電能計量校準的準確與否與電能計量校準裝置息息相關,電能計量校準裝置包括電能表、互感器和二次接線三部分,其電能計量校準誤差主要由這三部分引起,在實際計量校準裝置中,可以將電能表、互感器實際誤差調(diào)至最小,但在生產(chǎn)實際運行中,不少工廠電能計量校準偏差還是很大,到底是什么原因?本文將對電流互感器對電能計量校準的影響進行討論。
影響電流互感器的準確計量校準的因素很多,不僅與通過的電流大小有關,還與所接的二次負載大小有關。只有在一定范圍的負載條件下,電流互感器的準確度才能得到保證。負載電流在額定電流的120%以內(nèi),負載越大,電流互感器誤差越小;當負載電流在額定電流的120%以上時,隨著負載電流增大,電流互感器誤差增大;當負載電流在額定電流的1%以下時,隨著負載電流減小,電流互感器誤差增大。
JJG313-2010《測量用電流互感器檢定規(guī)程》規(guī)定,測量用電流互感器在額定頻率、額定功率因數(shù)及二次負荷25%~100%之間的任一數(shù)值時,準確度等級的誤差不能超過檢定規(guī)程中規(guī)定的限值。也就是說只有當二次實際負載在25%~100%之間,互感器的準確度才能得到保證。對于每一臺電流互感器,銘牌上都標有額定電流及額定負荷,多數(shù)電流互感器還規(guī)定下限負荷,制造廠未規(guī)定下限負荷的,對于額定二次電流5A,額定負荷7.5VA及以下的電流互感器,下限負荷為2.5VA;額定負荷電阻小于0.2的電流互感器下限負荷為0.1。在實際使用中,應把二次負荷控制在能保證互感器準確度的負荷范圍內(nèi)。
而在實際生產(chǎn)運行中,不同類型的企事業(yè)單位有著不同的用電情況,有連續(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,不可能保持恒定的用電量,用電負荷在不斷變化,所以有不少電流互感器,未能達到規(guī)程規(guī)定的要求,長期超載或低負荷運行。
如某企業(yè)用電高峰負荷時電流達到188A,嚴重超過電流互感器額定電流,造成電能表計量校準與實際用電量不符。當停止生產(chǎn),電流又降到0.5A。計量校準電流互感器電流比是100/5(A),電能表型號為DSS331、3100V、31.5(6)A這種情況中用電負荷運行在電流互感器額定電流的0.5%,電流互感器的計量校準誤差就比較大了。在這種情況下,對電流互感器誤差進行檢測,數(shù)據(jù)如表1所示。
由檢定數(shù)據(jù)可看出,當電流互感器在額定負載電流附近運行時,互感器的誤差最小。同時又對與電流互感器相匹配的電能表進行檢定,負載電流選擇為標定電流Ib的10%~500%,功率因數(shù)為1.0,檢定點為標定電流的10%、50%、100%、400%、450%、500%,其誤差如表2所示。
由檢定數(shù)據(jù)看出,由于電能表有一定的過載能力,不會燒毀,但當實際電流大于電能表最大額定電流Imax時,電能表誤差會隨著過載電流的增加,負誤差也越來越大。由此可見,當電流互感器超負荷運行時,誤差增大,同時電能表也因超負荷運行而影響準確度,兩者作用的結果導致電能計量校準偏差,超負荷運行越嚴重,偏差就越大。另外,對于連續(xù)用電的單位在用電過程中,用電負荷的變化相對穩(wěn)定,用電部門根據(jù)用電情況確定了計量校準電流互感器的變比。但運行一段時間后還是發(fā)現(xiàn)互感器超負荷運行,這主要原因就是線損,低壓線損也是不小的,距離略遠,二次負荷增加,互感器超負荷運行,從而導致電能計量校準誤差。例如,某工廠的三相電路,電流互感器額定容量為15VA,額定二次電流5A,三相三線不完全星形連接,A相電流回路中串接有交流電流表,三相功率表A相電流繞組和三相三線有功電能表A相電流回路,交流電流表和功率表安裝在主控室,電能表和互感器安裝在開關柜,從開關柜到主控室,用截面為2.5m/m2銅芯控制電纜連接,電纜總長7m,則A相電流互感器的二次實際負載:
可見A相電流互感器是超載運行,電能計量校準出現(xiàn)誤差,所以要使電能計量校準準確,在配置互感器的時候,就要考慮低壓線損的問題??傊?,為了保證電量計量校準的準確,既要考慮電流互感器的準確度級別,還要根據(jù)實際用電情況選擇互感器的計量校準范圍,以保證電流互感器的測量準確,電流互感器一般不要工作在一次額定電流的1/3以下或120%以上。