浅谈影响电能计量装置综合误差的因素及减少误差的方法精.docx

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浅谈影响电能计量装置综合误差的因素及减少误差的方法精

浙江电力职业技术学院

毕业设计（论文）说明书

课题名称:

浅谈影响电能计量装置综合误差的因素及减少误差的方法

系别企管系

专业市场营销（电力营销）

班级营销0710

姓名吴珍琼

学号0701030

二零一零年月日

浙江电力职业技术学院

毕业设计开题报告

课题名称:

浅谈影响电能计量装置综合误差的因素及减

少误差的方法

系别企管系专业市场营销（电力营销）班级营销0710姓名吴珍琼学号07061030指导教师陈佩琼

浙江电力职业技术学院毕业设计（论文）开题报告

浙江电力职业技术学院

毕业设计任务书

教研室

专业班级营销0710

学生

题目浅谈影响电能计量装置综合误差的因素及减少误差的方法.

进行日期自2010年1月25日起至2010年4月2日止

一、毕业设计的要求和内容

综合误差产生的原因、计算方法，最后分析电能计量装置综合误差减少的

方法。

提出减少误差的方法。

3、字数在10000字以上。

4、格式①题目②论文摘要③关键词④正文内容

（字体、格式按照学校统一标准执行。

）⑤参考文献⑥体会

5、其他按开题报告中的时间点完成相应的任务。

二、设计使用的原始数据

要求学生通过实习搜集撰写论文所需的相关原始资料及实例。

三、主要参考资料

2、国家电网公司输变电工程通用设计电能计量装置分册，《学习读本》，

中国电力出版社出版；

四、同组设计者

指导教师（签字）

学生开始执行

任务书日期2010年1月25日

学生送交全部

作业日期学生（签字）吴珍琼

浅谈影响电能计量装置综合误差的因素及减少误差的方法

吴珍琼

浙江电力职业技术学院营销0710班

【摘要】电能是一种商品，电能计量装置则是一把秤，它准确与否，直接关系到供用电双方经济利益。

我们应该最大限度降低电能计量装置综合误差，做到公正合理计费。

【关键词】电能计量装置综合误差影响因素计算方法措施

目录

引言·····································1

第一章电能计量装置综合误差的含义产生的原因·················2

1.1电能计量装置综合误差的含义·······················2

1.2电能计量装置综合误差产生的原因·····················3

第二章电能计量装置综合误差的计算方法·····················6

2.1电能表本身的误差···························6

2.2互感器合成误差的计算···························9

2.3电压互感器二次回路压降误差····················12

第三章实例·································15

第四章减少电能计量装置综合误差的方法····················16

4.1电能计量装置误差的综合管理采用分段、分步式的管理方

法·······························16

4.2计量规程要求，完善计量装置设置··················16

4.3采用正确计量方式，减少计量误差··················17

4.4电能表与互感器配组进行检定调整··················17

4.5减少电压互感器二次回路压降误差··················18

4.6合理选择电流互感器变比······················18

4.7开展计量装置综合误差分析······················18

4.8尽量选用误差较小的互感器·····················18

4.9应尽量使互感器运行在额定负载内··················19结论···································20参考文献·································21致谢···································22

浅谈影响电能计量装置综合误差的因素及减少误差的方法1

引言

电能计量装置是一种记录用户使用电能量多少的度量衡器具,它是计量电能量的基本工具。

为保证电能计量装置科学、公正、准确、合理地为用户提供优质服务,必须减少电能计量装置的综合误差。

为了保证电力系统发电量、线损、煤耗、厂用电、供电量、用电量等各项技术经济指标的正确计算以及营业计费、贸易结算的公正合理性,电能计量装置设计时，就要合理配置电能表和互感器，合理选择互感器的一次和二次额定参数，特别是额定二次负荷和额定一次电流,合理设计二次回路。

我们应该最大限度的降低电能计量装置的综合误差,做到公正合理计费。

根据电能计量装置的性能特点，其准确性与电能计量装置的组件——电能表、互感器、二次回路连接导线等有关。

解决好这三部分的误差管理就能有效地保证各装置的整体性能的准确度。

事实上，在实际工作中很难开展综合误差测试和指标考核，主要是难以对电能计量装置在某一运行条件下进行整体测试，而分步测试的结果不能完全反映电能计量装置的真实性能。

而且，在现场运行条件下，如环境温度变化、磁场大小变化、运行电压高低、电流大小、功率因素变动、频率波动等等都会影响电能计量装置的准确性。

因此综合误差不是一个不变的数值，而是一个动态的数据。

这种仅仅拿某一组成部分的情况去求综合误差的方法是极其不合理的。

因此在《电能计量装置技术管理规程》要求，将电能计量装置按类别选取适当的准确度等级，并在投产前做好各项测试工作，在以后的运行管理中，还要根据规程规定进行周期检定和轮换制度，力求将综合误差限制在一定的范围内

浅谈影响电能计量装置综合误差的因素及减少误差的方法2

1、电能计量装置综合误差的含义及产生的原因

1.1电能计量装置综合误差的定义、现状及研究本课题的重要意义

1.1.1电能计量装置综合误差的含义

电能计量装置是由电能表、互感器、计量柜箱和二次回路连接导线组成。

因此电能计量装置的综合误差就应包含这三部分的误差，即为电能表误差、互感器合成误差、二次导线压降引起的误差三者的代数和。

这三部分误差不但有其各自的特点和规律，而且由于不同接线方式、使用条件变化等因素，引起的综合误差亦有不同。

可以用下式表示：

γ=γ0+γh+γd

式中γ——综合误差（%）；

γ0——电能表本身的误差（%）；

γh——互感器的合成误差（%）；

γd——二次回路导线压降误差%（电压互感器二次回路电压降产生的比差fd和角差δ。

d所引起的合成误差γd%）

其中γh=γTA+γTV

γTA——电流互感器的比差fI和角差δI所引起的合成误差（%）；

γTV——电压互感器的比差fU和角差δU所引起的合成误差（%）；

得电能计量装置的综合误差可表达为：

γ=γ0+γTA+γTV+γd

1.1.2电能计量装置综合误差现状

根据电能计量装置的性能特点，其准确性与电能计量装置的组件——电能表、互感器、二次回路连接导线等有关。

解决好这三部分的误差管理就能有效地保证各装置的整体性能的准确度。

事实上，在实际工作中很难开展综合误差测试和指标考核，主要是难以对电能计量装置在某一运行条件下进行整体测试，而分步测试的结果不能完全反映电能计量装置的真实性能。

而且，在现场运行条件下，如环境温度变化、磁场大小变化、运行电压高低、电流大小、功率因素变动、频率波动等等都会影响电能计量装置的准确性。

因此综合误差不是一个不变的数值，而是一个动态的数据。

这种仅仅拿某一组成部分的情况去求综合误差的方法是极其不合理的。

因此在《电能计量装置技术管理规程》要求，将电能计量装置按类别选取适当的准确度等级，并在投产前做好各项测试工作，在以后的运行管理中，还要根据规程规定进行周期检定和轮换制度，力求将综合误差限制在一定的范围内。

浅谈影响电能计量装置综合误差的因素及减少误差的方法3

1.1.3研究本课题的重要意义

（1）电能是一种商品，电能计量装置则是一把秤，它准确与否、准确程度，不仅影响电能结算准确性和公平性，而且事关电力工业的发展，涉及国家、电力企业和广大电力客户的经济利益与合法权益。

（2）为了保证电力系统发电量、线损、煤耗、厂用电、供电量、用电量等各项技术经济指标的正确计算以及营业计费、贸易结算的公正合理性,电能计量装置设计时，就要合理配置电能表和互感器，合理选择互感器的一次和二次额定参数，特别是额定二次负荷和额定一次电流,合理设计二次回路。

我们应该最大限度的降低电能计量装置的综合误差,做到公正合理计费。

（3）电能计量装置是一种记录用户使用电能量多少的度量衡器具，它是用电营销计量电能量的基本工具。

为保证电能计量装置科学、公正、准确、合理地为用户提供优质服务，必须减少电能计量装置的综合误差，这对供用电双方降低消耗、节约能源、维护双方经济利益,都有着十分重要的意义。

（4）通过对电能计量装置综合误差的研究，不仅可以回顾课堂上所学习到的知识，加深对电能计量装置综合误差的理解，将所学的知识运用到实践中，还可以在研究课题的过程中学到更多的知识，使自己得到提升。

1.2电能计量装置综合误差产生的原因

要降低计量综合误差γ，则新投运和改造计量装置选型上，要求电能表、互感器都必须符合《电能计量装置技术管理规程》要求，按负荷类别选取适当准确度等级，并投产前做好各项测试工作，以后运行管理中，还要规程规定进行周期检定和轮换制度。

电流互感器、电压互感器合成误差额定二次负荷范围内均可用准确度来控制。

而电压互感器二次导线压降所造成误差，综合误差中也占有相当比例，可以电能表、互感器合理选择来补偿，降低计量装置综合误差。

1.2.1电能表选型及使用不当引起误差

（1）保证电能计量装置准确测量电能，必须符合有关规程要求，合理选择电能表型式、电压等级、基本电流、最大额定电流以及准确度等级。

月平均用电量100万kWh以上Ⅱ类高压计费用户，应采用0.2级电压、0.2或0.2S级电流互感器，0.5级有功电能表及2.0级无功电能表。

实际运行中，若用户负荷电流变化幅度较大或实际使用电流经常小于电流互感器额定一次电流30%，长期运行于较低载负荷点，会造成计量误差，应采用宽负载电能表。

（2）用三相三线电能表测量三相四线电能将引起附加误差。

三相负载不平衡，中性点普遍有电流存，而Ib=In－Ia－Ic，缺少电流Ib所消耗功率，引起附加误差。

1.2.2电流互感器选用不当引起误差

（1）电流互感器二次容量选择。

接入电流互感器二次负荷包括电能表电流线圈阻抗、外接导线电阻、接触电阻。

选择电流互感器时，应从三方面考虑二次容量大小，选用电流回路负荷阻抗较小表计，如电子式电能表来满足二次容量要求，必要时还可利用降低外接导线电阻方法。

（2）一次电流电流互感器一次绕组时，要使二次绕组产生感应电动势，必须消耗一部分电流I0来励磁，使铁芯产生磁通。

电流互感器误差是由铁芯所消耗励磁安匝引起。

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电流互感器误差取决于互感器比差、角差，而比差、角差又与外接负载阻抗Zb、

铁芯导磁率μ、铁芯阻抗角α，铁芯损耗电量角φ有关。

由互感器电流特性曲线、负荷特性曲线和误差特性表可见，二次负荷要控制25%～100%之间，一次电流为其额定值

60%左右，至少不低于30%，才能使电流互感器运行最优状态，降低电流互感器误差。

1.2.3电压互感器二次导线压降引起误差

电压互感器负载电流二次连接导线及串接点接触电阻时会产生电压降，这样加负载

上电压就不等于电压互感器二次线圈电压，产生计量误差。

《电能计量装置技术管理规程》DL/T448-2000规定，Ⅰ、Ⅱ类计费电能计量装置，电压互感器二次压降不大于额定二次电压0.2%，其他计量装置，则应不大于额定电压0.5%。

浅谈影响电能计量装置综合误差的因素及减少误差的方法

5

浅谈影响电能计量装置综合误差的因素及减少误差的方法6

2、电能计量装置综合误差的计算

电能计量装置的综合误差，包括电能表本身的误差、互感器的合成误差及电压互感器二次回路的压降误差，三者的代数和统称为综合误差，只有根据综合误差才能全面地反映出电能计量装置的准确程度。

电能表实行周期轮校、轮换制，其误差极限一般能控制在允许误差范围内。

但互感器由于长年运行在现场，受其二次回路电阻、二次负载、功率因数以及电压和频率的变化等多项因素的影响，需要定期测量互感器在实际负载下，其运行时的各项参数，并计算出误差值，与允许误差相比较，从而确定计量装置是否运行在允许的误差范围内。

2.1电能表本身的误差

测定电能表的基本误差，应在规定的电压、频率、波形、温度、指定的相位及已知负载特性等条件下进行。

检定电能表基本误差的装置，其误差等级应为被测试电能表的1/3~1/5。

基本误差测定时，应根据被测试电能表的使用情况及精度，选择不同的测试点，即不同负载电流值，详见表2—1所示。

2.1.1瓦特表——秒表法（瓦秒法）

用标准功率表测量调定的恒定功率，同时用标准测时器测量电能表在恒定功率下转若干转所需时间，该时间与恒定功率的乘积所得实际电能，与电能表测定的电能相比较，即能确定电能表的相对误差。

瓦秒法是检定标准电能表和进行电能表特性试验的主要方法。

可采用下述两种方式：

1）定转测时法。

当用固定转数确定测量时间的瓦秒法检定时，电能表的相对误差γ0

的计算式为

γ0=（T-t）/t*100%+γb

浅谈影响电能计量装置综合误差的因素及减少误差的方法7

T=3600*1000N/（C*Kl*Ky*P）

式中γb——标准功率表或检定装置的已定系统误差，%，不需修正时γb=0；

t——实测时间，s，即电能表在恒定功率下转N转时标准测时器测定时间；T——算定时间，s，即假定电能表没有误差时在恒定功率下转N转需要的时间：

N——选定的电能表转数；

C——电能表常数；

Kl、Ky——电能表铭牌上标注的电流、电压互感器变比，未标注者为1；

P——试验时通过被测试电能表的实际功率。

手动控制标准测试器时，则算定时间T应不少于表8-2中规定，同时电能表在任一负载下的转数N不宜少于2r。

若用自动方法控制标准测试器时，则算定时间由电能表转1r所需时间来确定。

2）定时侧转法。

当用固定时间而计读转数的瓦秒法检定携带式电能表时，相对误差计算式为

γ0=（n-n0）/n0*100%+γb

n0=C*Kl*Ky*Pt/（3600*1000）

式中n——实测转数，即在选定的时间t内电能表在恒定功率下所转的转数；n0——算定转数，r。

每一负载功率下算定转数n0应不少于4r，若用手动控制标准测试器，选定时间t应不少于150s。

2.1.2标准电能表比较法

用标准电能表测定的电能与被检电能表测定的电能相比较，确定被检电能表相对误差的方法，称为标准电能表法。

可采用下述两种方式：

1）固定转数法。

当用被检电能表转完一定转数停住标准电能表的方法检定时，被检电能表的相对误差计算式为

γ0=（n0-n）/n*100%+γb

浅谈影响电能计量装置综合误差的因素及减少误差的方法8

n0=C0*N/（C*Kl*Ky*Ki*Ku*Kj）

式中n——实测转数，当用三只或两只单相标准电能表检定三相电能表时，n为各只单相标准电能表转数的代数和；

n0——算定转数，即假定被检电能表没有误差时转N转，标准电能表应转的转数；

Kl、Ky——被检电能表铭牌上标注的电流、电压互感器的额定变比，未标注者为1；

Ki、Ku——同标准电能表连用的标准电流互感器和标准电压互感器使用的额定变比；

Kj——接线系数，与标准电能表的接线有关；

C——被检电能表常数；

C0——标准电能表常数。

若用手动或自动方法控制转数，在每一负载功率下，要适当选定被检电能表转数和标准电流互感器量程，使标度盘的分度值为0.01r的标准电能表转数n0不少于表8-3中规定。

2）光电脉冲法。

标准电能表和被检电能表都在连续转动的情况下，用测量与标准电能表转数成正比的脉冲的方法检定时，被检电能表的相对误差计算为

γ=（m0-m）/m*100%+γb

m0=Cm*N/（C*Kl*Ky*Ki*Ku*Kj）或m0=n0s

式中m——实测脉冲数；

m0——预置脉冲数；

Cm——标准电能表的脉冲常数，imp/（kW.h）；

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s——标准电能表转一转，脉冲显示器应显示的脉冲数；

n0——算定转数。

在每个负载功率下，要适当选定被检电能表转数和标准电流互感器量程或标准电能表所发脉冲数的倍乘开关，使预置脉冲数不少于表8-4中规定，而标准电能表不得少于1r。

2.2互感器的合成误差

电路中的高电压和大电流通过电压和电流互感器变换成低电压和小电流,但是互感器不可能将一次电量毫无误差的缩小若干倍变成二次电量,即二次电压U2或电流I2乘以

互感器的额定变比,不一定等于一次电压U1或电流I1,因为存在比差。

二次电压或电流的相位在反相180度以后,与一次电压或电流的相位不相重合,因为有角差。

由于互感器存在比差和角差,致使电能计量有误差,称之为互感器的合成误差eh,用公式表示为

eh=P2KIKU-P1P1⨯100%

式中KI---电流互感器的额定变比

KU---电压互感器的额定变比

P1---互感器一次侧功率真实值

P2---互感器二次侧功率测量值

以下介绍各种情况下互感器合成误差的计算方法:

2.2.1仅接有电流互感器的单相电路

浅谈影响电能计量装置综合误差的因素及减少误差的方法10

相量图（b）中ϕ为功率因素角，δI是电流互感器的角差。

一次侧功率：

P1=UI1cosϕ

二次侧功率：

P2=UI2cos（ϕ-δI）

把上式代入：

eh=P2KIKU-P1P1⨯100%

得互感器合成误差：

eh=fI+0.0291δItgϕ（%）

注：

δI，电流互感器的角差，单位：

分。

1分=2π／（360×60）=0.000291弧度。

fI是电流互感器的比差，ϕ是功率因数角。

上式为感性负载时互感器合成误差的计算式。

若是容性负载,ϕ为负值,以“－ϕ”代入上式中的ϕ,即可得容性负载时的合成误差计算式。

2.2.2接有电流电压互感器的单相电路

同样可计算得到互感器合成误差：

eh=fI+fU+0.0291（δI-δU）tgϕ（%）

式中：

fI——电流互感器比差

fU——电压互感器比差

δI——电流互感器角差

δU——电压互感器角差

ϕ——功率因数角

2.2.3带电压、电流互感器的三相四线电路

三相四线电路带电压、电流互感器时，相当于三个单相电路带电压，电流互感器。

每相电路可按接有电流电压互感器的单相电路合成误差的计算式求得合成误差，总的误差为各相误差的代数和除以3。

eh=（eu+ev+ew）/3

=1

3（fIU+fIV+fIW+fuU+fuV+fuW）

（%）+0.0097（δU+δV+δW）tgϕ

浅谈影响电能计量装置综合误差的因素及减少误差的方法11

式中，δU=δIU－δuU，δV=δIV－δuV，δW=δIW－δuW。

其中fIU、fIV、fIW分别为U、V、

W相电流互感器比差；fuU、fuV、fuW分别为U、V、W相电压互感器比差。

1）当cosϕ=1.0时，eh与角差无关，则

eh=（eu+ev+ew）/3=13

（fIu+fIv+fIw+fUu+fUv+fUw）

2）若三相四线电路只带电流互感器时，则式变为：

eh=（eu+ev+ew）/3=13

（fIu+fIv+fIw）+0.0097（δIu+δIv+δIw）tgϕ

（%）

式中：

fIufIvfIw——u、v、w三相电流互感器比差

fUufUvfUw——u、v、w三相电压互感器比差δIuδIvδIw——u、v、w三相电流互感器角差ϕ——三相对称功率因数角

2.2.4带电流电压互感器的三相三线电路

1）V形接线互感器合成误差的计算。

通常一次三相电压是基本对称的。

eh=0.5（fI1+fI2+fU1+fU2）+0.0084

[（δI1-δU1）-（δI2-δU2）]+0.289

[（fI2+fU2）-（fI1+fU1）]tgϕ+0.0145

[（δI1-δU1）+（δI2-δU2）]tgϕ

当cosϕ=1.0时

eh=0.5（fI1+fI2+fU1+fU2）+0.0084[（δI1-δU1）-（δI2-δU2）]

（%）

式中：

fU1fU2——一元件、二元件的电流互感器比差

fI1fI2

——一元件、二元件的电压互感器比差

δI1δI2——一元件、二元件的电流互感器角差

浅谈影响电能计量装置综合误差的因素及减少误差的方法12

δU1δU2——一元件、二元件的电压互感器角差

ϕ——三相对称功率因数角

2）星形接线时互感器合成误差的计算。

如电压互感器是星形接线,测得的是每

相比差和角差,则可根据如下计算式换算成线电压的比差和角差

fU1=1/2（fUU+fUV）+0.0084（δUU-δUV）（%）

+δUV）+9.924（fUU-fUV）（分）

+fUV）+0.0084（δUW-δUV）（%）

+δUV）+9.924（fUW-fUV）（分）

——U、V、W各相电压互感器的比差

——U、V、W各相电压互感器的角差δU1=1/2（δUUfU2=1/2（fUWδU2=1/2（δUW式中fUUδUU、f、fUVUW、δ、δUVUW

fU1、fU2及δU1、δU2——分别是UV相和WV相电压互感器的比差和角差

2.3电压互感器二次回路压降误差

电能表电压线圈上的电压取自电压互感器,由于回路中熔断器、开关、电缆、接触电阻等的电压降,使电能表端电压和电压互感器出口电压数值和相位上不一致,造成电压互感器二次回路压降误差。

浅谈影响电能计量装置综合误差的因素及减少误差的方法13

三相三线电路压降引起的计量装置误差

ed=0.5（f1+f2）+0.00842（δ2-δ1）

+0.289（f2-f1）tgϕ

-0.0145（δ2+δ1）tgϕ（%）

从该式可以看出，压降误差的公式和电压互感器在忽略电流互感器误差的情况下的公式是完全一致的。

这是不难理解的，因为压降是指的二次压降，反映的是二次出口到表的线路压降，其对计量的影响与电压互感器是完全一样的。

因此，所有的二次压降误差的计算方法与电压互感器的合成误差的计算公式是完全相同的。

通常，可以将测得的二次压降比差、角差与互感器的比差、角差代数相加，计算总的合成误差。

（1）在三相三线计量方式下，测出电能表端电压U′uv（U′wv）相对于TV二次端电压Uuv（Uwv）的比差fuv（fwv）和角差δuv（δwv）,然后代入下面式（11-16）、（11-17）中，即可求得TV二次压降△Uuv和△Uwv。

再按式（11-18）可求得二次压降引起的计量误差γd。

也就是ed。

∆Uuv=（Uuv/100）⨯fuv+（0.0291δuv）

fwv222—（11-16）∆Uwv=（Uwv/100）⨯+（0.0291δwv）2—（11-17）

ed=0.5（fuv+fwv）+0.00842（δwv-δuv）

+0.289（fwv-fuv）tgϕ-0.01