電能計量培訓(xùn).ppt

1、2012年電能計量培訓(xùn),XX供電局 珠海XX有限公司,電能計量基礎(chǔ)知識,一、電能計量裝置誤差測試方法及設(shè)備基本 原理 1、常用誤差測試方法 A、標(biāo)準(zhǔn)表比較法 B、瓦秒法 C、同步法 D、頻閃法 下面就以上4種方法分開簡易介紹一下,1.1標(biāo)準(zhǔn)表比較法： 假定標(biāo)準(zhǔn)電度表，誤差為零，如果標(biāo)準(zhǔn)表和被式表的常數(shù)（R/Kw.H 或Kw.H/R）相同，則當(dāng)被被試表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)一圈，標(biāo)準(zhǔn)表也應(yīng)轉(zhuǎn)一圈。由于被試表存在誤差，以其一轉(zhuǎn)表示被測表的示數(shù) ，而標(biāo)準(zhǔn)表所示轉(zhuǎn)數(shù)表示電路里的電能， 兩者之差為電度表的誤差。標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)小于被試表轉(zhuǎn)盤數(shù)為正誤差（被試表快），反之為負(fù)（被試表慢）。,然而由于被試表和標(biāo)準(zhǔn)表常數(shù)往往不相同，

2、且測試時被試表不一定只取一轉(zhuǎn)，因而應(yīng)根據(jù)兩只表的常數(shù)，及被試表所取轉(zhuǎn)數(shù)折算成標(biāo)準(zhǔn)表相應(yīng)轉(zhuǎn)數(shù)，一般稱為算定轉(zhuǎn)數(shù)。 被檢電度表的相對誤差按下試計算 Err=(n0-n )/n100% 式中 n為標(biāo)準(zhǔn)電度表的實(shí)測轉(zhuǎn)數(shù)，單位為轉(zhuǎn)。 n0 算定轉(zhuǎn)數(shù)，單位為轉(zhuǎn)。（按照銘牌常數(shù)計算被檢表轉(zhuǎn)N圈時，標(biāo)準(zhǔn)表應(yīng)該的轉(zhuǎn)數(shù)。） 算定轉(zhuǎn)數(shù)n0 計算如下：,n0=C0/CX*N*K 式中 C0、CX 分別為標(biāo)準(zhǔn)表和被檢表銘牌的常數(shù)單位為 R/Kw(Kvar).H; N 為校驗(yàn)時多少圈算一次誤差； K 為系數(shù)，系數(shù)K 按如下公式計算： K=1/KIKUKLKYKJ 式中 KI、KU 為與標(biāo)準(zhǔn)電度表聯(lián)用的標(biāo)準(zhǔn)電流和標(biāo)準(zhǔn)電壓互

3、感器變比。 KL、KY 被檢電度表銘牌標(biāo)注的電流和電壓互感器的額定變比。當(dāng)任何一個互感器也沒接時變比為時為1。,KJ 為接線系數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)表和被檢表接線方式一樣是 KJ=1。,采用標(biāo)準(zhǔn)表對比法測試電能誤差畫面,1.2瓦秒法 用瓦特表監(jiān)視電路里面的功率P不變，然后用秒表測定被檢表轉(zhuǎn)動一定圈數(shù)所需要的時間t,根據(jù)被試表常數(shù)計算出N轉(zhuǎn)所需的時間T相比較，按下式計算： Err=(T-t)/t 100% 電度表常數(shù)C,與轉(zhuǎn)盤數(shù)N、功率P、時間T 之間 關(guān)系如下：N=C P T 時間以秒計算，功率以瓦特計算，可得： T=3600 1000 N/C P,測定誤差時，轉(zhuǎn)數(shù)N應(yīng)該保證算定時間T 足夠長，如果1.0級

4、及其以上電度表不少于100s, 以保證測試精度。 1.3同步法 用同類型校準(zhǔn)的電度表作為標(biāo)準(zhǔn)，與同型號規(guī)格的表，比較，啟動前，先同步色標(biāo)。 1.4頻閃法 根據(jù)均速轉(zhuǎn)動體被閃光頻率相應(yīng)于轉(zhuǎn)動體每轉(zhuǎn)一次的閃光光源照射，觀察者視覺感到轉(zhuǎn)動體是靜止的。如果轉(zhuǎn)速快于閃光可看到轉(zhuǎn)動體向向轉(zhuǎn)得方向緩慢移動，反之則反向移動。,2、測試設(shè)備的基本原理 以上幾種檢測方法中，最具潛力的是第一種標(biāo)準(zhǔn)表比較法目前國內(nèi)外大部分現(xiàn)代的電能標(biāo)準(zhǔn)檢測方法就用此種方法。 目前應(yīng)用于電能表誤差檢測的儀器原理框圖 如下：,在此圖中： 電參數(shù)U、I （平時我們說電壓U,電流I泛指有效值，即Urms，Irms） 是通過A/D 采樣回來的

5、數(shù)據(jù)，取單個整個周期內(nèi)的電壓和電流數(shù)據(jù)點(diǎn)作為計算依據(jù)根據(jù)下式計算： 式中：u 是指電壓采樣點(diǎn)、i 是指電流采樣點(diǎn)、N是指單個正弦周期內(nèi)采樣的總點(diǎn)數(shù)。,P、Q則是通過，同步采樣回來的U和I數(shù)據(jù)點(diǎn)來計算，計算如下： P=Q=式中：u_90是指電壓偏移90度的采樣點(diǎn)、i 是指電流采樣點(diǎn)N是指單個波形周期內(nèi)采樣的總點(diǎn)數(shù)（在此時，要求電壓、電流必須是同步采樣）。,角度則是通過， P=UICOS COS=P/(U*I) COS 反余弦就可以得到角度 。,二、造成現(xiàn)場校驗(yàn)誤差跳動的原因及解決方法。 造成現(xiàn)場誤差跳動大的常見原因歸納如下： A、現(xiàn)場負(fù)荷太小，已經(jīng)在電能表計量測試能力范圍之外。 B、測試圈數(shù)設(shè)定

6、太少，而被校表的常數(shù)很高，造成脈沖計數(shù)不足。 C、脈沖采集過程中，對光不好，或者脈沖線被干擾等。 D、儀器自動換擋功能打開、內(nèi)部換檔臺頻繁,E、現(xiàn)場負(fù)荷波動大，儀器和被檢表將電流和電壓表現(xiàn)的采樣到脈沖輸出過程時間不一致引起。 以上原因中E點(diǎn)是最為普及并且與采用設(shè)備能力有關(guān) 用圖說明：,上圖可以看出，在波動負(fù)荷下，由于兩個設(shè)備處理時間不一致，導(dǎo)致誤差在等負(fù)荷時誤差小不等負(fù)荷時誤差大。誤差隨現(xiàn)場波動而發(fā)生跳變。波動越厲害調(diào)動也就越厲害。 對于解決方法，就是要求儀器能夠適應(yīng)被檢 表找出被檢表處理時間長短，保證每個誤差測試周期內(nèi)是用同時間段內(nèi)的電能做比對。 對儀器的要求是，要有設(shè)置或者找出被檢表 處理

7、時間長短的功能。這也就要求儀器處理速度 足夠快，最好在一個周波末就能計算出電能。,三、諧波產(chǎn)生原因及計量的要求影響 3.1、諧波產(chǎn)生的原因 電力系統(tǒng)中的主要諧波源可分為兩類： 一是含半導(dǎo)體的非線性元件，如各種整流設(shè)備、變流器、交直流換流設(shè)備、變頻器等節(jié)能和控制用的電力電子設(shè)備；,二是含電弧和鐵磁非線性設(shè)備的諧波源，如交流電弧爐及鐵磁諧振設(shè)備等。隨著硅整流、電弧爐及可控硅換流設(shè)備的廣泛使用和各種非線性負(fù)荷的增加，當(dāng)正弦基波電壓施加于非線性設(shè)備時，設(shè)備吸收的電流與施加的電壓波形不同，電流因而發(fā)生了畸變，諧波電流注入到電網(wǎng)中，造成電壓正弦波形畸變，這些設(shè)備就成了電力系統(tǒng)的諧波源。,3.2、對諧波的限

8、值和對計量的要求： GB/T 14549電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波中明確給出了公用電網(wǎng)諧波電壓的限制值如下：,電能表確定基本誤差時的條件要求如下： 工頻整數(shù)倍數(shù)的諧波波形，對電能計量裝置的準(zhǔn)確計量產(chǎn)生了較大的影響。,DL/T 614-1997多功能電能表對諧波影響的要求：分別將含有10%的3次、5次諧波干擾源施加在多功能電能表電壓線路，最大需量值誤差的改變量應(yīng)不超過0.2%，程序不應(yīng)紊亂，內(nèi)存數(shù)據(jù)不應(yīng)丟失（測量單元為額定工作狀態(tài)）。,電網(wǎng)的高次諧波對電能計量的準(zhǔn)確性有影響，當(dāng)諧波含量滿足國標(biāo)規(guī)定時，誤差影響微小，當(dāng)諧波含量超過國標(biāo)規(guī)定時，無論是電磁感應(yīng)式電能表還是全電子式電能表，誤差影響均較大；即諧

9、波含量愈高影響量越大，電能計量誤差也越大。 為了合理計量用戶消耗的有功電能，在選用電量平衡統(tǒng)計和貿(mào)易結(jié)算電能表時，針對含高次諧波的線路和用戶，不僅要求用戶按國標(biāo)的要求進(jìn)行諧波治理，還應(yīng)選用具有計量諧波分量電能的多功能電能表。,對同一計量點(diǎn)，在諧波超過國標(biāo)規(guī)定時，采用相同準(zhǔn)確級別的全電子式電能表和電磁感應(yīng)式電能表，計量電能量是有較大差別的；對大功率變流設(shè)備、電弧爐等產(chǎn)生高次諧波的電力負(fù)載用戶，為了只記錄負(fù)荷消耗的基波有功電能，用電磁感應(yīng)式電能表比用同準(zhǔn)確級別的全電子式電能表更合理。當(dāng)諧波源來自電網(wǎng)時，前者數(shù)值較大；當(dāng)諧波源是用戶時，則情況相反 。,在電網(wǎng)中，無論諧波流向如何，當(dāng)諧波從負(fù)載流向電網(wǎng)

10、時，實(shí)際上是負(fù)載將電網(wǎng)中的基波經(jīng)過濾波和整流后，形成的諧波電流反送回電網(wǎng)，這是一種電能污染。全電子式電能表將負(fù)載（諧波源）消耗的基波有功電能和諧波源（負(fù)載）向電網(wǎng)返送的諧波有功電能（被污染的電能）進(jìn)行了代數(shù)相加，使得記錄的能量比負(fù)載消耗的基波有功電能量還要小，這是全電子式電能表計量原理上的不足之處。,四、常見電量追補(bǔ)方法及用現(xiàn)場校驗(yàn)儀做追補(bǔ)測試 在現(xiàn)場計量過程中，如果發(fā)生錯誤接線，計量設(shè)備故障等因素產(chǎn)生電費(fèi)爭議。產(chǎn)生后解決方法是電量追補(bǔ)。 追補(bǔ)方法常用的有如下幾種方法： 4.1.1、計算法：又稱“公式法”，即通過電能計量裝置工作原理推導(dǎo)出裝置正確計量時所計電能量 A與錯誤計量的電能量A*比值，

11、推導(dǎo)出電量更正系數(shù)K=A/A*，即：A=KA*，其中，K為正時，表示電能表補(bǔ)數(shù)，K為負(fù)值時電能表退數(shù)。,計算需采用功率因素時，其取值為正常月份的平均功率因數(shù)或其它計量設(shè)備正確記錄計量差錯期間的平均功率因數(shù)。 4.1.2、主副表法：主副表法是指在同一個關(guān)口計量點(diǎn)裝設(shè)2塊同等級的關(guān)口表，公用同一套電壓互感器、電流互感器和二次回路。事先指定其中一塊表作為主表，供電量結(jié)算使用，另一塊表作為副表，其電量參考使用，兩塊表一經(jīng)指定后就不能隨意交換。應(yīng)定期對同一時間段內(nèi)的主副表電量進(jìn)行比對校核，一旦超出允許誤差就應(yīng)立即報警，到現(xiàn)場查找原因。,如果只有一塊表出現(xiàn)超差或故障，則以另一塊表的電量供結(jié)算使用，如果兩塊

12、表均出現(xiàn)超差或故障，則應(yīng)使用其他方法進(jìn)行電量追補(bǔ)。這種方法適用于只有一塊表出現(xiàn)超差或故障的情況，不適用于兩塊表均出現(xiàn)超差或故障的情況以及電壓互感器、電流互感器和二次回路造成的超差或故障的情況。,4.1.3、母線電量平衡法：這種方法基于母線電量平衡的原理。采用母線電量平衡法時，應(yīng)在母線各進(jìn)出線處均裝設(shè)關(guān)口表，當(dāng)其中一塊關(guān)口表出現(xiàn)超差或故障時，可根據(jù)母線電量平衡的原理，通過該母線上的所有其它關(guān)口表的電量以及母線線損計算電量，可以計算出該關(guān)口表的追補(bǔ)電量。母線電量平衡法適用于母線各進(jìn)出線均裝設(shè)關(guān)口表的情況。,4.1.4、線損法：線損法是指在關(guān)口線路兩側(cè)各裝設(shè)一套電能計量裝置。事先指定其中一套電能計量

13、裝置提供的電量供結(jié)算使用，另一套電能計量裝置提供的電量備用。應(yīng)定期對同一時間段內(nèi)線路兩側(cè)的兩套電量進(jìn)行比對校核，一旦超出線損允許范圍就應(yīng)立即報警，到現(xiàn)場查找原因，以其中正常的電能計量裝置提供的電量并考慮線路線損計算電量進(jìn)行電量追補(bǔ)。這種方法適用范圍廣，但要求準(zhǔn)確計算關(guān)口計量裝置故障期間的線損電量。,4.1.5、比較法：又稱“估算法”，即在難以推導(dǎo)出電量更正系數(shù)的情況下，利用此方法推算出需退補(bǔ)的電量值。此方法可為以下幾種方式： a以調(diào)度部門電能量采集系統(tǒng)的有關(guān)數(shù)據(jù)為參考，并綜合考慮正常時期電力線路同比功率時的計量狀況，推算出需退補(bǔ)的電量值； b以下一級或?qū)?cè)電能計量裝置所計電量， 并考慮相應(yīng)的損

14、耗等情況； c以計量正常月份電量或同期正常月份電量為基準(zhǔn)，以及用戶值班記錄、用電負(fù)荷等情況，進(jìn)行綜合考慮，推算出需退補(bǔ)的電量值；,d以更正后的計量裝置所計電量（一般為一個抄表周期）為基準(zhǔn)，以及用電負(fù)荷等情況，進(jìn)行綜合考慮，推算出需退補(bǔ)的電量值； e. 以同一計量裝置中其它正確計量單元（設(shè)備）或以主（付）計量裝置正確計量的電量為基準(zhǔn)，以及用戶值班記錄，用電負(fù)荷等情況，進(jìn)行綜合考慮，推算出需退補(bǔ)的電量值,4.1.6、 測試法：通過在保持電能計量裝置錯誤計量的同時，另在該計量回路中按正確接線接入一只合格的電能表，并選取具有代表性的負(fù)載運(yùn)行計量一段時間，然后用正確接線電能表所計電能量A，除以同時間內(nèi)錯

15、誤計量的電能量A*，推導(dǎo)出電量更正系數(shù)K=A/A*，計算出需退補(bǔ)的電量值。,現(xiàn)場校驗(yàn)儀來實(shí)現(xiàn)測試法測試追補(bǔ)率界面：,4.2、現(xiàn)場校驗(yàn)儀來實(shí)現(xiàn) 追補(bǔ)率測試： 現(xiàn)場校驗(yàn)儀來實(shí)現(xiàn)更為最為方便、原因有如下幾點(diǎn)： 接線容易。 能查看當(dāng)時錯誤狀況下的電能誤差。 通過儀器脈沖線取錯誤表的脈沖實(shí)現(xiàn)錯誤表電量累計和儀器本身同步累計進(jìn)行對比，直接顯示追補(bǔ)率。 在更換完電能表后還能通過儀器模擬原來老的電能表錯誤來測算追補(bǔ)率。,五、低負(fù)荷下實(shí)現(xiàn)接線錯誤檢查的意義。 5.1、為什么要小電流查線： 錯誤接線主要是在新裝計量現(xiàn)場或者在更換新計量設(shè)備時發(fā)生，并且最容易發(fā)生在有PT 和CT 的高壓供電供電高壓計量的現(xiàn)場。在新現(xiàn)場往往是沒有負(fù)荷或者負(fù)荷不大，表現(xiàn)到計量回路里面的電流非常小。尤其在沒有低壓負(fù)荷的現(xiàn)場通過電力變壓器的空載損耗產(chǎn)生的電流CT