对影响变电站电能计量的因素及其措施分析

对影响变电站电能计量的因素及其措施分析

童远明

国网四川省电力公司电力科学研究院计量中心四川成都610000

摘要:电力企业的出电能的数量通过专业的计量设备被计算出来这就叫电能计量。企业在制定电能生产计划前要参考电能计量数据。电力企业在进行计收、电量经济核时,电能计量也是重要的依据。所以,电能计量在电网安全运行、电力销售以及生产中有重要作用。近年来,很多供电企业都对变电站电能计量设备进行完善,然而一些变电站的电能计量还是出现不少误差,本文结合实践对影响变电站电能计量的因素进行分析,并提出相对比较有效的措施。

关键词:变电站;电能计量;影响因素;措施分析

引言

电能计量在电力系统中处于十分重要的地位。电能计量设备在电力系统中进行所有关于电能经济核算中处于核心装置,电力系统中用、配、输、发等方面的经济效益都与电能计量的准确性息息相关。影响电能计量的因素有很多,简要的概括它主要由外部影响因素和电能计量设备自身内部的影响因素两部分组成。外部的影响因素是会干扰电能计量,不加以重视就会间接性的影响到了电能计量的准确度。内部因素则会给电能计量造成较大的影响,其中包括二次回路误差和表计自带误差以及测量互感器误差。同时电力系统在运作过程中也会产生其他因素对电能计量造成一定影响,较为典型就是电力系统的高次谐波的产生对电能计量造成的影响。本文将对影响电能计量准确性的内部影响因素以及外部的影响因素进行讨论和分析。

1.变电站电能计量的常见问题

1.1谐波对计量的影响

电能表是电能计量的基木量和具核心部件,电能计量的精度与其计量准确度有直接的关系。随着电力系统的用电负荷的逐渐增多,谐波因电力系统的运作也不断增加。电力系统谐波不仅对电力设备构成危害,对供电系统造成污染同时也对电能计量有不良影响。谐波会使电能表在运作中产生误差,造成实际所用负荷数与电能表上的读数不符,对电能计量有很大的影响。其中,受到计量原理的限制的感应式电能表,受谐波的影响电子式电能表和感应式电能表的电能计量准确度都十分不理想。在谐波的影响下,两种电能表都出现了计量合理性和准确性相互矛盾的问题。

1.2电流互感器对电能计量的影响

1.2.1电流互感器的计量用组别精准度不够。要小于0.5S级是计量用电流互感器根据相关的规定制定的组别精度,然而由于有些变电站未对电流互感器计量进行更换导致组别精度不够造成计量误差。

1.2.2由于考虑到保护设备的需要,保证一定正确性的正确继电保护动作,要相应增大电流互感器的短路电流的耐受能力,同时也要提高的电流互感器变比准确度,最大电流流过时要保证不超过10%的变比误差,所以变比配置要大一些电流互感器。然而在运行中,一次电流较小,电流互感器也就相应的二次电流偏小,所以对电能计量的造成影响了。

1.2.3电流互感器精度受到了二次实际负载的影响。电流互感器在额定功率闪数、二次负荷及额定频率为额定负荷的25~100%之间的任一个数值的时候.规定误差限值应不会被超过这是根据《测量用电流互感器检定规程》的相关规定。同时也就说明了现场运行的电流互感器一定要满足规定要求,才可以保证电能计量的准确性:二次侧负载阻抗是由电流互感器容量来决定的,计量精度又被负载阻抗影响。之前在电网建设时,没有统一规范电流互感器的二次计量绕组二次负荷的选择,使得一些变电站的电能计量出现了误差。

1.3电能表计自身问题

电能表误差有三大来源分别是电能表负载特性的误差、电能表生产的误差以及电能表使用不当造成的误差。由于负载电流和功率因素的变化使得电能表出现基本的误差发生变化,使计算工作出现很多不确定性,造成电能计量的不准确的这种误差就叫做电能表负载特性的误差。然而在电能表使用不当的情况下造成的误差和电能表生产的误差虽然也对电能计量有一定的影响,是不可被忽视的。

1.4二次导线压降误差

一些变电站电流回路及电压回路较长,回路中元器件比较多。由于导线阻抗、空气开关、熔断器等装置的接触电阻位于电压互感器二次输出端和电能表输入端之间,这些设备如果有电流通过接触电阻,则会产生二次电在线路上有角度和压降的变化,线路的压降和相移会引起电压互感器产生一定误差,就会对变电站的电能计量造成影响。

2.变电站电能计量的常见问题解决办法

2.1选用计量组别多变比的电流互感器

由于考虑到保护设备的需要,保证一定正确性的正确继电保护动作,要相应增大电流互感器的短路电流的耐受能力,同时也要提高的电流互感器变比准确度,最大电流流过时要保证不超过10%的变比误差,所以变比配置要大一些。设计人员在设计电流互感器时要积极同厂家沟通,依照用户报装的负荷来选取适合计量的CT变比,如此来保护回路用的CT变比可以为抗饱以及可选用相对大的变比。

2.2提高计量装置选择的精度

精准度为±0.5%的电能表现是阶段电能计量装置使用的。至今数字化计量装置以及使用电子式互感器可相对有效解决传统的计量设备计量准确性低的问题。电子式的互感器主要的运用光电、电磁转换原理,包括二次转换器、传感器以及传输系统,都具有数字量输出或者模拟量输出的功能,能够较好地应对高压以及大电流工作环境。同时,使用数字化的计量设备通过电子学原理和光学来进行电能计量,并且工作电源独立起来,可以使存取电带来的计量误差被有效的避免,并且还具有通信数据分析功能的数字化的计量设备,不会被磁场、温度以及湿度等外界因素影响,对由于通信传输而产生的遗漏数据可以做到容错处理,大限度提升了电能计量结果的稳定性和精确度。

2.3减少二次回路压降的影响

2.3.1要对二次回路及其电压互感器的设备质量严格把关。

2.3.2应对接触电阻减少,对快速开关、二次回路的熔断器及刀闸辅助触头等的接触电阻经常检查,若发现接触电阻增大应立即对其更换。应对电能表加以完善去掉所接二次电压回路不必要的接触点。

2.3.3增大电压互感器中的二次导线的截面。为了保证计量装置回路其截面一般选大于6m㎡,压降DU不大于0.25V。

2.3.4电压补偿装置的采用。电压补偿装置是电能根据电压互感器二次输出后电压对电能表输入的电压进行调整,调整后效果非常好,虽然这一措施部分供电部门对其不允许采用。但是对于对计量电压回路没有进行改造而回路压降十分严重的供电企业,可以装电压补偿装置对其进行补偿。

2.4减少谐波对电能计量的影响。

2.4.1可以把宽频带功率的电能表和工频基波的电能表技术性的合理搭配,不仅可有效测量出基波和谐波的潮流方向,还可以计量出基波功率和谐波功率。区分谐波与基波的潮流方向,分别对基波功率和谐波功率进行计量。这种方法技术难度大,对成本要求也较高,所以还需要再做研究。

2.4.2技术革新后的电能计量表可以对谐波功率不做出任何反映,只显示基波功率。感应式电能计量表可以运用交流滤波器来滤波;而电子式电能计量表可以运用低通滤波器来滤波。如同高次谐波被高阶低通的滤波器过滤,只得到基波的有效功率。这种方法计量方式也比较合理而且操作简单,因此具有长远的发展前景。

3总结

电能能源对经济发展和百姓生活来说都是十分重要的,电能计量与供电方、发电方和用电方的利益都是息息相关的。随着我国经济水平和电力系统改革的不断提高,电力企业对电能计量也有了更高要求,因此变电站的电能计量这方面也就表现出很多不完善和需要改进的地方,本文就目前对电能计量造成不良影响的因素,探讨了一些相应的改进措施,从而促进电力企业有更好地发展。参考文献:

[1]李静,杨以涵电能计量系统发展综述[J].电力系统保护与控制,2011,37(11)

[2]杨为民提高电能计量准确性的方法[J].技术与市场,2013,20(12)

[3]高晓雷影响变电站电能计量准确度的原因分析及解决措施[J].电子世界,2013(15)

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