电能计量工作已经成为电力工作中非常重要的工作。
它关系到直接的经济利益,正确的电能计量对核算发、供电电能,综合平衡及考核电力系统经济技术指标,节约能源等都有重要意义。
但是由于电能表在运行时会因接地错误、短路以及一些不容易发现的原因导致故障发生。
一、电能表计量在电力行业中的重要性电力资源是我们最平常使用的能源,我们消耗电能,计算方式是通过电能表进行计量来实现的。
电能表计量的数据是供电企业和用尸进行结算的基础,而在进行结算时,计量误差会严重损害到双方的经济效益。
当电能表数据计量多了,则会损害到供电企业的经济利益,长期以往,会导致供电企业的亏本。
总之,电能表计量的准确性不仅影响供电企业和用户两者的经济利益和交易的公平性,甚至还影响到发电企业的经济利益。
最近几年,我国电力市场的不断发展完善,对电能表计量工作提出了更高的要求。
研究电能表计量准确性是当前大势所趋,尽可能减少误差,保护好发电企业、供电企业和用户三者之间的共同利益。
因此,对电能表计量误差性的研究是电力工作者当前重要的研究课题之一。
二、电能表计量误差的影响因素1.电能表中电压、电流、温度变化是影响电能表计量误差的首要因素。
电能表中的所加载的电压与外内线路的电压是不相等的,这就会造成电能表中的转动滑轮变化的比例也不同,影响电能表计量不准确,电压不同引起的误差就这样形成了。
同样,电能表中所加载的电流与外内线路的电流也会不同,存在着一定的偏差,造成电能表度数和实际用电量完全不相同,形成误差。
浅析电能表产生误差的原因及对策作者:李英来源:《环球人文地理·评论版》2015年第01期摘要:电能表由于具有结构简单、转动力大、工作稳定等优点,在我国得到广泛应用,无论在城镇还是农村,电能表的应用无疑是我国现代化进程加快的一个重要体现。
此外,电能表是衔接供电部门与用户的一座桥梁,是供电部门标准计量的重要组成部分,电能表的正常运行关系到供需方的工作效率和经济效益。
但是,在电能表的运行过程中难免出现误差。
因此,电能表的校验就变得至关重要,及时有效地找到导致电能表产生误差的原因并采取措施,可以确保电能表的正常运行,更好的保护供需方的利益,促进我国电力市场的稳步发展。
关键词:电能表;校验;误差;对策一.电能表产生误差的原因1880年,德国人爱迪生利用电解原理发明了世界上最早的直流电能表,随之感应式电能表和电子式电能表也相继产生并投入使用。
从此,电能表便成为人们生活中不可或缺的一部分。
经过近一个世纪的不断改进与完善,电能表日渐成熟并依靠其自身特点得到广泛应用。
随着现代科技的发展以及经济的迅速腾飞,人们对电能表的要求也逐渐提高,尤其是电能表的准确性。
但是在实际应用中,电能表难免产生误差,分析电能表产生误差的原因并及时采取相应的策略至关重要。
1.电压的变化电压的变化是电能表产生误差的一个重要原因。
由于电能表中加载的电压与外内线路的电压不同,影响电能表转动滑轮的速度,导致误差的产生。
此外,线路电压的不对称也会使电能表产生误差。
线路电压的不对称表现为电能表中附件的不一致性,在同一个线路,同一个电压和电流通过时,电能表的附件会导致各种不均衡的状况,使转动滑轮运行发生变化,导致误差的产生。
2.频率的变化电能表的频率的变化也会导致误差的产生。
每个电能表上都标有额定频率,电能表运行时的频率必须同电能表的额定频率保持一致,否则就会产生误差。
频率过高或过低都会引发电能表速度的变化,进而产生误差。
3.位置的变化任何细小的变化都可能破坏电能表的准确性,比如电能表的位置变化也会导致误差的产生,电能表在正常运作时,难免受到碰撞,或者因为其他一些因素,产生倾斜,偏离原来正常运行的位置,致使电能表的运行发生变化,最终产生误差。
感应式电能表现场校验误差分析电能表计量准确与否直接关系着电力系统各项经济技术指标的实现,但运行中的电能表由于各种原因时常出现误差超过正常范围的现象,成为电能计量不可忽视的一个重要问题。
本文对感应式电能表各种负载下的误差进行分析,并提出一些处理措施。
标签:电能表现场校验误差分析0 引言电能是我国经济建设和人民生活的一种重要能源,电能表作为电能计量与经济结算的主要工具,其计量的准确性直接关系着电力系统各项经济技术指标的实现,直接关系着国家与人民的利益,因此必须保证电能表计量的准确。
但运行中的电能表由于各种原因时常出现误差超过正常范围的现象,对电能表进行校验显得十分重要。
现场校验不需要拆卸电能表,不需要中断电能表的计量,能在不中断用电的情况下完成校验,可以真实地记录电能表实际工况下的故障情况,近年来成为测试电能表计量误差的常用方法。
下面,本文以感应式电能表为例,针对电能表现场校验方法,就电能表计量误差进行分析,并提出一些有效的处理措施。
1 感应式电能表工作原理及误差特性1.1 感应式电能表工作原理对于感应式电能表来说,其转盘是一个导体,在交变磁通的作用下产生感应电流,此时转盘成为载流导体,载流导体在磁场中受到电磁力的作用,因电磁力力矩作用而使得转盘发生转动。
穿过电能表转盘的磁通,包括电压磁通和电流磁通,而在电能表工作过程中,实际上在其转盘的不同位置一共有三个磁通穿过。
磁通最大值在一个周期内移动,经过三个磁极时,磁场不断重复移动形成旋转磁场,最终由感应电流与电压工作磁通相互作用产生电磁力,形成驱动力矩,使转盘根据负载大小转动。
但要使转盘在恒定的负载下做等速旋转,则必须对转盘施加一个同驱动力矩大小相等方向相反的反作用力矩,也就是制动力矩,制动力矩与转盘的转速成正比变化,以阻止转盘加速转动,在感应式电能表中,制动力矩由永磁铁来实现。
1.2 感应式电能表误差特性感应式电能表依靠驱动力矩来驱使转盘转动,依靠制动力矩来阻止转盘加速转动,最终实现对负载的计量。
电能表计量误差产生原因及调整对策分析作者:宋荣来源:《科技创新导报》2012年第12期1 电能表计量系统特点分析电能计量工作的开展,必须借助现实的操作工具来予以完成。
电能计量并不是一项容易的工作,它必须充分的结合电能的传递特性、产生特性、作用方式、特点等来进行操作。
当前进行电能计量的主要工具就是电能表,电能表是对一类电能测量工具的统称,实际上,按照不同的组成结构和工作原理,电能表又分为几种不同的形式,在日常的工作中比较常见的是电子式电能表、感应式电能表以及机电一体式的电能表。
而在电子式的电能表中,又分为全电子式和机电脉冲式的电能表两种。
电子式电能表的特性在于在,这种计量方式的精准度相较于其他几种要更高,并且在测量的过程中自身的损耗性能也低,用于计量的各种数学参数能够方便的进行调整,它不仅仅能够作为电能表计量工具,同时也可以开发出许多其他不同的功能。
感应式电能表,主要是根据电磁感应的相关原理来进行操作的一种电能计量工具,它的特点在于能够更加持久、持续动态的反应电能作用的过程,即使在停电状态下,也不会丢失相关的数据。
在这几种电能测量工具中,电子式电能表是最为常用也是最主要的一种测量工具它被广泛的应用在电能测量这一工作中,利用电能表能够得出正确的结论,不仅关系到电力公司的利益,更是关系到普通用户的现实经济利益。
随着我国用电负荷的增加,二次电压网络已经日趋庞大,在这种复杂的电压网络结构下,对电能计量工作产生了重要的影响。
特别是出口计量,二次电压会造成减压和损耗问题的出现。
所以当前的行业操作方式就是对于由于二次回路带来的减压造成的各种计量损失由每一个企业自行承担。
2 影响电能表计量的因素分析电能表计量误差的产生,是一种常见的现象,误差可大可小,一些由于客观条件限制属于允许的误差,但是对于一些可以克服的误差而言,引起计量不准确的原因主要有:2.1 电压、电流、温度变化利用电能表计量电能,温度、电压和电流是影响最终计量结果的重要原因。
试述电能计量误差产生的原因及改进措施摘要:一般情况下,电能计量装置主要是用来进行电能测量,该设备可以非常精准地测量电力企业的电能,这不仅能保障电力企业的稳定发展,而且还能实现电能的稳定供应。
从另一个方面来看,电能计量装置在应用过程中,相关人员应该加强设备的维护与管理工作,这可以有效避免故障问题的产生,从而降低电力企业的运行成本,并实现综合经济利益的最大化。
但是,如今的电能计量装置还存在着非常多的问题与不足,这就需要相关人员在应用时不断完善和创新,这样才能为电能的稳定供应提供有力支持,并促进我国电力事业的发展。
关键词:电能计量误差;原因;改进措施前言随着社会的发展,人们的生活水平在不断的提升,人们对电能的依赖性越来越高,电能的消耗在逐渐增加。
而电能的计量准确性可以起到优化资源配置,保障用户用电需求并确保用电安全的作用,但是目前电能计量仍存在一些问题,导致其准确性无法得到保证,因此,必须采取积极有效的措施加以解决和提升,保障我国电力产业的稳定发展。
一、电能计量装置的基本认识电能计量装置的主要功能有供电量、用电量、测定发电量等,可以说是电力企业日常经营过程中必须参考的数据,而电能计量装置的应用和研发则可以协助企业制定更科学、完善的生产计划,并带给企业更高的经济效益,甚至还能保障电力企业的稳定发展。
由于电能计量装置的应用范围非常大,且主要的作用是用来研究电量,提升电力企业的经营水平,从而实现电力资源的节约。
二、电能计量测量时影响准确性的因素(一)电能表自身的误差在电能计量的过程中,主要是通过电能表进行进行计量的,因此,电能表的准确性直接影响了电能计量测量的准确性。
而在电能表的运行过程中会因为电流较大或较小的变化而导致功率的变化,这也会直接导致出现负载误差。
如果电能表的负载较小,负载误差就会变得更大。
此外,一些厂家会为了片面追求经济效益而在生产过程中忽视质量问题,生产出质量不达标的电能表,也是导致电能表出现误差的原因之一,一旦这些质量不达标的电能表被电力企业购买使用后,将使得电能计量测量时无法得到准确的数据,直接影响电能计量测量工作的准确性。
感应式电能表的误差估计及潜动解析
刘润民
【期刊名称】《河北电力技术》
【年(卷),期】2014(33)3
【摘要】1感应式电能表计量不准的主要原因感应式电能表的错误接线是造成计
量不准的一个主要原因,如:当单相电能表出现反向接法(电流正负极接反)时,将出现反转现象,这从外观上很容易发现。
但当三相电能表出现某一相电流反接时,电能表还是正向转动的,但它累计的电量却不是实际的电量。
这一点可通过公式推导来证明。
【总页数】2页(P53-54)
【作者】刘润民
【作者单位】国网河北省电力公司电力科学研究院
【正文语种】中文
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试析感应式电能表电能的计量误差
【摘要】电能计量直接关系到电力系统各项经济技术指标的实现,然而随着电网用电波动的加剧,峰谷差愈来愈大,计量系统在大幅度的工况变化中工作,使其计量误差增大,已成为电能计量不可
忽视的问题。
本文对感应式电能表的计量误差进行了简要分析。
【关键词】感应式电能表;电能;计量误差
【中图分类号】tb91【文献标识码】b【文章编号】1001-4128(2011)04-0271-01
1 电能计量表的工作原理
电能计量通常包括单相电路、三相三线电路和三相四线电路有功无功的计量。
计量装置主要部件是电能表,为了扩大量程需要,计量装置需加配部件,通常由计量用电流互感器和电压互感器以及连接互感器及电能表之间的二次回路构成。
如果对象是低压小电流的电能计量则可通过一只电能表及电压电流回路构成计量装置来实现
计量,而对于计量对象为高压大电流时则可采用电压、电流互感器及二次回路构成计量装置来实现。
众所周知,电能是功率对时间的积分,其中,电能和功率的意义是不同的,但其数学表达式仅仅表现在时间参数上,电力领域研究电
能计量时主要是以电功率的测量为主,通过电表来完成电功率与电能之间的数量转换,在表达电能时可以以电功率来表示。
两部制电价在我国广为推行,主要以有功电量作为电费的收缴依据,无功电
能的计量主要作用在于对用户功率因数的考核上,一般电能计量分
析均以有功计量为主。
电能计量装置通常包括五部分:pt、ct、二次回路、电能表以及电能计量柜,电能计量的准确与否,与前四个部分的关系最为密切。
实践表明,只有电能计量装置综合误差是衡量电能计量装置准确与否的唯一指标,而对于任何一个部分的误差,如电能表的误差,都不能代表整套计量装置的计量误差。
从理论上讲,电能计量装置的综合误差γ由三个部分组成,即电能表的相对误差γb、互感器的合成误差γh,pt二次压降引起的误差γd,它们之间有这样的表达式:γ=γb+γh+γd。
2 感应式电能表的误差分析
2.1 基本误差。
电能表的基本误差会随着负载电流和负载功率因数变化而产生变化,它们之间存在着一个关系曲线,这个曲线即误差的特性曲线。
对于任何一个合格的电能表而言,它的基本误差经出厂检验或检定机构调校后均会满足规程规定的要求,从而保证电能表误差特性的合理与稳定。
假定在任何负载条件下,转盘只受到与负载功率成正比的驱动力矩和制动力矩作用,可以得出转盘读数和负载电能成正比,这是电能表的工作原理,但是,现实情况却复杂的多,除了这两个主要力矩外,还有抑制力矩、寄生力矩、摩擦力矩、电流铁芯磁化曲线的非线性及补偿力矩、另外还有转盘位移的影响,都会使电能表即使在电压、频率和温度等因素都达到规定值的情况下,转盘转速也不会和负载功率始终保持成线性的正比变化的关系,这种情况直接影响
到了电能表的基本误差。
通常为了保证感应式电能表的基本误差达到要求,误差调整装置会被安装在感应式电能表内部,通过对这些装置的调整,电能表的基本误差可基本控制在规定的正常范围内。
这些装置:其一为满载调整装置,改变制动力矩的方式是通过调整制动磁铁,使得电能表的负载特性曲线上下平移。
其二为相角调整装置,通过调节电流工作磁通与电压工作磁通间相位角的方式,使得相位角满足相位变化关系式,从而使电能表转速与功率成正比。
其三为轻载调整装置,它是为了改善轻负载范围的负载特性曲线而设置的调整装置。
其四为平衡调整装置,它可使三线电能表中各计量单元误差特性曲线基本一致,可改善电能表在不对称负载时的误差特性。
2.2 附加误差。
确定电能表基本误差时,改变的往往只是负荷电流和功率因数,而其他条件只允许在一个很小的范围内变化,并且这个范围在电能表技术条件中明确规定,即确定电能表基本误差的外部条件。
事实上,电能表在实际使用中所处的外部条件通常会与技术条件规定不同。
譬如,市电交流电频率经常会偏离额定频率,电能表安装场所的环境温度和电网电压都可能会发生变化,且变化的幅度和范围会非常大,这些外部条件的改变会产生电能表的误差改变,那么这个改变的量就叫做电能表的附加误差。
2.2.1 电压、频率、温度变化对基本误差的影响。
若电能表电压线圈所加载的电压与额定电压不同,那么电压工作磁通和有关力矩随电压变化的比例也会不同,会使电能的读数出现电压的附加误
差。
若市电交流电的频率与额定频率之间有偏差,各磁通及其相位角都会产生变化,使电能表示数显示与cos 有关的频率附加误差。
若环境温度产生变化后,制动磁通和电流、电压工作磁通及其损耗角都要改变,引起与cos 有关的温度附加误差。
2.2.2 波形畸变对基本误差的影响。
当前,非线性负载广泛存在于电网中,当某电网中有非线性负载时,畸变现象就会出现在负载电流的波形中。
非正弦的负载电流会在输配电线路上引起非正弦的阻抗压降,那么即使电源电压为正弦波,负载端的电压也会是非正弦的。
如此,加在电能表上的电压和电流都是畸变的波形。
另外,在调试和检定电能表的时候,调试装置输出的电压、电流波形为理想的正弦波的情形往往也是很难保证的。
2.2.3 三相电压不对称对基本误差的影响。
三相电压的不对称也是三相电能表误差产生的主要原因之一。
首先,由于各驱动元件不平衡,即在相同的电压、相同电流和功率的情况下,各元件产生的驱动力矩和电流、电压抑制力矩不相等,当一相电压升高而另一相电压同样降低时,作用在转动元件上的总力矩发生了变化。
其次,即使各驱动元件平衡,但由于磁通fu与电压u并非线性关系,处在电压升高和降低的元件,其驱动力矩变化的绝对值也各不相同。
另外,当三相电压不对称时,补偿力矩和电压抑制力矩随电压的平方成正比变化的关系也会引起附加误差。
2.2.4 负载不平衡和负载波动对基本误差的影响。
三相负载不平衡会引起三相电能表误差变化。
这种变化的主要原因包括各元件驱
动力矩的不平衡,补偿力矩的影响,电流和抑制力矩的影响以及各
驱动元件的相互影响等。
对剧烈和频繁波动的负载,诸如电气机车、轧钢机械和电焊机等的负载计量,若负载增加时,电能表加速,制动力矩和电流、电压抑制力矩阻碍转盘加速,电能表少记电能;负载降低时,电能表减速,制动力矩和电流、电压抑制力矩阻碍转盘减速,电能表多记电能。
由于转速下降所需的时间较长,电能表在负载降低时多记的电能会比电能表在负载增加时少记的电能要多一些,引起了正的附加误差。
由此可知,转动元件的惯性矩、稳定转速和电流抑制力矩越小,波动负载引起的附加误差就越小;负载波动周期
越短或负载电流越小,那么这个附加误差就越大。