电能计量培训课件.ppt
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1、20122012年电能计量培训年电能计量培训 XX供电局供电局珠海珠海XX有限公司有限公司电能计量基础知识电能计量基础知识 一、电能计量装置误差测试方法及设备基本一、电能计量装置误差测试方法及设备基本 原理原理1 1、常用误差测试方法、常用误差测试方法 A A、标准表比较法、标准表比较法 B B、瓦秒法、瓦秒法 C C、同步法、同步法 D D、频闪法、频闪法下面就以上下面就以上4 4种方法分开简易介绍一下种方法分开简易介绍一下1.11.1标准表比较法:标准表比较法:假定标准电度表,误差为零,如果标准表假定标准电度表,误差为零,如果标准表和被式表的常数(和被式表的常数(R/R/Kw.HKw.H
2、或或Kw.HKw.H/R/R)相同,)相同,则当被被试表转盘转一圈,标准表也应转一圈。则当被被试表转盘转一圈,标准表也应转一圈。由于被试表存在误差,以其一转表示被测表的由于被试表存在误差,以其一转表示被测表的示数示数 ,而标准表所示转数表示电路里的电能,而标准表所示转数表示电路里的电能,两者之差为电度表的误差。标准表读数小于被两者之差为电度表的误差。标准表读数小于被试表转盘数为正误差(被试表快),反之为负试表转盘数为正误差(被试表快),反之为负(被试表慢)。(被试表慢)。然而由于被试表和标准表常数往往不相同,然而由于被试表和标准表常数往往不相同,且测试时被试表不一定只取一转,因而应根据且测试时
3、被试表不一定只取一转,因而应根据两只表的常数,及被试表所取转数折算成标准两只表的常数,及被试表所取转数折算成标准表相应转数,一般称为算定转数。表相应转数,一般称为算定转数。被检电度表的相对误差按下试计算被检电度表的相对误差按下试计算 Err=(nErr=(n0 0-n)/n100%-n)/n100%式中式中 n n为标准电度表的实测转数,单位为转。为标准电度表的实测转数,单位为转。n n0 0 算定转数,单位为转。(按照铭牌常数计算定转数,单位为转。(按照铭牌常数计算被检表转算被检表转N N圈时,标准表应该的转数。)圈时,标准表应该的转数。)算定转数算定转数n0 计算如下:计算如下:n n0
4、0=C=C0 0/C/CX X*N*K*N*K式中式中 C C0 0、C CX X 分别为标准表和被检表铭牌的常数分别为标准表和被检表铭牌的常数单位为单位为 R/R/Kw(Kvar).HKw(Kvar).H;N N 为校验时多少圈算一次误差;为校验时多少圈算一次误差;K K 为系数,系数为系数,系数K K 按如下公式计算:按如下公式计算:K=1/KIKUKLKYKJK=1/KIKUKLKYKJ式中式中 KIKI、KU KU 为与标准电度表联用的标准电流为与标准电度表联用的标准电流和标准电压互感器变比。和标准电压互感器变比。KLKL、KY KY 被检电度表铭牌标注的电流和电压互感被检电度表铭牌标
5、注的电流和电压互感器的额定变比。当任何一个互感器也没接时变器的额定变比。当任何一个互感器也没接时变比为时为比为时为1 1。KJ KJ 为接线系数,标准表和被检表接线方式一样为接线系数,标准表和被检表接线方式一样是是 KJ=1KJ=1。采用标准表对比法测试电能误差画面采用标准表对比法测试电能误差画面1.21.2瓦秒法瓦秒法 用瓦特表监视电路里面的功率用瓦特表监视电路里面的功率P P不变,然后不变,然后用秒表测定被检表转动一定圈数所需要的时间用秒表测定被检表转动一定圈数所需要的时间t,t,根据被试表常数计算出根据被试表常数计算出N N转所需的时间转所需的时间T T相比相比较,按下式计算:较,按下式
6、计算:Err=(T-Err=(T-t)/tt)/t 100%100%电度表常数电度表常数C,C,与转盘数与转盘数N N、功率、功率P P、时间、时间T T 之间之间关系如下:关系如下:N=C P TN=C P T时间以秒计算,功率以瓦特计算,可得:时间以秒计算,功率以瓦特计算,可得:T=3600 1000 N/C PT=3600 1000 N/C P 测定误差时,转数测定误差时,转数N N应该保证算定时间应该保证算定时间T T 足足够长,如果够长,如果1.01.0级及其以上电度表不少于级及其以上电度表不少于100s,100s,以保证测试精度。以保证测试精度。1.31.3同步法同步法 用同类型校
7、准的电度表作为标准,与同型用同类型校准的电度表作为标准,与同型号规格的表,比较,启动前,先同步色标。号规格的表,比较,启动前,先同步色标。1.41.4频闪法频闪法 根据均速转动体被闪光频率相应于转动体根据均速转动体被闪光频率相应于转动体每转一次的闪光光源照射,观察者视觉感到转每转一次的闪光光源照射,观察者视觉感到转动体是静止的。如果转速快于闪光可看到转动动体是静止的。如果转速快于闪光可看到转动体向向转得方向缓慢移动,反之则反向移动。体向向转得方向缓慢移动,反之则反向移动。2 2、测试设备的基本原理、测试设备的基本原理 以上几种检测方法中,最具潜力的是第以上几种检测方法中,最具潜力的是第一种标准
8、表比较法目前国内外大部分现代的电一种标准表比较法目前国内外大部分现代的电能标准检测方法就用此种方法。能标准检测方法就用此种方法。目前应用于电能表误差检测的仪器原理框图目前应用于电能表误差检测的仪器原理框图如下:如下:在此图中:在此图中:电参数电参数U U、I I(平时我们说电压(平时我们说电压U,U,电流电流I I泛指泛指有效值,即有效值,即UrmsUrms,IrmsIrms)是通过是通过A/D A/D 采样回采样回来的数据,取单个整个周期内的电压和电流数来的数据,取单个整个周期内的电压和电流数据点作为计算依据根据下式计算:据点作为计算依据根据下式计算:式中:式中:u u 是指电压采样点、是指
9、电压采样点、i i 是指电流采样点、是指电流采样点、N N是指单个正弦周期内采样的总点数。是指单个正弦周期内采样的总点数。P P、Q Q则是通过,同步采样回来的则是通过,同步采样回来的U U和和I I数据点来计数据点来计算,计算如下:算,计算如下:P=Q=P=Q=式中:式中:u_90u_90是指电压偏移是指电压偏移9090度的采样点、度的采样点、i i 是指电流采样点是指电流采样点N N是指单个波形周期内采样是指单个波形周期内采样的总点数(在此时,要求电压、电流必须是同的总点数(在此时,要求电压、电流必须是同步采样)。步采样)。角度则是通过,角度则是通过,P=UP=UI ICOS COS CO
10、S=P/(U*I)COS=P/(U*I)COS COS 反余弦就可以得到角度反余弦就可以得到角度。二、造成现场校验误差跳动的原因及解决方法。二、造成现场校验误差跳动的原因及解决方法。造成现场误差跳动大的常见原因归纳如下:造成现场误差跳动大的常见原因归纳如下:A A、现场负荷太小,已经在电能表计量测试能力、现场负荷太小,已经在电能表计量测试能力范围之外。范围之外。B B、测试圈数设定太少,而被校表的常数很高,、测试圈数设定太少,而被校表的常数很高,造成脉冲计数不足。造成脉冲计数不足。C C、脉冲采集过程中,对光不好,或者脉冲线被、脉冲采集过程中,对光不好,或者脉冲线被干扰等。干扰等。D D、仪器
11、自动换挡功能打开、内部换档台频繁、仪器自动换挡功能打开、内部换档台频繁E E、现场负荷波动大,仪器和被检表将电流和电、现场负荷波动大,仪器和被检表将电流和电压表现的采样到脉冲输出过程时间不一致引起。压表现的采样到脉冲输出过程时间不一致引起。以上原因中以上原因中E E点是最为普及并且与采用设备能力点是最为普及并且与采用设备能力有关有关 用图说明:用图说明:上图可以看出,在波动负荷下,由于两个设上图可以看出,在波动负荷下,由于两个设备处理时间不一致,导致误差在等负荷时误差备处理时间不一致,导致误差在等负荷时误差小不等负荷时误差大。误差随现场波动而发生小不等负荷时误差大。误差随现场波动而发生跳变。波
12、动越厉害调动也就越厉害。跳变。波动越厉害调动也就越厉害。对于解决方法,就是要求仪器能够适应被检对于解决方法,就是要求仪器能够适应被检表找出被检表处理时间长短,保证每个误差测试表找出被检表处理时间长短,保证每个误差测试周期内是用同时间段内的电能做比对。周期内是用同时间段内的电能做比对。对仪器的要求是,要有设置或者找出被检表对仪器的要求是,要有设置或者找出被检表处理时间长短的功能。这也就要求仪器处理速度处理时间长短的功能。这也就要求仪器处理速度足够快,最好在一个周波末就能计算出电能。足够快,最好在一个周波末就能计算出电能。三、谐波产生原因及计量的要求影响三、谐波产生原因及计量的要求影响3.13.1
13、、谐波产生的原因、谐波产生的原因 电力系统中的主要谐波源可分为两类:电力系统中的主要谐波源可分为两类:一是含半导体的非线性元件,如各种整流设备、一是含半导体的非线性元件,如各种整流设备、变流器、交直流换流设备、变频器等节能和控变流器、交直流换流设备、变频器等节能和控制用的电力电子设备;制用的电力电子设备;二是含电弧和铁磁非线性设备的谐波源,二是含电弧和铁磁非线性设备的谐波源,如交流电弧炉及铁磁谐振设备等。随着硅整流、如交流电弧炉及铁磁谐振设备等。随着硅整流、电弧炉及可控硅换流设备的广泛使用和各种非电弧炉及可控硅换流设备的广泛使用和各种非线性负荷的增加,当正弦基波电压施加于非线线性负荷的增加,当
14、正弦基波电压施加于非线性设备时,设备吸收的电流与施加的电压波形性设备时,设备吸收的电流与施加的电压波形不同,电流因而发生了畸变,谐波电流注入到不同,电流因而发生了畸变,谐波电流注入到电网中,造成电压正弦波形畸变,这些设备就电网中,造成电压正弦波形畸变,这些设备就成了电力系统的谐波源。成了电力系统的谐波源。3.23.2、对谐波的限值和对计量的要求:、对谐波的限值和对计量的要求:GB/T 14549GB/T 14549电能质量公用电网谐波电能质量公用电网谐波中中明确给出了公用电网谐波电压的限制值如下:明确给出了公用电网谐波电压的限制值如下:电能表确定基本误差时的条件要求如下:电能表确定基本误差时的
15、条件要求如下:工频整数倍数的谐波波形,对电能计量装置工频整数倍数的谐波波形,对电能计量装置的准确计量产生了较大的影响。的准确计量产生了较大的影响。DL/T 614-1997DL/T 614-1997多功能电能表多功能电能表对谐波影对谐波影响的要求:分别将含有响的要求:分别将含有10%10%的的3 3次、次、5 5次谐波干次谐波干扰源施加在多功能电能表电压线路,最大需量扰源施加在多功能电能表电压线路,最大需量值误差的改变量应不超过值误差的改变量应不超过0.2%0.2%,程序不应紊乱,程序不应紊乱,内存数据不应丢失(测量单元为额定工作状态)内存数据不应丢失(测量单元为额定工作状态)。电网的高次谐波
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