电能计量装置的综合误差计算

作者：栾阳

来源：《科技创新导报》 2012年第15期

栾阳

(辽宁省朝阳市计量测试所 辽宁朝阳 122000)

摘 要:计算综合误差时,用求代数和的方式求得三者的综合误差。电能计量装置如果采用准确度很高的电能表、测量用互感器及合理的二次回路就能使计量电能的综合误差很小。但是在计量设备准确度等级一定的情况下,采取一些措施后,也可以减少一些电能计量装置的综合误差,提高计量电能的准确度。

关键词:计量装置 误差 准确度

中图分类号:TM933 文献标识码:A 文章编号:1674-098x(2012)05(c)-0086-01

1 电能计量装置综合误差的计算

电能计量装置的综合误差是由电能表、互感器、二次接线三部分的合成误差组成。计算电能计量装置的综合误差时,先将与电能表按不同方式连接的电流互感器、电压互感器的角差和比差统一计算,称为互感器的合成误差,然后再将互感器的合成误差与电能表的误差及电流互感器二次导线降压引起的误差,用求代数和的方式求得三者的综合误差(电压互感器二次导线引起的误差也可以先计入互感器的合成误差以内)。

互感器的合成误差=(电流互感器的额定变比*电压互感器的额定变比*互感器二次侧功率-互感器一次侧功率)/互感器一次侧功率*100(%)

在计量电能的线路中,当使用仪用互感器时,由于互感器的比差和角差的存在,会在测量的结果中引起合成误差。在某些场合下,虽然互感器的比差、角差符合规定要求,但其合成误差值却比较大。所以在实际工作中,还需要计算互感器的合成误差,以便采取措施减少互感器合成误差的数值,达到提高测量准确度的目地。

1.1 测量电流、电压的综合误差

用电流互感器、电压互感器测量电流、电压时,因为电流表和电压表的示值只受互感器比差的影响,不受角差的影响,故此电流互感器的合成误差就是互感器的比差。

对于电流表,根据电流互感器比差的定义可以知道

电流互感器的合成误差=(电流互感器的额定变比*电流互感器的二次电流-电流互感器的一次电流)/电流互感器的一次电流

测量电流的综合误差=电流互感器的比差+电能表的相对误差(%)

同理,对电压表来说

电压互感器的合成误差=(电压互感器的额定变比*电压互感器二次电压-电压互感器一次电压)/电压互感器一次电压

测量电压的综合误差=电压互感器的比差+电能表的相对误差(%)

1.2 测量有功电能(或功率)的综合误差

1.2.1 单相电路测量有功电能的综合误差

在电路中接入电流互感器、电压互感器测量有功电能时,当电能表与电流互感器、电压互感器连接时,其示数要受到电流互感器、电压互感器比差与角差的影响。

互感器的合成误差=(电压互感器的额定变比*电流互感器的额定变比*二次侧功率-一次侧功率)/一次侧功率*100(%)

有功电能的综合误差=互感器的合成误差+电能表的相对误差(%)

1.2.2 三相三线电路测量有功电能的综合误差

在三相电力系统中测量有功电能和功率,根据使用的表计和电压互感器的不同接线方式来计算综合误差。

(1)电压互感器为V形连接时

互感器的合成误差=(二次侧功率的折算值-一次侧功率)/一次侧功率*100%

测量电能的综合误差=(第一元件的相对误差+第二元件的相对误差+第三元件的相对误差)/3+互感器的合成误差(%)

(2)电压互感器为Y/Y形连接时

测量有功电能的综合误差=互感器的合成误差+电能表的相对误差(%)

2 电能表校验时的误差分析

2.1 校验电能表的误差分类

2.1.1 系统误差

系统误差是指在测量中由于仪器不完善或方法不当等因素所引起的误差,其大小及正负号在同一测量中完全相同。对校验电能表来说如计时秒表的基本误差,校验方法的误差,以及校验条件与规定条件不一致而引起的附加误差等等。如果这些因素在校验的过程中始终保持恒定或缓慢的变化,那么他们对校验结果的影响也是恒定的,因此也属于系统误差。估计系统误差对校验结果的影响时,采用各种误差的代数和,即

系统误差=标准仪器的误差+测量互感器的合成误差+方法误差+外界因素与规定的条件不一致所引起的附加误差。

2.1.2 偶然误差

它是由于超出操作人员控制范围的外围因素对测量产生的影响,例如:电源的变化就是外因之一。这种误差的大小,正负不一定,但都会产生出误差的增量。然而若测量同一量(如功率)的次数增多,则可发生偶然误差服从统计规律。误差的大小及正负的出现,由概率决定;误差偏向一方的可能性不大于偏向另一方的可能性,因此多次测量结果的算术平均值可以减少测量结果中的偶然误差。然而在精密的测量中往往要对偶然误差进行估算,以确定测量结果的精密度或重复率。这就要用概率的方法对偶然误差进行估算。校验的结果是由系统误差与偶然误差共同决定的。

2.2 电能表校验装置的系统误差

2.2.1 单相有功瓦特表校验装置的系统误差

如果瓦特表接有电压互感器、电流互感器,则瓦特表校验装置的系统误差为

系统误差=标准仪器的误差+测量互感器的合成误差

如果对于实际的装置,注意选用误差较小的瓦特表、互感器,并且尽可能在选用电压互感器与电流互感器时,使其比差的符号相反、角差符号一致,这样计量装置的综合误差就可以大为降低。

2.2.2 三相有功电能表校验装置的系统误差

校验装置的系统误差也是由标准瓦特表、计时秒表和互感器引起的,即

系统误差=标准仪器的误差+测量互感器的合成误差

(1)校验三相有功电能表时,当用标准电能表作标准表时,由于没有计时秒表,标准仪器的误差就等于标准电能表的误差;

(2)当校验三相有功电能表时的系统误差公式仍为:

系统误差=标准仪器的误差+测量互感器的合成误差

标准仪器的误差=三只单相标准瓦特表或电能表的误差/3+计时器误差

当用一只三相四线标准电能表作标准时,标准仪器的误差等于标准表的误差。

3.2.3 三相无功电能表校验装置的系统误差

校验装置的系统误差=标准仪器的误差+互感器的近似合成误差