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如何降低互感器合成误差

添加时间:2014-10-22 08:30 浏览次数:

 互感器分为电流互感器和电压互感器,主要是保护和计量的作用,但是任何东西的效率都达不到100%,所以互感器也不例外,存在一定的误差,本文就如何降低互感器在实际运行状态下的误差、提高互感器的计量准确性,论述了互感器的变化、二次负荷、二次功率因数的合理设计、配置、选型原则,强调应全面开展互感器二次负荷现场检验工作。

  互感器合成误差,是指电能计量装置中的电压互感器(下文简称TV)及电流互感器(下文简称TA)在实际运行状态下的比差、相差所合成计算得的计量误差,它是电能计量综合误差的重要组成部分之一。在实际工作中,对于如何降低互感器合成误差、提高互感器计量准确性这个问题上,往往存在这样的认识误区:认为只要选配了符合DL/T448-2000《电能计量装置技术管理管理规程》(下文简称DL/T448-2000)规定准确度等级甚至更高准确度等级的互感器,按《互感器检定规程》经安装前检定及周期检定并合格,就必定能达到降低合成误差、提高计量准确性的目的,这是片面的。

电流互感器
由互感器工作原理及误差特性可知,要确保其实际运行状态下的误差在其标称准确度等级的允许误差限内,必须满足下列工作条件:
1、一次电压(电流)条件:TA应保证其正常负荷电流运行在额定值的60%左右,至少应不小于30%,但不得超过120%额定值。
2、二次负荷条件:互感器实际二次功率因数应与额定二次功率因数接近。
3、二次功率因数条件:互感器实际二次功率因数应与额定二次功率因数接近。
上述互感器工作条件与《互感器检定规程》规定的检定条件是相一致的。在实际的计量装置中,由于种种原因,存在不能满足该工作条件的情况。导致互感器在实际运行状态下的误差产生变异,降低了互感器的计量准确性,比较普遍的现象有:TA一次电流长期运行在低负荷状态(甚至低于5%额定值)或过负荷状态(超过120%额定值),导致误差增大。
产生这一现象的主要原因为:计量方案设计过程中,对电力客户负荷电流核算不准确,导致TA额定电流比选配不当。运行中的TA,由于客户的生产、经营状况变化等原因,负荷电流已显著增大或减小。供电企业未及时掌握并没有应这一变化情况变更计量方案,重新选型配置合理额定电流比的TA。某些计量方案配置了非S级TA,低负荷误差将更大。比如对于0.5级TA,只有在5%~120%额定电流范围内,计量准确性才有保证,5%额定电流点的允许比差限为±1.5%。如该客户正常负荷电流低于5%额定值,则其计量准确性已经没有了保证;即使负荷电流达到20%额定值,其允许比差限仍高达为±0.75%;当负荷电流达到100%时其允许比差限才达到±0.5%。而0.5S级TA在1%~120%额定电流范围内,计量准确性均有保证,1%额定电流点的允许比差限为±1.5%;5%额定电流点的允许比差限为±0.75%;20%额定电流点的允许比差限即已能达到±0.5%。TV、TA实际二次负荷值超过额定值。现场实际工作数据显示,有的甚至达到3倍额定值。
(1)某些计量装置,开关声(间)的TA与电能表距离可能达200米左右甚至更长,TA二次回路导线截面选择过小。有的未使用专用计量TA或专用绕组,接入了其它与电能计量无关的设备。而TA额定二次负荷值又选型过小,导致实际二次负荷值超过额定值。
(2)变电所(站)的计量装置多使用母线公用TV,TV二次侧可能接入多达几十只电能表,有的未使用专用计量TV或专用绕组,接入了其它与电能计量无关的设备。而TV额定二次负荷值选型又过小,导致实际二次负荷值超过额定值。
(3)互感器在运行过程中,特别是年久失修的老旧设备,二次回路出现导线老化、破损或接点锈蚀,松动等故障现象,又缺乏有效技术手段及时监控掌握,导致实际二次负荷值长期走出额定值。某些互感器回路使用多股铜芯线,更容易产生上述故障现象。
(4)二次回路设备增减、变更,如变电所(站)的母线公用TV出线回路增加或减少,导致互感器实际二次负荷发生变化。
由互感器工作原理及误差特性可知,二次负荷超过额定值,互感器误差将大大增加。电磁式TV比差随二次负荷增大成正比负方向增大,相差则成正比正方向增大;TA比差随二次负荷增大负方向增大,相差则正方向增大,但小于成正比变化。对于TV,还会导致二次回路电压降增大。TV实际二次功率因数与额定值相差大,导致误差增大。TV实际二次功率因数与回路中接入的设备类型有关。感应式有功电能表及900无功电能表电压回路功率因数为感性0.2~0.3,感应式内相角600无功电能表电压回路功率因数为感性0.4~0.5,静止式电能表电压回路功率因数为感性0.9或容性。通常互感器厂家生产的常规TV的额定值为感性0.8~1。综上所述,确保互感器运行在规程规定的允许工作条件下,是确保互感器计量准确性的关键所在。为此,关于如何降低互感器合成误差、提高互感器计量准确性,笔者根据实际工作中的体会与感悟,认为应从以下几方面着手:
(1)设计部门应核算电力客户实际负荷电流值,以确定TA额定电流比的选型。对于已投入运行的电力客户,要形成常态机制,明确职责,落实计量、用电检查等部门、人员,及时监控掌握客户负荷电流变化情况,对于需要重新选配TA额定电流比的予以及时实施。 (2)选用S级计量TA。由前述可知,S级TA的工作电流范围更宽,低负荷点计量准确性更高。
(3)关于互感器二次负荷。可根据所选配的互感器的额定二次负荷值,设计确定互感器二次回路导线长度、截面及回路设备;或根据互感器二次回路情况核算实际二次负荷值,再确定互感器额定二次负荷的选型;对于TV,要兼顾二次回路电压降是否符合规定。互感器实际二次负荷不宜设计配置过高,同型互感器价格通常随额定二次负荷值增大而提高,且高额定二次负荷值的互感器可能不易选购。应使二次负荷额定值与实际值综合平衡、合理匹配。
(4)关于互感器二次功率因数。TA实际二次功率因数通常是0.8~1,与常规的TA额定值0.8~1相当。对于TV,由前述可知,其实际二次功率因数可能是感性0.2~0.9或容性。而厂家生产的常规TV的额定值大多为感性0.8~1,与实际值可能有较大差异。这一情况应得到高度重视。为增加TV应用的灵活性,建议今后要求互感器厂家生产的TV的额定二次功率因数应为0.2~1的TV。
(5)DL/T448-2000还规定,应配置计量专用互感器或专用二次绕组,其二次回路不得接入与电能计量无关的设备;TV二次回路应不装设隔离开关辅助接点和熔断器;二次回路导线采用铜质单芯绝缘线;等等。严格执行这些规定,同时也能对降低互感器实际二次负荷、确保实际二次负荷稳定、降低二次回路故障率产生好的效果。
在计量方案的设计确定过程中,要配置符合规程规定准确度等级的互感器,但也要摒弃盲目追求配置高准确度等级互感器的观念,否则可能适得其反。

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