負(fù)荷不正常對(duì)計(jì)量的影響

　嚴(yán)重的低負(fù)荷、超負(fù)荷、漏電或竊電會(huì)造成電力計(jì)量中的計(jì)量失準(zhǔn)，多數(shù)電力管理部門都視為線路損耗，其實(shí)是由于電力計(jì)量系統(tǒng)中的電流互感器的計(jì)量范圍有限，導(dǎo)致在低負(fù)荷或超負(fù)荷時(shí)，計(jì)量失準(zhǔn)造成的漏計(jì)量，要解決漏計(jì)量的問題，只能在設(shè)計(jì)該線路計(jì)量系統(tǒng)時(shí)，根據(jù)用電的負(fù)荷大小，確定合適的電流互感器變比來解決。但是，在實(shí)際用電的過程中，特別是用電負(fù)荷大的企事業(yè)單位，負(fù)荷是在不斷變化的，而且變化的范圍也很大。因此，在確定電流互感器的變比時(shí)，不能兼顧從小負(fù)荷到大負(fù)荷的變比，當(dāng)將電流互感器的變比選擇較小時(shí)，小電流狀態(tài)下的變比誤差減小了，但大電流狀態(tài)下或超負(fù)荷時(shí)變比誤差會(huì)增加很多；反之，將電流互感器的變比選得較大時(shí)，大電流狀態(tài)下的變比誤差減小了，可是小電流狀態(tài)下的變比誤差又增大了。因而計(jì)量失準(zhǔn)直接影響到電力計(jì)量的準(zhǔn)確性。如何解決計(jì)量失準(zhǔn)問題，直接影響到售電和用電交易的公平合理。

　　1 計(jì)量失準(zhǔn)的因素

　　1.1 電流互感器的誤差

　　參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1208-2006，對(duì)測(cè)量用電流互感器誤差的要求，不同準(zhǔn)確級(jí)的誤差見表1。當(dāng)電流互感器運(yùn)行在額定電流的20%～120%時(shí)，其誤差符合準(zhǔn)確級(jí)的精度要求，但當(dāng)運(yùn)行在小于額定電流20%或更小時(shí)，它的誤差增大了，而且電流越小誤差越大；當(dāng)大于額定電流的120%或更大時(shí)，誤差也增大了，甚至逐漸達(dá)到飽和，此時(shí)的變比誤差就更大了。對(duì)LMZJ1-0.66型電流互感器測(cè)試的誤差變化（不同種類的電流互感器誤差變化有差異），可以看出，低于5%、高于120%額定電流時(shí)，都將產(chǎn)生較大誤差。因此，在電力計(jì)量中，確定適應(yīng)計(jì)量范圍的電流互感器的變比是非常重要的，對(duì)提高計(jì)量準(zhǔn)確性，降低線損能夠起到很重要的作用。
　　表1 不同準(zhǔn)確級(jí)的誤差

負(fù)荷不正常對(duì)計(jì)量的影響
　　1.2 負(fù)荷變化

　　企事業(yè)單位在用電的過程中，不可能保持恒定的用電量，用電負(fù)荷在不斷變化，只是變化的大小問題。當(dāng)用電負(fù)荷運(yùn)行在電流互感器額定電流的20%～120%之間時(shí)，電流互感器能保證計(jì)量的準(zhǔn)確性，如果用電負(fù)荷運(yùn)行在額定電流的5%以下時(shí)，互感器的計(jì)量誤差就會(huì)較大。如某企業(yè)用電負(fù)荷最大時(shí)，電流達(dá)到263A，當(dāng)停止生產(chǎn)，電流降到1.1A。計(jì)量電流互感器電流比是300/5（A），這種情況中用電負(fù)荷運(yùn)行在電流互感器額定電流的0.367%，電流互感器的計(jì)量誤差已經(jīng)比較大了。

　　1.3 用電類型

　　不同類型的企事業(yè)單位有著不同的用電情況，針對(duì)不同的用電情況大致可分為連續(xù)用電、季節(jié)性用電、階段性用電、間歇用電和不確定用電等，通過對(duì)這些用電方式的檢測(cè)，只有連續(xù)用電的單位在用電過程中，用電負(fù)荷的變化相對(duì)穩(wěn)定，如紡織、化工等24h連續(xù)生產(chǎn)的企事業(yè)單位，其它用電類型的單位，用電負(fù)荷變化都比較大，如季節(jié)性用電的農(nóng)副產(chǎn)品加工、農(nóng)田灌溉。有些沿海地區(qū)和旅游發(fā)達(dá)地區(qū)，有很多度假區(qū)都是季節(jié)性用電，夏季時(shí)小區(qū)住滿了，用電負(fù)荷達(dá)到滿負(fù)荷；天氣變冷了，度假區(qū)停止?fàn)I業(yè)，小區(qū)的住戶也走了，用電負(fù)荷降到了最小。

　　日常用電的大部分的生產(chǎn)制造業(yè)、辦公大樓、寫字樓和住宅區(qū)，用電負(fù)荷的大小是比較有規(guī)律的，基本上是上班后用電負(fù)荷增大，下班后大部分用電設(shè)備關(guān)閉，用電負(fù)荷降低。住宅區(qū)用電，除節(jié)假日，一般都集中在下午4點(diǎn)到午夜12點(diǎn)用電高峰，其余時(shí)間用電已降到比較小的負(fù)荷；階段性用電如大型泵站、煉鋼爐和小煉鋼廠等，其用電情況是分階段的，一旦開機(jī)用電負(fù)荷迅速增加到最大，停機(jī)后又迅速降低到最小，負(fù)荷大小的變化是比較有規(guī)律的。還有間歇式用電，如大型活動(dòng)場(chǎng)館的電梯、軋鋼機(jī)、抽油機(jī)等，用電負(fù)荷的大小是在不斷變化的。不確定性用電方式，如大型活動(dòng)場(chǎng)館、游樂場(chǎng)和設(shè)置應(yīng)急用電的設(shè)施等，經(jīng)常處于低負(fù)荷用電或長(zhǎng)期空載運(yùn)行，當(dāng)有活動(dòng)或需要應(yīng)急時(shí)，才增加用電負(fù)荷或滿負(fù)荷運(yùn)行。以上用電類型的用電負(fù)荷變化是比較大的，要求電流互感器的計(jì)量范圍也必須大，否則在長(zhǎng)期低負(fù)荷或空載運(yùn)行時(shí)計(jì)量失準(zhǔn)會(huì)比較嚴(yán)重。

　　1.4 配電設(shè)備

　　一些企事業(yè)單位在設(shè)計(jì)配電室時(shí)，變壓器的容量選擇比較大，但在建成初期，實(shí)際用電負(fù)荷一般比較小，而計(jì)量用的電流互感器，其變比是根據(jù)變壓器的容量來設(shè)計(jì)的，當(dāng)變壓器長(zhǎng)期運(yùn)行在低負(fù)荷狀態(tài)下，就出現(xiàn)計(jì)量失準(zhǔn)。另外，用電單位配電系統(tǒng)中的多臺(tái)變壓器，是根據(jù)實(shí)際用電情況來確定運(yùn)行臺(tái)數(shù)的，運(yùn)行的臺(tái)數(shù)越多負(fù)荷越大，反之則小，如果按總臺(tái)數(shù)設(shè)計(jì)電流互感器的變比時(shí)，多臺(tái)變壓器都應(yīng)投入使用，計(jì)量的準(zhǔn)確性才能保證。可是當(dāng)部分變壓器退出運(yùn)行時(shí)，這時(shí)的計(jì)量就有可能失準(zhǔn)，退出的變壓器運(yùn)行容量越大，計(jì)量失準(zhǔn)越嚴(yán)重；其次如果變比設(shè)計(jì)較小，超負(fù)荷時(shí)，電量丟失的就更嚴(yán)重。

　　1.5 電流比

　　電流互感器在計(jì)量中將大電流變?yōu)樾‰娏鳎⒈ＷC變流比的精度，從而達(dá)到計(jì)量準(zhǔn)確的目的。但是在變流的過程中，只能在額定電流的20%～120%時(shí)，才能保證電流互感器的精度，在超出額定電流范圍時(shí)，誤差就會(huì)增加。超出的越多，誤差增加越大。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1208-2006中，儀表保安系數(shù)確定測(cè)量用電流互感器的計(jì)量寬度。在工程設(shè)計(jì)中，選擇計(jì)量用電流互感器的變比是重要的環(huán)節(jié)，不容忽視在低負(fù)荷或超負(fù)荷用電時(shí)的計(jì)量失準(zhǔn)。

　　2 解決的辦法

　　2.1 根據(jù)用電負(fù)荷確定電流互感器的變比

　　對(duì)不同容量的配電變壓器，可計(jì)算出滿負(fù)荷時(shí)的電流值，而后查看主要用電設(shè)備的耗電量來確定計(jì)量電流互感器的變比。

　　2.2 根據(jù)負(fù)荷變化確定計(jì)量范圍

　　不同的用電單位在用電過程中，負(fù)荷的變化也不同，如果是連續(xù)生產(chǎn)的企業(yè)，可使用0.5S級(jí)或0.2S級(jí)計(jì)量用電流互感器。有些用電負(fù)荷比較小，配電變壓器容量也不大，不連續(xù)生產(chǎn)的企事業(yè)單位，用電負(fù)荷在一定范圍內(nèi)變化，也可以選取0.5S或0.2S級(jí)電流互感器計(jì)量。

　　2.3 根據(jù)負(fù)荷兼顧變比大小

　　配電變壓器容量很大或多臺(tái)變壓器的用電單位，用電負(fù)荷從最大到最小或多臺(tái)滿負(fù)荷運(yùn)行到一臺(tái)低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，用電負(fù)荷的變化范圍很大，已經(jīng)超出了電流互感器計(jì)量準(zhǔn)確范圍。此時(shí)選擇電流互感器的變比，就要考慮到用電負(fù)荷大小變化的兼顧，才能解決低負(fù)荷或超負(fù)荷的漏電問題，那就必須選取一種計(jì)量范圍寬，又能保護(hù)二次儀表的電流互感器。

　　2.4 根據(jù)用電負(fù)荷的變化確定電流互感器變比的范圍

　　用電負(fù)荷的變化很大時(shí)，就要根據(jù)電流互感器計(jì)量準(zhǔn)確量程的大小，而選取復(fù)合變比類型的電流互感器，這種復(fù)合變比電流互感器，同時(shí)具備兩個(gè)變比或多個(gè)變比。而且兩個(gè)變比之間的計(jì)量范圍很大，可以設(shè)計(jì)成為大變比是小變比的2～5倍的計(jì)量寬度，這樣對(duì)配電變壓器容量較大或多臺(tái)配電變壓器計(jì)量時(shí)，就可以在用電負(fù)荷大時(shí)，讓其運(yùn)行在電流互感器的大變比，當(dāng)用電負(fù)荷變小到一定量時(shí)，讓其運(yùn)行在小變比，來控制因低負(fù)荷或超負(fù)荷造成電流互感器的計(jì)量失準(zhǔn)。

　　3 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化

　　用人工更換電流互感器變比的辦法是很難實(shí)現(xiàn)的，不同的變比，所用電能表倍率也不同。因而，運(yùn)行在不同變比時(shí)，記錄的用電數(shù)據(jù)也不能準(zhǔn)確計(jì)算用電量。如使用兩套計(jì)量表來分別記錄不同變比的用電數(shù)據(jù)，不但設(shè)計(jì)復(fù)雜，而且在運(yùn)行的過程中相互干擾，造成計(jì)量失準(zhǔn)，另外既使更換了電流互感器的變比，計(jì)量過程中不同變比的運(yùn)行時(shí)間難以確定，因而也不能計(jì)算出準(zhǔn)確電量。

　　通過對(duì)上述問題分析，采用《復(fù)合變比電流互感器自動(dòng)轉(zhuǎn)換計(jì)量裝置》和《復(fù)合變比自動(dòng)轉(zhuǎn)換電能表》，可取得很好效果。經(jīng)多年的實(shí)踐運(yùn)行試驗(yàn)，該裝置是與復(fù)合變比電流互感器，配套使用的一種智能化自動(dòng)轉(zhuǎn)換變比的計(jì)量裝置。主要功能是在線檢測(cè)電流大小，自動(dòng)轉(zhuǎn)換大小變比，同一倍率準(zhǔn)確計(jì)量。可以讓復(fù)合變比電流互感器的大小變比自動(dòng)轉(zhuǎn)換，從而拓寬了電流互感器的計(jì)量范圍，同一倍率計(jì)量。

　　保證了電流互感器從小電流到大電流的計(jì)量精度，達(dá)到解決電流互感器在低負(fù)荷和超負(fù)荷、漏電或竊電的計(jì)量準(zhǔn)確目的。因而適用于用電負(fù)荷大、負(fù)荷變化大和季節(jié)性用電，及老計(jì)量改造的單位電能計(jì)量，降低線路損耗，最終做到高低負(fù)荷計(jì)量準(zhǔn)，自動(dòng)轉(zhuǎn)換范圍寬，大小電流不漏計(jì)，真正做到計(jì)量準(zhǔn)確，少誤差。

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