高压计量整体误差现场校验技术研究与应用

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  摘 要 目前,高压计量装置的整体误差校验技术取得了一定的进步,但是在工作中还存在一些不足。为此,本文以高压计量整体误差现场校验技术为课题,引进一种新的装置。在这个过程中,电压互感器、电流互感器等是被作为一个整体参与实验。利用装置输出的高压大电流可以了解到高压电能计量装置的运行状态,达到检验计量误差的目的。
  关键词 高压电能计量;整体误差;现场校验;组合互感器;应用
  中图分类号:TM933 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2015)03-0021-01
  通常在配电网中,高压电能计量装置主要是由电压互感器(TV)、低压电能表等部分构成,每一个仪器在整个装置中都不可或缺。这里需要指出一点,即高压电能计量误差与装置的性能有着紧密的联系,装置的精确性和计量的误差成反比关系。为了使电能计量系统的工作效率得到提高,原有的方式是对出现问题的环节进行校验,同时对计量过程中的误差进行整理与分析。依据国际电工委员会(IEC)的一些规定,对于计量中存在误差的仪器,必须再次通过实验对其进行检验。但是至今为止,依旧没有找到较好的设备鉴定高压电能计量装置。基于以上原因,笔者提出一种高压计量整体误差现场校验装置,并对其功能进行了测试。
  1 高压计量误差检验技术
  迄今为止,对计算过程中出现的误差进行综合分析是判断计量装置准确性的一种最为有效的方式,具体公式为:
  ε=εW+εT+εE (1)
  (2)
  需要指出的是,在(2)式中,εW表示低压电能表综合误差;εT为TA、TV的合成误差;εE为TV二次压降误差;fu、f1分别为TV与TA的比差;、分别为TA与TV的角差;为额度负荷下的功率因数。
  在理论的基础上通过实践证明,式(1)、(2)具有以下几个问题:①没有将电压与电流的影响纳入考虑范围,具体是指在利用互感器鉴定时,没有重视高电压对TA的作用,以及大电流对TV的作用,这脱离了实际情况;②在测试TV、TA时,仅仅是施加其上限负荷和下限负荷,没有综合考虑实际负荷。
  2 整体误差校验装置研制
  2.1 整体误差校验装置结构
  为了使读者更好地理解高压计量整体误差校验装置的工作原理,结合实际调查,笔者在研究过程中绘制出了校验装置框图。在这个过程中,TV、TA和低压电能表部分是被检验的部分。通过使用效果相同、高压、电流强度大的电源模拟校验装置的工作方式,比较容易发现装置正常工作状况下电压和电流的具体数据。在这个过程中,要尽量保持接受检验的高压电能计量装置与标准电能计量系装置、标准电能计量系统的功率相同,这是为了使模拟结果更接近实际情况。另外,必须及时地将被检电能脉冲信号和标准电能脉冲信号传递出去。在这个环节中,高频脉冲预置法是计算系统误差最为有效的一种方式,其具体计算公式如下:
  (3)
  (4)
  式中,m0为预置高频脉冲数;m为实测高频脉冲数;CH0为标准表的高频脉冲常数;CLK为被检表的低频脉冲常数;KI、KU分别为电流、电压互感器的变比。
  2.2 等效高压大电流电源
  纵观整个误差校验过程,在整个装置中,最为关键的环节就是对高电压以及大电流电源进行处理,使其趋向小型化。举一个简单的例子,若电能计量装置的参数为10 kV、100A,则需要依据最大电流、电压为额度值的百分之二十来计算。笔者通过查询相关资料发现,试验电源的等效容量计算公式如下:
  P= (5)
  就此种大功率的稳定电源而言,其重量即体积相对较大,加上其耗费大,所以其不能符合现场校验的要求。因此,本文对新型的高压大电流试验电源进行了探索,以期寻求更好的校验方式。
  2.3 标准电能计量系统
  标准电能计量系统主要由三个部分组成,即电压、电流标准和标准电能表。它的计量方式为“三相三线两元件”法。具体的途径为:将电流、电压信号进行标准化处理,然后进入到标准电能表内,这是进行误差计算的一个重要依据。
  3 应用
  通过对实际情况的分析,笔者发现整体误差现场校验装置同样适用于现场对10 kV计量箱(柜)、组合式互感器和高压电能表等误差的检测。为增强测试的可靠性,进行系统设计时必须提高电压电流传感器和标准电能表的精度。
  3.1 整体误差测量
  为了比较出综合误差和整体误差之间的不同之处,即使是同一检测设备,也可以使用多种校验方式进行检验,将检验得到的结果用数据表示出来。电能计量系统的误差分为许多种类,比如TA误差、TV误差、低压电能表误差等都是其重要组成部分,这些都可以通过以往的校验方式获取。
  1)被检系统的TV(0.2级)。按互感器测试规程法对每一测点进行测试,对应的测点误差如下:0.81U1测点的AB相f为0.132%,δ相为2.4′,CB相f为0.1578%,δ为2.61;1.10U1测点的AB相f为0.130%,δ相为2.5′,CB相f为0.1444%,δ为4.12;1.12U1测点的AB相f为0.131%,δ相为2.3′,CB相f为0.1589%,δ为4.22。其中U1为TV一次电压。
  2)被检系统的TA(0.2级)。按互感器测试规程法,对每一测点进行测试,其中对应的测点误差如下:0.02I1测点的AB相f为-0.0024%,δ相为6.31′,CB相f为0.1171%,δ为7.21′;0.03I1测点的AB相f为-0.0053%,δ相为6.03′,CB相f为0.1092%,δ为6.72′;1.20I1测点的AB相f为-0.0332%,δ相为2.80′,CB相f为0.0902%,δ为2.97′。I1为TA的一次电流。
  3.2 整体误差校验装置的精确度
  通过研究,可以将高压计量检定装置校验数据以及本装置现场测试的数据进行一个比较,在进行全面的分析后可以发现两者之间的关系。笔者通过整理发现两者的结果大同小异,数据偏差较小。这很好地说明了本文探讨的高压计量整体误差现场校验装置的可行性。
  4 结束语
  总而言之,新的整体误差校验方式是对以往校验技术的一次突破,它改革了原有的电能计量校验方式。其突出的优点有:占地面积小、重量轻、成本低。并且根据我们得到的各项数据可以发现,使用这种高压电能计量整体误差现场校验装置得到的结果可信度相对较高。
  参考文献
  [1]瞿清昌.高压电能计量关键技术和量值溯源的研究[J].中国计量,2006(11):49-51.
  [2]卢麒麟,张杰.现场校验测试设备使用中应注意的问题[J].农村电工,2012(04):21-22.
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