影响变电站电能计量准确度的原因分析及解决措施

【摘要】本文简单介绍了油田变电站电能计量装置的现状、计量误差产生的主要原因。重点通过技术分析、实验室测试及现场实践，提出降低高压电能计量误差的具体措施。

【关键词】变电站电能 计量 准确度

1 油田变电站电能计量装置现状

随着近几年油田对变电站技术改造投入的加大，目前110KV变电站微机保护改造已全部实现，前线的35KV变电站微机保护改造也基本完成。改造过的变电站，一、二次设备，电压及电流二次回路导线按照设计要求，全部更换。总部地区的变电站一、二次设备相对比较落后，部分变电站二次回路导线线径细，存在综合误差大的现象。

2 构成变电站电能计量误差的主要因素

电能表的准确度等级；电流互感器的精度、容量；电压二次回路的压降；管理措施不到位以及人为因素均将影响电能的计量准确。

3 油田变电站电能计量装置存在的主要问题

3.1 机械式电能造成的计量负误差

变电站个别线路使用准确度等级为2级或者3级的机械式电能表。由于此类电能表本身的准确度就低，起动电流也大，在低负荷计量时会出现较大误差。考虑到用户的需求，油田变电站的出口电压一般都高，而机械式电能表在低电压时误差偏正，高电压时误差偏负。所以也会对计量造成影响。油田线路负荷性质大都是感性，由此造成的计量损失不可低估。

3.2 电压互感器造成的计量误差

电压互感器产生误差的原因很多。包括本身制造的误差、功率因数的影响、二次负载的影响、一次系统电压不平衡等。油田基地部分变电站，由于建设时间早，使用年限长，设备、技术落后，根据实际测量，发现电压互感器的实际二次负载超过了铭牌要求。由于电压互感器的二次负载过大造成的计量回路电压失真达1V以上，电能的计量损失是显而易见的。再者，由于电压端子氧化严重，接触电阻过大，其二次回路电流增大，二次压降增大。部分线路电压互感器二次压降造成的计量损失在1.5%左右，该部分损失不可低估。

3.3 电流互感器造成的计量误差

由于油田的实际情况，基本上6KV线路，计量和保护是共用一组电流互感器，分别使用不同二次绕组。由于考虑到保护装置的需要，保证继电保护动作的正确性，电流互感器耐受短路电流的能力要相应增大，电流互感器的变比准确度也要高，以保证最大电流流过时，变比误差不超过10%，这样电流互感器的变比配置就要比较大一些，运行时，一次电流较小，相应的电流互感器二次电流偏小，影响了电能计量的准确性。

3.4 二次回路不规范造成的计量误差

通过对各变电站的实地检查测量，二次回路影响计量主要有以下两个方面：

（1）电压二次回路线径细，有的只有1.5mm²；由此造成的计量损失将近1%。实际计量的准确度大为降低。

（2）电压二次回路电压端子部位接触不良及电流回路二次导线老化或破损接地造成分流，影响计量准确度。

4 解决措施

4.1 采用专用电压互感器和电流互感器

计量回路采用专用电压互感器和电流互感器，可以解决由于二次负载过重造成的计量负误差问题，同时选择合适的电压互感器和电流互感器变比可以避开电网对保护要求的限制，使二次电流在电能表标定电流30%以上，达到计量准确目的。对电压互感器而言，计量回路采用专用的电压互感器，电压互感器二次负载可以降低1/3以上，从而达到电压互感器的正常运行条件要求。同时，计量回路采用专用的电压互感器，可以避免由于保护、测量、远动回路故障等对电能计量的影响。

4.2 采用全电子式电能表作为计量表计

与机械式电能表相比较，电子式电能表有以下几大优点：

（1）电子式电能表准确度等级高且稳定性高。目前油田改造过的变电站采用0.5S级全电子电能表，表计误差大部分达到0.01%左右。

（2）电子式电能表自身功耗较低。

（3）电子式电能表起动电流小、过负载能力强。电子式电能表起动电流在0.4%Ib时能可靠启动。

（4）温度对电子式电能表的计量准确度影响较小。

（5）油田改造后的变电站采用了TH型电能表，就是双向计量表，有效避免反向接线造成的计量误差。

4.3 采用电容补偿提高电压互感器负载能力

電压互感器二次负载主要由计量仪表、继电器、二次导线等感性设备组成。尤其是机械式电能表的电压、电流元件都是由线圈构成，属于感性负荷。所以，在电能表的接线端子处并联电容，利用电压互感器二次回路的并联电容吸收超前电流可以补偿一部分感性负载的滞后电流。通过电容的无功功率（电场能）与感性负载无功功率（磁场能）之间的交换，从而补偿了感性负载与电源（互感器）之间的能量交换，减少了电压互感器二次回路电流，达到降低电压互感器二次负载的目的。

比较上述三种解决方案，其各有自己的优点。在实施过程中，应根据实际情况采用不同的方案或配合使用。另外采用相应的管理措施，比如防窃电、加强抄表管理、加强计量数据分析应用、加强二次线路的维护等，也是十分必要的。

参考文献

[1] DL/T448-2000.电能计量装置技术管理规程

作者简介

毛志华（1973年5月），男，工程师，郑州大学，现从事电能计量电气试验工作。