浅谈如何提高县级供电企业电能计量的准确性.pdf

安全与技管 2290V(25) ，直流系统控制部分 内设程序检测到电压低于 一 定 值时即对整个蓄电池组进行均衡充电，使单个蓄电池电压保持 在2 30 235V(25 C ) 。 (二)蓄电池组的日常巡视 及 运 行维护 为防止蓄电池组 的个别蓄电池端电压超 出规定值， 运行 中 主要检查蓄电池组的端电压、浮充电压值、每个单体蓄电池的电 压值、运行环境温度、蓄电池组及直流母线的对地电阻值和绝缘 状态、壳体有无变形及渗漏、极柱及安全阀周围是否有无酸溢 出、连接片有无腐蚀现象、绝缘电阻是否下降，蓄电池室 的散热 和通 风是否良好，温度是否保持在25 。定期对蓄 电池外壳及 室内的卫生等。 (三)蓄电 池组的 充放电 长期处于浮充的蓄电池 组应按照有关 规定进行充放 电试 验。 1、均衡充电 对确定为欠充的蓄电池组、未及时充电的蓄电池组、单体电 池端 电压偏差 超 过允许值的 电池数量 达到总数的3 5 (500kV桂林站达到39 )的，应及时进行均衡充 电。500kV桂 林变电站蓄电池组采用自动均衡充电模式，当直流系统控制部 分 内设 的程序检测到电压低于 一 定值时将对整个蓄电池组进行 均衡充电，使单个蓄电池端电压保持在2 30 235(25 C ) 。充 电 的方式有两种。 恒流限压充 电：采用I。电流进行恒流充 电，当蓄电池端 电压上升到(230 235)V时，自动或手动转为恒压充 电。 恒压充电：在恒压充电条件下，I。 。充电电流逐渐减少，当 充电电流减少为0 1I 。 电流时，直流系统控制装置开始计时，充 电装置将 自动或手动转为正常的浮充方式运行。 补充充电：为使两个端 电压异常的蓄电池恢复电压，采用 与蓄电池端电压相同充电装置对该蓄电池进行充电，待单个蓄 电池端电压达到与其它单个蓄电池端电压的平均值时，停止充 电，再对整个蓄电池组进行测量，各参数达到要求。 (四)环境温度设 置 针对500kV桂林变 电站所在地点，将蓄电池室基准温度设 置为25，正常时修正为1；通过用精度为万分之 一 的万用 表进行测量，蓄电池端电压变化约为3mV ，通过在各温度下对单 个蓄电池端电压进行测量，再通过计算极差 、偏差、离散度，发现 蓄电池组的运行温度宜保持在 10 。 30。最高不超过35。 0 。五 、结束语 直流系统是变电站 的 “ 心脏 ” ， 一 旦发生故障，后果不堪设 想；蓄电池是直流系统的重要设备，是保证变电站设备安全运行 的最后防线；正确使用 和维护免维护蓄电池 ，提高其运行 寿 命，对变电站及电网的安全运行有着积极和重要 的作用。 (作 者单位：超高压输 电公司柳州 局) 王 健 CU A NCX I D IA N Y E 店岛室景 一 、引言 随着农网改造 的完善和城 网改造的推进，县级供电企业 配网 的网架得以构建和完善。 但随着城乡居民生活水平 的不 断提高，以及县域经济的高速 发展，县级供电企业电网建设 的步伐远不能跟上人民用电需 求的增长速度，配网 “ 卡脖子 ” 供电的 困境日益 凸显，节能降 损便成为提高县级供电企业经 济效益 的首要任务，而提高电 能计量的准确性则是县级供 电 企业节 能降损 的主要手 段之 一 。 本文对县级供电企业的电 能计量 现状进行了全面分析， 指出影响县级供电企业电能计 量准确性 的各种因素，并提出 如何提高县级供电企业电能计 量准确性 的各种措施。 二 、县级供电企业的 电 能计量现状 ( 一 )县级供 电企业电 能计 量装置 的构成 县级供电企业的电能计量 装置是 由电能表、互感器、二次 回路连接导线组成。 县级供电企业的电能计量 装置 一 般是电网技改的 “ 遗亡 角 ” ，它的更新换代往往滞后 于 其它供电设备的 “ 改良换代 ” ， 所以上世纪未本世纪初县级供 电企业电能计量装置的配置还 是比较落后的。 在变电站各线损考核计量 点的计量装置中，大多数电流 互感器的准确级别只达05级 或0 5P级 ，而且有些计量还是 20099(总第114期 )105 浅谈如何提高县级供电企业电能计量的准确性 虞 它 谍 安全与技管 CUANGXI DI AN YE 与测量共用一个绕组 ； 它的电能表是电磁感应式机械电能表 ， 有功电能表的准确级别只高达 2级， 无功电能表则为 3级 ； 电 流互感器二次回路连接导线经多个中间环节转接才连接到电 能表， 且其线径多数仅为 2 5 m m 2 ； 电压互感器二次回路连接导 线中间经低压熔断器后才连接到电能表 ，其线径多数仅为 1 5 mm 。 在用户用的电能计量装置中，还有部分电流互感器的准 确级别为 0 5级；它的电能表也是电磁感应式机械电能表， 有 功电能表的准确级别只高达 2 级 ， 无功电能表则为 3级； 互感 器二次回路连接线线径多数仅为 2 5 mm ： 。 ( 二 ) 县 级供 电 企 业 电 能计 量 装 置 的 准确 性 由于县级供电企业电能计量装置的配置如上面所述 ， 明 显不符合 电能计量装置技术管理规程 ( D L 4 4 8 2 O O O ) 中的相 关标准： ( 1 ) 、计量用的电流互感器，它的准确级别不能小于 0 2级 ， 它的二次回路 ) 中间最好不经其它辅助转接而直连电 能表 ， 其连接 导线线 径不能 小于 4 m mz ； ( 2 ) 、 计 量用 的电压 回 路中间不能连接低压熔断器 ，电压 回路连接导 线线径不能小 于 2 5 m m ， 导线长度不能过长 ， 不然会加大电压二次回路压降 值； ( 3 ) 、类用户的有功电能表准确级别须在 1 级及以 一I - ， 无功电能表的准确级别不能小于 2级。所以它的电能计量 装置由于上述 多种原 因导致其准确性 比较低 ，其 综合误差偏 大， 增大了供 电企业 的电能损耗 。 三 、 影 响县 级供 电企 业 电能计 量 准确性 的 因素 ( 一 ) 衡 量 电 能计 量 装 置 准 确 性 的 标 准 衡量 电能计量装 置准确性 的主要标准是 电能计量 装置的 综合误差。综合误差值越小， 说明计量装置的准确性越高 ， 电 能损耗就越小 ； 反之， 综合误差值越大， 计量装置的准确性则 越低， 电能损耗就越高， 供电企业的经济效益也就越低。 ( 二 ) 影 响 电 能计 量 装 置 准 确 性 的 因素 计量装置 的综合误差是 由三部 分组 成 ， 即电能表误差 、 互 感器合成误差 、电压互感器二次导线压降引起的误差二 三 者的 代数和 。可 以用下式表示 ： = b 。 h d ( 1 ) 式 中 b 一 电能表 的相对误差 讪 一互感器合成误差 d 一电压互感器二次导线压降引起的误差 由公式( 1 ) 知， 影响电能计量装置准确性有如下因素： 1 、 电能表选 型不 当引起 的误差 我们都知道， 为了保证电能计量装置准确地测量电能， 必 须按照有关规程要求， 合理选择电能表的型式 、 电压等级、 基 本电流、 最大额定电流以及准确度等级。对于月平均用电量在 圃 2 0 0 9 9 ( 总 第 1 1 4 期 ) 1 0 0万 k W h以上的 类高压计费用户， 应采用 0 2级的电压、 电流互感器， 0 5 级的有功电能表及 2 0级无功电能表。 对于月 平均用电量在 l 0万 k W- h以上的类用户，应采用 0 2级的 电压 、 电流互感器 ， 1 级的有功电能表及 2 0级无功电能表 。 在实际运行中，若用户的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的 3 0 ，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。 当用户的一次电流小于 6 0 A， 宜采用电流规格为 1 0 ( 6 0 ) A或 3 1 0 ( 6 0 ) A的单相或 三相 电能表 ， 反之宜采用 1 5 f 6 ) A或 3 1 5 ( 6 ) A的单相或三相电能表。同样地， 二次电压为 1 0 0 V的用 户不 能选用 电压规格为 2 2 0 V或 3 8 0 V的电能表 ，二次电压为 2 2 0 V或 3 8 0 V的用户不 能选用 电压规格 为 1 0 0 V的电能表 ， 否 则 ， 选用电流或电压规格不合适的电能表， 不但不能正确进行 电能计量， 而且容易因电流或电压过载而将电能表烧坏。 不能用三相三线电能表测量三相四线的负荷用户。因为 当三相负载不平衡 ， 中性点普遍有电流存 在 ， 而 I b = I n I a I c 所 以， 缺少电流 I b所消耗的功率， 会引起附加误差， 造成计量不 准确。 2 、 电流互感器选用不当引起 的误差 接入电流互感器的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 。所以 ， 在选择 电流互感 器时， 应从三 方面考虑二次容量大小 ，通过选用电流回路负荷阻抗较小的 表计 ， 如电子式电能表来满足二次容量的要求， 必要时还可利 用降低外接导线电阻的方法。 由于一次电流通过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 I 。 来励磁， 使铁芯产 生磁通 。电流互感器 的误差是 由铁芯所 消耗 的励磁安匝引起 的。 电流互感器误 差取决于 互感器 的比差 、 角差 ， 而 比差 、 角 差又与外接负载阻抗 z b 、 铁芯导磁率 、 铁芯阻抗角 d， 铁芯 损耗电量角 有关。由互感器电流特性曲线、 负荷特性曲线 和误差特性之间的关系可知 ，电流互感器 的二 次负荷必须控 制在额定值 2 5 1 0 0 之间， 当一次电流为其额定值 6 0 左 右时， 其二次电流至少不得低于额定值的 3 0 ， 这样才能使电 流互感器运行在最优状态 ， 从而 降低 电流互感器误差 。 3 、 电压互感器二次回路压降引起的误差 电压互感器的负载电流通过二次连接导线及串接点的接 触电阻时会产生电压降，这样加在负载上的电压就不等于电 压互感器二次线圈电压，由于电压互感器二次压降差而产生 计量误差。根据 电能计量装置技术管理规程) O t A 4 8 2 0 0 0规 定， 对于 I、 类计费电能计量装置 ， 电压互感器的二次压降 不大于额定二次电压的 0 2 ， 其他计量装置则应不大于额定电 压的 0 5 。 安全与技管 4、 电力系统谐波引起的误差 随着现代科技的发展和县域经济的壮大，除了上述三方 面会影响电能计量装置的准确性外，电力系统谐波对县级供 电企业电能计量准确性的影响也日益严重， 不容忽视。因为大 量的电力电子设备等非线性负荷在电力系统中被广泛应用 ， 如冶金行业的高频炉 、 中频炉， 金属加工厂的大功率电焊机 ， 特别是一些大功率变流设备和电弧炉等的大量应用 ，导致在 电网中产生大量的高次谐波电流，使原来的基波正弦电流发 生畸变， 进而引起 电压波形发生畸变 。 由于县级供电企业的电能计量装置绝大部分仍采用传统 的电磁感应式电能表，而这种电能表在结构设计上仅考虑了 基波分量的作用， 较少考虑高次谐波的影响， 因此其测量误差 将随着高次谐波含量的增加而增大。因为感应式电能表的结 构主要包括驱动元件和转动元件两部分，原理是通过电磁感 应作用来驱动转动元件从而进行电能计量。在任何负载条件 下，只有与负载功率成正比的驱动力矩和制动力矩作用在转 盘上， 电能表才能正确计量电能。 但实际上由于高次谐波使基 波正弦电流、 正弦电压发生畸变， 使感应式电能表的电压线圈 阻抗和转盘阻抗都发生变化 ，导致电压工作磁通和对应的电 流磁通 变化 ， 从而影响 电能表 的计量准确性 。同时 ， 由于谐波 的影响， 使畸变的波形通过电磁组件以后， 由于磁通不与波形 对应 变化 ， 导致转矩不能与平均功率成正 比而产生 附加误差 。 另外，谐波功率的潮流方向对感应式电能表的计量影响 也很大。当用户是线性用户时， 谐波潮流是由系统流入用户， 与基波潮流方向一致，此时感应式电能表计量的是基波电能 和谐波电能， 计量值大于基波电能， 这样线性用户除谐波影响 外还多交 电费 ； 当用户是非线性用户也 即谐波重 污染用 户 ， 用 户除 自身消耗部分谐波外还向电网输送谐波分量，该部分谐 波潮流与基波潮流方 向相反 ，感应式 电能表计量的 电能是基 波电能扣除这部分谐波电能后的值 ， 故计量值小于基波电能， 所以非线性用 户除 污染 电网外 ， 还少交 电费。 施 四 、 提 高县 级供 电企业 电 能计量 装 置准 确 性 的措 ( 一) 提 高电能计量装置的配置要 求 l 、 按 照 电能计量装置 技术 管理规程 ( D i g4 8 2 0 0 0 ) 中有 关规程的要求， 合理选择电能表的型式、 电压等级 、 基本电流、 最大额定电流以及准确度等级。为提高计量准确性， 除了按照 负荷类型、 容量等参数选择合适型号、 电压等级 、 电流规格的 电能表外， 还应选用高精度的电能表， 如 类用户， 应采用 0 5 级的有功电能表及 2 0级无功电能 表。对于 类 用户 ， 应采用 1 级的有功电能表及 2 0级无 功电能表 。 GUANG XIDI AN YE 店 它 谍 2 、 选用高精度的电流互感器， 其准确级别须在 0 2级及以 上。同时， 根据电流、 电压互感器的误差 ， 合理组合配对， 使互 感器合成误差尽可能小。配对原则是尽可能配用电流互感器 和电压互感器的比差符号相反 、 大小相等 、 角差符号相同、 大 小相等。这样， 互感器的合成误差基本可以忽略， 只需根据互 感器二次压降误差配合电能表本身误差作调整 ，便可最大限 度降低计量装置综合误差。 3 、 电流、 电压互感器二次回路连接导线线径须按相关规 程配置， 尽可能降低其二次回路阻抗。如电流互感器二次回路 导线线径不小于 4 m m ， 中间尽可能不要经中间环节转接。电 压互感器二次回路导线线径不小于 2 5 m mz ， 且长度尽可能短， 这样其二次回路压降才会减小。同时， 电能表电压回路不能串 接低压熔断器 ， 这样防止因其电压回路开路而少计电量。 ( 二 ) 采 用正 确 的 计 量 方 式 1 、 对接人中性点绝缘系统的电能计量装置， 应采用三相 三线制电能表， 其两台电流互感器二次绕组宜采用四线连线， 即不共用接地的非极性线； 对三相四线制的电能计量装置， 其 3台电流互感器二次绕组与电能表之间宜采用六线边线。 如采 用四线连接， 若公共线断开或一相电流互感器极性相反， 会影 响计量， 且进行现场检验时， 采用单相法每相电流互感器二次 负载电流与实际负载电流不一致， 给测试工作带来困难， 且造 成测 量误差 。 2 、 对计费用高压电能计量装置应装设失压计量器， 及时 读取失压记录， 作为计量人员追补电量的依据。 ( 三 ) 合理 选择 电流互感 器变比 由电流互感器的负荷曲线知其二次负荷必须控制在额定 值 2 5 1 0 0 之间， 所以要求正常负荷电流在电流互感器额 定电流的6 0 左右。 因当一次电流为其额定值 6 0 左右时， 其 二次电流至少不得低于额定值的 3 0 ，这样才能使电流互感 器运行在最优状态， 从而降低电流互感器误差。 而对 于季节性用 电的用 户应采用 二次绕组具有抽头 的多 变比电流互感器，这样可以根据用户负荷的高低来选择适合 其负荷的最佳变比， 尽可能提高计量的准确性。 ( 四) 采用电子表代替传统的感应式电能表 由以上分析可知， 由于高次谐波的影响 ， 使得感应式机械 电能表的计量准确性大大降低。 表 1 和表 2 是叠加单一谐波功率对两个电能表计量误差 影响的实验结果 ， 其中表 1 是三相四线感应式机械电能表， 准 确级 为 2 0级 ， 规格为 3 X 2 2 0 3 8 0 V， 3 X 5 ( 2 O ) A。表 2是 三相 四线 电 子式 电 能 表 ，准 确 度 为 1 0级 ，规 格 为 3 X 2 2 0 3 8 0 。 3 5 ( 6 ) A。 表 1 是在谐波功率含量相同，在改变谐波次数的情况下 电压 畸变 率 、 电流 畸 变 率 都 为 1 5 (即 HR U n = H R I n = 2 0 0 9 9 ( 总 第 1 1 4 期 ) 固 店 审 景 安全与技管 GUANG XIDI AN YE 1 5 ) 对电能表计量误差影响的实验结果。可以看出在谐波含 量相同时， 改变谐波次数的情况下 ， 电子式电能表的计量误差 在合格范围内且变化不大，而感应式电能表计量误差的变化 则明显不同， 随着谐波次数的增大和谐波频率的增高， 它的误 差越来越大， 且超误差合格范围。故电子式电能表由于具有较 宽的频率， 可以减除谐波对电子式电能表计量准确性的影响。 表 1 谐 波次 数 对 电能 计 量 的 影 响 谐波次数 2 0级感应式电能表 1 0级 电子表 3 一1 5 4l O 1 2 5 5 1 6】 2 0 1 2 2 6 1 8 7 8 0 1 3 5 7 1 8 93 0 1 3 4 9 -2 076 一O 1 O 8 11 -2 2 0 9 - 0 06 8 1 5 -2 238 - 0 03l 表 2谐 波 功 率 对 电 能 计 量 的 影 响 HR U 5 2 0级感应式 电能表 1 0