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电能表现场校验仪测量原理与使用方法

来源:电工天下   编辑:小电工发布时间:2020-01-22 07:36:41

电能表现场校验仪测量原理与使用方法,现场电能误差测量采用的是标准表法中的定低频脉冲法,电能表现场校验仪的接线方式的选择,消除钳型互感器的测量误差的方法等。

电能表现场校验仪的用法

一、测量原理

现场电能误差测量采用的是标准表法中的定低频脉冲法,即由被检表输出一定低频脉冲数(如感应表转盘上的色标或电子表的光电脉冲)停住标准表的方法进行电能比较。

被检表的相对误差γ(%)按式(1)计算。

式中:γ0——标准表的已定系统误差(%),不需要修正时,γ0=0;W——实测电能值,即标准表累计的电能值(J);W0——算定电能值,即被检表在无误差运行下,输出N个低频脉冲时,标准表应累计的电能值(J),按式(2)计算。

式中:C0——标准表的脉冲常数(PL/kW·h或PH/kW·h);n0——算定脉冲数,按式(3)计算。

式中:CL——被检表的低频脉冲常数(P/kW·h)。

由于J=Ws=kW·h/3.6×106,将式(3)代入式(2),算定电能值可以写成:

考虑到累积的电能量与标准表的高频脉冲成正比,可转化成算定脉冲数:

假如被检表常数为1600个脉冲/kW·h,标准表,即校验仪的脉冲常数为3.6×107个脉冲/kW·h。当N=1时,即采样脉冲数(转数)为1时,校验仪算定脉冲数为22500。若此时校验仪累积脉冲数为22584,已定系统误差为+0.05%,则被检表的相对误差为-0.32%。数据处理时应按已定系统误差进行修正,以提高测量的准确性。

二、接线方式

接线方式分两种:第一种是将被检表和校验仪电流回路串联起来,电压端并联;第二种是使用校验仪的钳型互感器采样电流信号,电压端并联。

采用电流回路串联方式测量的准确度较高,可以达到0.02级;而采用钳型互感器时,由于采样不稳定等原因,容易造成测量不准确及重复性差,准确度一般定为0.2级。

三、接线方式的选择

对于测量准确度要求较高的,如对通过专用接线盒接通的电能表进行现场测量时,普遍采用电流回路的串联方式。

在高压计量时,电能表是通过测量电压、电流互感器的二次侧输出的电压、电流进行电能计量的。

运行中的电流互感器二次侧是严禁开路的。一旦出现开路事故,开路端之间会产生高压放电,危及设备和操作人员的安全。

因此,接线时必须慎之又慎,确保万无一失。对于测量准确度要求不高的,如电流直接接通式电能表,或者无法采用电流回路串联方式时,应采用钳型互感器接入方式,测量结果按已定系统误差来修正。

四、如何正确接线

正确接线是保证校验仪工作安全性和准确性的前提。

对于配备有专用接线盒的电能表,一般会预留串联外接检测设备电流回路的端子,通过电流连接片的断开或连接,可以将校验仪的电流回路和被检表串联接通或回复原有电流通路。

具体做法是:确认接线无误后,轻轻拨动电流连接片,连接片应无接触放电现象;同时,校验仪应显示各相电流值以确定接线正确。

如在松脱连接片过程中有放电现象,则说明校验仪和被检表的电流回路没有接通,应迅速将连接片归回原位,重新检查接线。

测量完毕后,应先将电流连接片回复到原来的位置,确认无误后再拆校验仪的接线。

采用钳型互感器接入时,应按正确的电流方向和相序逐一将电流线夹在钳口中心。电压端的接入只需按正确的相序,将被检表电压端与校验仪电压端并联。

五、消除钳型互感器的测量误差

采用钳型互感器测量时,存在测量准确度低及测量重复性差的问题。

通过反复试验,笔者发现这与钳口表面是否清洁及表面间的接触是否紧密有关。钳口表面不干净导致表面接触不好,会削弱磁力线的导通力;而钳型互感器本身的重量与夹在钳口中电流线相交产生的压力使钳口松动,增大了接触面的距离,同样也会削弱磁力线的导通力。以上两种情况都会使测量误差趋负。而对钳口接触面进行清洁(用绒布擦拭钳口接触面)或增加接触面的压力(用橡皮筋扎紧钳头),可使接触更紧密,从而提高磁力线的导通力,使测量误差趋正。

某型号校验仪在钳口表面清洁前、清洁后及清洁后增加接触面的压力的前提下进行基本误差试验所得数据,如表1所示。试验数据证实上述分析是正确的,尤其是采取增加接触面压力的方法,使测量结果偏正的效果更加明显。

因此,使用钳型互感器进行测量前,必须清洁钳口接触面。为彻底解决钳口松动的问题,建议增加钳口锁紧装置,以保证钳口接触面的紧密接触,提高校验仪采用钳型互感器测量时的准确性和重复性。

六、判断测量结果的正确性

将校验仪正确接线后,进入电能误差测量模式,就可以测量实时条件下的电能表的相对误差吗?答案是否定的。

假如电能表接线有误,只要校验仪相对被检表接线正确,还是可以测出看似合理的电能误差的。

可以在电能表检定装置上模拟电能表接线有误的情况,用校验仪测量出有功功率和电能表的误差,与电能表检定装置输出的标准值及测得电能表的误差作比较。以下分别对三相四线电子式电能表的3种接线情况和三相三线电子式电能表的3种接线情况进行测量。

其中,三相四线电能表工作在三相平衡状态,相电压为220V,相电流为5A,功率因数等于1;而三相三线电能表工作在三相平衡状态,线电压为100V,相电流为5A,功率因数为0.94。接线情况和测量的数据如表2所示。

其中,注1和注3分别是电能表现场校验仪测量的有功功率值和电能误差值;注2是电能表检定装置输出的有功功率值;注4是电能表检定装置测得的电能表的实际误差。

以上试验说明,使用校验仪时仅仅通过测得的电能误差来判断一个在线运行的电能表是否正确计量是不够的,还应结合实际用电负载,借助校验仪矢量分析功能或画六角图的方法,判定电能表本身接线无误后,进行误差测量才有意义。

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