互感器分為電流互感器和電壓互感器,主要是保護(hù)和計(jì)量的作用,但是任何東西的效率都達(dá)不到100%,所以互感器也不例外,存在一定的誤差,本文就如何降低互感器在實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)下的誤差、提高互感器的計(jì)量準(zhǔn)確性,論述了互感器的變化、二次負(fù)荷、二次功率因數(shù)的合理設(shè)計(jì)、配置、選型原則,強(qiáng)調(diào)應(yīng)全面開(kāi)展互感器二次負(fù)荷現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)工作。
互感器合成誤差,是指電能計(jì)量裝置中的電壓互感器(下文簡(jiǎn)稱TV)及電流互感器(下文簡(jiǎn)稱TA)在實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)下的比差、相差所合成計(jì)算得的計(jì)量誤差,它是電能計(jì)量綜合誤差的重要組成部分之一。在實(shí)際工作中,對(duì)于如何降低互感器合成誤差、提高互感器計(jì)量準(zhǔn)確性這個(gè)問(wèn)題上,往往存在這樣的認(rèn)識(shí)誤區(qū):認(rèn)為只要選配了符合DL/T448-2000《電能計(jì)量裝置技術(shù)管理管理規(guī)程》(下文簡(jiǎn)稱DL/T448-2000)規(guī)定準(zhǔn)確度等級(jí)甚至更高準(zhǔn)確度等級(jí)的互感器,按《互感器檢定規(guī)程》經(jīng)安裝前檢定及周期檢定并合格,就必定能達(dá)到降低合成誤差、提高計(jì)量準(zhǔn)確性的目的,這是片面的。
由互感器工作原理及誤差特性可知,要確保其實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)下的誤差在其標(biāo)稱準(zhǔn)確度等級(jí)的允許誤差限內(nèi),必須滿足下列工作條件:
1、一次電壓(電流)條件:TA應(yīng)保證其正常負(fù)荷電流運(yùn)行在額定值的60%左右,至少應(yīng)不小于30%,但不得超過(guò)120%額定值。
2、二次負(fù)荷條件:互感器實(shí)際二次功率因數(shù)應(yīng)與額定二次功率因數(shù)接近。
3、二次功率因數(shù)條件:互感器實(shí)際二次功率因數(shù)應(yīng)與額定二次功率因數(shù)接近。
上述互感器工作條件與《互感器檢定規(guī)程》規(guī)定的檢定條件是相一致的。在實(shí)際的計(jì)量裝置中,由于種種原因,存在不能滿足該工作條件的情況。導(dǎo)致互感器在實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)下的誤差產(chǎn)生變異,降低了互感器的計(jì)量準(zhǔn)確性,比較普遍的現(xiàn)象有:TA一次電流長(zhǎng)期運(yùn)行在低負(fù)荷狀態(tài)(甚至低于5%額定值)或過(guò)負(fù)荷狀態(tài)(超過(guò)120%額定值),導(dǎo)致誤差增大。
產(chǎn)生這一現(xiàn)象的主要原因?yàn)椋河?jì)量方案設(shè)計(jì)過(guò)程中,對(duì)電力客戶負(fù)荷電流核算不準(zhǔn)確,導(dǎo)致TA額定電流比選配不當(dāng)。運(yùn)行中的TA,由于客戶的生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)狀況變化等原因,負(fù)荷電流已顯著增大或減小。供電企業(yè)未及時(shí)掌握并沒(méi)有應(yīng)這一變化情況變更計(jì)量方案,重新選型配置合理額定電流比的TA。某些計(jì)量方案配置了非S級(jí)TA,低負(fù)荷誤差將更大。比如對(duì)于0.5級(jí)TA,只有在5%~120%額定電流范圍內(nèi),計(jì)量準(zhǔn)確性才有保證,5%額定電流點(diǎn)的允許比差限為±1.5%。如該客戶正常負(fù)荷電流低于5%額定值,則其計(jì)量準(zhǔn)確性已經(jīng)沒(méi)有了保證;即使負(fù)荷電流達(dá)到20%額定值,其允許比差限仍高達(dá)為±0.75%;當(dāng)負(fù)荷電流達(dá)到100%時(shí)其允許比差限才達(dá)到±0.5%。而0.5S級(jí)TA在1%~120%額定電流范圍內(nèi),計(jì)量準(zhǔn)確性均有保證,1%額定電流點(diǎn)的允許比差限為±1.5%;5%額定電流點(diǎn)的允許比差限為±0.75%;20%額定電流點(diǎn)的允許比差限即已能達(dá)到±0.5%。TV、TA實(shí)際二次負(fù)荷值超過(guò)額定值。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工作數(shù)據(jù)顯示,有的甚至達(dá)到3倍額定值。
(1)某些計(jì)量裝置,開(kāi)關(guān)聲(間)的TA與電能表距離可能達(dá)200米左右甚至更長(zhǎng),TA二次回路導(dǎo)線截面選擇過(guò)小。有的未使用專用計(jì)量TA或?qū)S美@組,接入了其它與電能計(jì)量無(wú)關(guān)的設(shè)備。而TA額定二次負(fù)荷值又選型過(guò)小,導(dǎo)致實(shí)際二次負(fù)荷值超過(guò)額定值。
(2)變電所(站)的計(jì)量裝置多使用母線公用TV,TV二次側(cè)可能接入多達(dá)幾十只電能表,有的未使用專用計(jì)量TV或?qū)S美@組,接入了其它與電能計(jì)量無(wú)關(guān)的設(shè)備。而TV額定二次負(fù)荷值選型又過(guò)小,導(dǎo)致實(shí)際二次負(fù)荷值超過(guò)額定值。
(3)互感器在運(yùn)行過(guò)程中,特別是年久失修的老舊設(shè)備,二次回路出現(xiàn)導(dǎo)線老化、破損或接點(diǎn)銹蝕,松動(dòng)等故障現(xiàn)象,又缺乏有效技術(shù)手段及時(shí)監(jiān)控掌握,導(dǎo)致實(shí)際二次負(fù)荷值長(zhǎng)期走出額定值。某些互感器回路使用多股銅芯線,更容易產(chǎn)生上述故障現(xiàn)象。
(4)二次回路設(shè)備增減、變更,如變電所(站)的母線公用TV出線回路增加或減少,導(dǎo)致互感器實(shí)際二次負(fù)荷發(fā)生變化。
由互感器工作原理及誤差特性可知,二次負(fù)荷超過(guò)額定值,互感器誤差將大大增加。電磁式TV比差隨二次負(fù)荷增大成正比負(fù)方向增大,相差則成正比正方向增大;TA比差隨二次負(fù)荷增大負(fù)方向增大,相差則正方向增大,但小于成正比變化。對(duì)于TV,還會(huì)導(dǎo)致二次回路電壓降增大。TV實(shí)際二次功率因數(shù)與額定值相差大,導(dǎo)致誤差增大。TV實(shí)際二次功率因數(shù)與回路中接入的設(shè)備類型有關(guān)。感應(yīng)式有功電能表及900無(wú)功電能表電壓回路功率因數(shù)為感性0.2~0.3,感應(yīng)式內(nèi)相角600無(wú)功電能表電壓回路功率因數(shù)為感性0.4~0.5,靜止式電能表電壓回路功率因數(shù)為感性0.9或容性。通?;ジ衅鲝S家生產(chǎn)的常規(guī)TV的額定值為感性0.8~1。綜上所述,確保互感器運(yùn)行在規(guī)程規(guī)定的允許工作條件下,是確保互感器計(jì)量準(zhǔn)確性的關(guān)鍵所在。為此,關(guān)于如何降低互感器合成誤差、提高互感器計(jì)量準(zhǔn)確性,筆者根據(jù)實(shí)際工作中的體會(huì)與感悟,認(rèn)為應(yīng)從以下幾方面著手:
(1)設(shè)計(jì)部門(mén)應(yīng)核算電力客戶實(shí)際負(fù)荷電流值,以確定TA額定電流比的選型。對(duì)于已投入運(yùn)行的電力客戶,要形成常態(tài)機(jī)制,明確職責(zé),落實(shí)計(jì)量、用電檢查等部門(mén)、人員,及時(shí)監(jiān)控掌握客戶負(fù)荷電流變化情況,對(duì)于需要重新選配TA額定電流比的予以及時(shí)實(shí)施。 (2)選用S級(jí)計(jì)量TA。由前述可知,S級(jí)TA的工作電流范圍更寬,低負(fù)荷點(diǎn)計(jì)量準(zhǔn)確性更高。
(3)關(guān)于互感器二次負(fù)荷。可根據(jù)所選配的互感器的額定二次負(fù)荷值,設(shè)計(jì)確定互感器二次回路導(dǎo)線長(zhǎng)度、截面及回路設(shè)備;或根據(jù)互感器二次回路情況核算實(shí)際二次負(fù)荷值,再確定互感器額定二次負(fù)荷的選型;對(duì)于TV,要兼顧二次回路電壓降是否符合規(guī)定。互感器實(shí)際二次負(fù)荷不宜設(shè)計(jì)配置過(guò)高,同型互感器價(jià)格通常隨額定二次負(fù)荷值增大而提高,且高額定二次負(fù)荷值的互感器可能不易選購(gòu)。應(yīng)使二次負(fù)荷額定值與實(shí)際值綜合平衡、合理匹配。
(4)關(guān)于互感器二次功率因數(shù)。TA實(shí)際二次功率因數(shù)通常是0.8~1,與常規(guī)的TA額定值0.8~1相當(dāng)。對(duì)于TV,由前述可知,其實(shí)際二次功率因數(shù)可能是感性0.2~0.9或容性。而廠家生產(chǎn)的常規(guī)TV的額定值大多為感性0.8~1,與實(shí)際值可能有較大差異。這一情況應(yīng)得到高度重視。為增加TV應(yīng)用的靈活性,建議今后要求互感器廠家生產(chǎn)的TV的額定二次功率因數(shù)應(yīng)為0.2~1的TV。
(5)DL/T448-2000還規(guī)定,應(yīng)配置計(jì)量專用互感器或?qū)S枚卫@組,其二次回路不得接入與電能計(jì)量無(wú)關(guān)的設(shè)備;TV二次回路應(yīng)不裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)輔助接點(diǎn)和熔斷器;二次回路導(dǎo)線采用銅質(zhì)單芯絕緣線;等等。嚴(yán)格執(zhí)行這些規(guī)定,同時(shí)也能對(duì)降低互感器實(shí)際二次負(fù)荷、確保實(shí)際二次負(fù)荷穩(wěn)定、降低二次回路故障率產(chǎn)生好的效果。
在計(jì)量方案的設(shè)計(jì)確定過(guò)程中,要配置符合規(guī)程規(guī)定準(zhǔn)確度等級(jí)的互感器,但也要摒棄盲目追求配置高準(zhǔn)確度等級(jí)互感器的觀念,否則可能適得其反。