對(duì)電壓互感器二次回路壓降誤差的測(cè)試及其電能計(jì)量誤差的改進(jìn)技術(shù)(2)
從保證測(cè)量準(zhǔn)確度高的要求出發(fā),應(yīng)選用測(cè)差的方法,即直接測(cè)量差壓的方法,而不宜采用間接測(cè)量法,即先測(cè)二次電壓然后計(jì)算差壓的方法。
1.2 測(cè)算電壓互感器二次回路電壓降的方法有下述幾種:①互感器校驗(yàn)儀法(或電壓互感器二次回路壓降校驗(yàn)儀法)。它基于測(cè)差原理,在諸多測(cè)算方法中,應(yīng)該說(shuō)是最準(zhǔn)確的。其不足之處是需由控制室配電盤(pán)單獨(dú)引出長(zhǎng)線至變電站;②相位伏安表法。它是用相位伏安表測(cè)出電壓互感器二次回路的電壓、電流及其與電壓間相角;再設(shè)備停電的情況下,用互感器校驗(yàn)儀測(cè)出二次導(dǎo)線的阻抗;用計(jì)算的方法求出二次回路的電壓降及計(jì)量誤差之值。此方法的優(yōu)點(diǎn)是不需要引臨時(shí)長(zhǎng)線。缺點(diǎn)是當(dāng)電壓互感器二次回路為有公共電纜線的多分支電路時(shí),計(jì)算較麻煩;算得的值中未包括外界磁場(chǎng)在二次回路感生的電勢(shì)。而當(dāng)二次線很長(zhǎng),二次回路的面積大時(shí);此感應(yīng)電勢(shì)往往不能忽略不計(jì);③無(wú)線監(jiān)測(cè)儀法。它采用調(diào)制解調(diào)原理。
監(jiān)測(cè)儀由主機(jī)與輔機(jī)兩部分組成。主機(jī)與輔機(jī)分別裝于電壓互感器側(cè)與電能表側(cè)。用輔機(jī)測(cè)量電壓互感器二次端電壓的幅值與相位,經(jīng)模一數(shù)變換、數(shù)據(jù)處理、脈沖編碼后對(duì)一載波頻率進(jìn)行調(diào)制。調(diào)制波通過(guò)電壓互感器二次電纜傳送到主機(jī)。用主機(jī)測(cè)量電能表端電壓的幅值與相位,用主機(jī)內(nèi)的單片機(jī)計(jì)算二端電壓間的比差和角差。此方法的優(yōu)點(diǎn)是不需另敷設(shè)臨時(shí)長(zhǎng)電纜;且可長(zhǎng)期自動(dòng)監(jiān)測(cè)缺點(diǎn)是由于采用了間接測(cè)量的方法,其測(cè)量準(zhǔn)確度難以提高;④小量限高內(nèi)阻電壓表法。它基于測(cè)差的原理,測(cè)量準(zhǔn)確度高;可以直接測(cè)出二次回路電壓降之值,無(wú)需進(jìn)行計(jì)算;現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)攜帶的儀器、儀表簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是得不出計(jì)量誤差之值;需引臨時(shí)線。此法可作為互感器校驗(yàn)儀法的一種補(bǔ)充,二方法相互旁證。
1.3 為提高二次回路電壓降測(cè)量的準(zhǔn)確度,可采用下述方法:①采用測(cè)差的方法和原理是提高測(cè)量準(zhǔn)確度最有效的方法。與非測(cè)差方法相比,可提高測(cè)量準(zhǔn)確度800倍和400倍;②對(duì)零位誤差(即二次回路電壓降為零時(shí)測(cè)量?jī)x器的誤差)進(jìn)行修正(零位誤差可通過(guò)自校得出),這也是提高測(cè)量準(zhǔn)確度得方法之一。例如,采用互感器校驗(yàn)儀法,當(dāng)所引臨時(shí)電纜長(zhǎng)達(dá)200m以上或者當(dāng)所引電纜線長(zhǎng)度與電阻值同該校驗(yàn)儀出廠校準(zhǔn)時(shí)規(guī)定的電纜線長(zhǎng)度與電阻值不相同時(shí)均有較大的零位誤差,必須加以修正;③盡可能的減小零位誤差之值。
1.4 當(dāng)采用互感器校驗(yàn)儀法時(shí),減小零位誤差的方法如下:①提高100V/100V隔離PT的準(zhǔn)確度級(jí)別。當(dāng)被測(cè)對(duì)象為I類(lèi)計(jì)量裝置時(shí)隔離PT的準(zhǔn)確級(jí)別應(yīng)不低于0.02級(jí),對(duì)于其他計(jì)量裝置,隔離PT的準(zhǔn)確級(jí)別應(yīng)不低于 0.05級(jí);②盡可能的減小所引臨時(shí)電纜線的電阻值。目前配用的四芯屏蔽電纜線,其每根長(zhǎng)度一般為20Om,每根電纜線的電阻值為12Ω。當(dāng)采用戶(hù)內(nèi)測(cè)量方式時(shí),由PT端引來(lái)的此長(zhǎng)電纜線接于效驗(yàn)儀的PT電插座。即它們的電阻串接于100V/100V隔離PT的一次側(cè),壓降效驗(yàn)儀出廠效準(zhǔn)時(shí),要按接入此阻值的情況下,將零位誤差調(diào)至最小;③當(dāng)采用戶(hù)內(nèi)測(cè)量方式時(shí),為減小零位誤差,應(yīng)合理設(shè)計(jì)100V/100V隔離PT,力求減小其激磁電流的有功分量Ia和無(wú)功分量Ior;④當(dāng)采用戶(hù)外測(cè)量方式時(shí),為消除各芯之間的電容泄漏電流引起的零為誤差,應(yīng)采用各芯有屏蔽的多芯屏蔽電纜;⑤消除外界電磁場(chǎng)對(duì)測(cè)量結(jié)果的干擾影響。
1.5 在高壓變電站現(xiàn)場(chǎng)條件下,隨著電壓等級(jí)的提高,與輸送容量的增大;電磁場(chǎng)的干擾影響不可忽視。在500kV高壓線下,電場(chǎng)影響大。特別是當(dāng)所引臨時(shí)電纜線長(zhǎng)達(dá)數(shù)百米時(shí),要考慮外界磁場(chǎng)的干擾影響。為消除外界電磁場(chǎng)的干擾與影響,可采取下述辦法:①所引臨時(shí)長(zhǎng)線要采用屏蔽電纜線,以消除外界電場(chǎng)的干擾影響。應(yīng)指出;此屏蔽對(duì)高頻外磁場(chǎng)亦能起到屏蔽的作用。但由于屏蔽的厚度不大,對(duì)工頻及低頻外磁場(chǎng)的屏蔽作用不大;②所引臨時(shí)長(zhǎng)線采用四芯屏蔽電纜線,且四芯是彼此絞起來(lái)的,以減小外磁場(chǎng)的干擾影響;③對(duì)采用兩芯換位的方法,以消除外磁場(chǎng)在兩芯線回路中感生電勢(shì)的影響。其辦法是各相電壓降測(cè)量及自效測(cè)量時(shí),都要在兩芯末換位及兩芯換位之后兩種情況下;各測(cè)量一次,取兩次測(cè)量的平均值作為測(cè)量結(jié)果。由于兩芯換位前與換位后;感應(yīng)電勢(shì)的影響是相反的,故采用兩芯換位并取兩次測(cè)量的平均值的方法;可以消除外磁場(chǎng)的干擾影響。
2 降低電壓互感器二次回路壓降帶來(lái)電能計(jì)量誤差的改進(jìn)技術(shù)
2.1 電壓互感器二次回路壓降引起的計(jì)量誤差與二次回路參數(shù)(I、R、ΦL)及一次回路Φ角的關(guān)系:當(dāng)電壓互感器二次負(fù)載為V形接法,且AB相比CB相的負(fù)載均衡(即I1=I3=I且相位角相等),三相的二次導(dǎo)線電阻相等的情況下,二次回路壓降引起的計(jì)量誤差ε由下式表示:
ε=2IR(cosΦL+sinΦL igΦ)(%)
由上式可見(jiàn),電壓互感器二次回路壓降所引起的計(jì)量誤差ε取決于下述參數(shù):①PT二次回路電流值I越小。則計(jì)量誤差ε的絕對(duì)值越小。減小電流值 I的辦法是直接由 PT二次端子單引專(zhuān)用電纜線至各路電能表;②二次導(dǎo)線電阻值R越小,則計(jì)量誤差ε的絕對(duì)值越小。減小二次導(dǎo)線電阻的辦法是加粗二次導(dǎo)線的截面;③一次回路Φ角對(duì)ε的影響如下:
當(dāng)Φ為正值時(shí);隨著Φ角的減小,ε的絕對(duì)值亦減小。
當(dāng)Φ為負(fù)值時(shí),隨著Φ角絕對(duì)值的增大,ε往正值變化。
2.2 電壓互感器二次回路電纜線的容許電阻值及所需截面:根據(jù)《電能計(jì)量管理規(guī)程DL448一91》白的規(guī)定,對(duì)于1類(lèi)計(jì)費(fèi)用計(jì)量裝置;電壓互感器二次回路電壓降,應(yīng)不大于額定二次電壓的0.25% 其他計(jì)量裝置;應(yīng)不大于額定二次電壓的0.5%。
2.2.1 電壓互感器二次導(dǎo)線的容許電阻值。為保證電壓降△U小于規(guī)定值,要求二次導(dǎo)線電阻值R不大于其容許值。當(dāng)三相 V接線——V負(fù)載,且ah與 oh相的負(fù)載均衡,三相的二次電阻相等時(shí):
式中:I——電壓互感器第一相或第三相二次導(dǎo)線中電流;
R——三相電路中每相電纜線的電阻值;
ΔU——二次回路電壓降的容許值。
計(jì)算舉例:某特大用戶(hù)(月平均電量500萬(wàn)kW•h),表用PT是V形接線,PY二次負(fù)載也是V形接線,已知:PT二次負(fù)載I=I1=I3=0.2現(xiàn)計(jì)算每相二次導(dǎo)線的容許電阻值。
故:每相二次導(dǎo)線的電阻值應(yīng)小于O.47Ω
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