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關(guān)于電能表運行參數(shù)誤差的幾個影響
日期:2025-01-06 15:49
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摘要:從校表室校出的電能表都是在規(guī)程規(guī)定的正常條件下測得的誤差,實際上,電能表不可能都在規(guī)程規(guī)定的額定條件下運行。運行參數(shù)如電壓、負載、波形等是變化的,這些變化能使電能表產(chǎn)生附加誤差。下面就電能表附加誤差形成的原因及其補償措施作論述。
1電壓變化對誤差的影響
由于電網(wǎng)的電壓通常在90%~105%Ue之間變化,各線路存在著電壓降,使加在電能表上的電壓U與額定電壓Ue不同,這將引起電壓工作磁通不隨電壓成正比變化,并破壞了電壓抑制力矩和補償力矩與驅(qū)動力矩之間原有的比例關(guān)系,結(jié)果使電能表產(chǎn)生了電壓附加誤差,此誤差由...
從校表室校出的電能表都是在規(guī)程規(guī)定的正常條件下測得的誤差,實際上,電能表不可能都在規(guī)程規(guī)定的額定條件下運行。運行參數(shù)如電壓、負載、波形等是變化的,這些變化能使電能表產(chǎn)生附加誤差。下面就電能表附加誤差形成的原因及其補償措施作論述。
1電壓變化對誤差的影響
由于電網(wǎng)的電壓通常在90%~105%Ue之間變化,各線路存在著電壓降,使加在電能表上的電壓U與額定電壓Ue不同,這將引起電壓工作磁通不隨電壓成正比變化,并破壞了電壓抑制力矩和補償力矩與驅(qū)動力矩之間原有的比例關(guān)系,結(jié)果使電能表產(chǎn)生了電壓附加誤差,此誤差由三種誤差組成。
(1)電壓抑制誤差:
因為電能表轉(zhuǎn)速n和電壓工作磁通φu都與電壓成正比。當電壓變化時,電壓抑制力矩比驅(qū)動力矩相對變化大,從而引起電壓抑制誤差,電壓變化越大,引起的抑制誤差越大。
(2)并聯(lián)電路非線性誤差:
在并聯(lián)電路中,電壓非工作磁通φf比電壓工作磁通φu大幾倍,同時通過的鐵芯截面較小,磁阻較大。當電壓變化時,磁通φu比φf相對變化大,驅(qū)動力矩比電壓變化快,會引起非線性誤差。
(3)電壓補償誤差:
補償力矩和電壓的平方成正比,當電壓變化時,補償力矩比驅(qū)動力矩的相對變化大,串聯(lián)電路在輕負載范圍的非線性誤差和摩擦誤差越大,負載電流越小,功率因數(shù)越低,電壓補償誤差也就越大。當工作電流接近標定電流時,電壓補償誤差相對較小,可忽略。因此,電壓附加誤差主要由并聯(lián)電路的非線性誤差和電壓抑制誤差組成.多數(shù)情況下,非線性誤差小于電壓抑制誤差,所以,在標定電流下,電壓升高會引起負的電壓抑制誤差,電能表轉(zhuǎn)速變慢,電壓降低會引起正的電壓附加誤差,電能表轉(zhuǎn)速變快。
為了減少電壓變化影響,除了電壓工作磁通和額定轉(zhuǎn)速要適當減小外,還常在電壓非工作磁通路徑上設(shè)置飽和段(如在電壓鐵芯下部磁軛上鉆兩個小孔)。
2三相電壓不對稱時的誤差
當三相電壓不對稱時將會產(chǎn)生三相電能表誤差的變化。這是因為當三相電壓不對稱時,各驅(qū)動元件不平衡,也就是在相同的電壓、電流和功率的情況下,各元件產(chǎn)生的驅(qū)動力矩和電流、電壓抑制力矩不相等,當一相電壓升高而另一相電壓降低時,作用在轉(zhuǎn)動元件上的總力矩發(fā)生了變化。
3負載不平衡時對誤差的影響
由于電能表在工作時負載電流經(jīng)常不平衡,三相電流有大有小,有時甚至只有一相或兩相有電流,這種不平衡性將引起電能表附加誤差。附加誤差主要由下面幾方面引起:
(1)補償力矩的影響:
沒有通電流的那些元件還有電壓,隨著轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動,切割該相磁通,形成補償力矩,因而增大了總的補償力矩與總驅(qū)動力矩的比值,引起隨負載電流減小而增大的正誤差。
(2)各驅(qū)動元件相互影響:
在單轉(zhuǎn)盤的三相電能表中,不同元件的電壓、電流工作的磁通形成的附加力矩可能不大,但其局部力矩可能較大,例如,一個電流線圈無電流時,相應(yīng)局部力矩為零,另一局部力矩會引起較大的誤差。為了減小這種附加誤差,簡單方法就是設(shè)置制動磁鐵在適當位置和采用合適的磁鐵結(jié)構(gòu),能減小沿制動磁鐵穿過轉(zhuǎn)盤的電壓漏磁通,達到減小附加力矩的目的。
(3)各元件驅(qū)動力矩不平衡影響:
當三相電能表在負載平衡時,必然引起電流回路工作磁通所產(chǎn)生的自制動力矩發(fā)生變化,三相二元件的電能表在平衡負荷下,一元件的電流回路斷開,這時電流回路工作磁通的自制動力矩將減少一倍。由于自制動力矩的減少,轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速將加快。
4波形崎變對誤差的影響
當線路中有非線性負載時,負載電流波形就會偏離正弦波。非正弦波的負載電流會在輸配電線路上引起非正弦的阻抗壓降,于是即使電源電壓為正弦波,負載端的電壓也是非正弦波的,因此,加在電能表上的電壓和電流都是畸變的波形。
1電壓變化對誤差的影響
由于電網(wǎng)的電壓通常在90%~105%Ue之間變化,各線路存在著電壓降,使加在電能表上的電壓U與額定電壓Ue不同,這將引起電壓工作磁通不隨電壓成正比變化,并破壞了電壓抑制力矩和補償力矩與驅(qū)動力矩之間原有的比例關(guān)系,結(jié)果使電能表產(chǎn)生了電壓附加誤差,此誤差由三種誤差組成。
(1)電壓抑制誤差:
因為電能表轉(zhuǎn)速n和電壓工作磁通φu都與電壓成正比。當電壓變化時,電壓抑制力矩比驅(qū)動力矩相對變化大,從而引起電壓抑制誤差,電壓變化越大,引起的抑制誤差越大。
(2)并聯(lián)電路非線性誤差:
在并聯(lián)電路中,電壓非工作磁通φf比電壓工作磁通φu大幾倍,同時通過的鐵芯截面較小,磁阻較大。當電壓變化時,磁通φu比φf相對變化大,驅(qū)動力矩比電壓變化快,會引起非線性誤差。
(3)電壓補償誤差:
補償力矩和電壓的平方成正比,當電壓變化時,補償力矩比驅(qū)動力矩的相對變化大,串聯(lián)電路在輕負載范圍的非線性誤差和摩擦誤差越大,負載電流越小,功率因數(shù)越低,電壓補償誤差也就越大。當工作電流接近標定電流時,電壓補償誤差相對較小,可忽略。因此,電壓附加誤差主要由并聯(lián)電路的非線性誤差和電壓抑制誤差組成.多數(shù)情況下,非線性誤差小于電壓抑制誤差,所以,在標定電流下,電壓升高會引起負的電壓抑制誤差,電能表轉(zhuǎn)速變慢,電壓降低會引起正的電壓附加誤差,電能表轉(zhuǎn)速變快。
為了減少電壓變化影響,除了電壓工作磁通和額定轉(zhuǎn)速要適當減小外,還常在電壓非工作磁通路徑上設(shè)置飽和段(如在電壓鐵芯下部磁軛上鉆兩個小孔)。
2三相電壓不對稱時的誤差
當三相電壓不對稱時將會產(chǎn)生三相電能表誤差的變化。這是因為當三相電壓不對稱時,各驅(qū)動元件不平衡,也就是在相同的電壓、電流和功率的情況下,各元件產(chǎn)生的驅(qū)動力矩和電流、電壓抑制力矩不相等,當一相電壓升高而另一相電壓降低時,作用在轉(zhuǎn)動元件上的總力矩發(fā)生了變化。
3負載不平衡時對誤差的影響
由于電能表在工作時負載電流經(jīng)常不平衡,三相電流有大有小,有時甚至只有一相或兩相有電流,這種不平衡性將引起電能表附加誤差。附加誤差主要由下面幾方面引起:
(1)補償力矩的影響:
沒有通電流的那些元件還有電壓,隨著轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動,切割該相磁通,形成補償力矩,因而增大了總的補償力矩與總驅(qū)動力矩的比值,引起隨負載電流減小而增大的正誤差。
(2)各驅(qū)動元件相互影響:
在單轉(zhuǎn)盤的三相電能表中,不同元件的電壓、電流工作的磁通形成的附加力矩可能不大,但其局部力矩可能較大,例如,一個電流線圈無電流時,相應(yīng)局部力矩為零,另一局部力矩會引起較大的誤差。為了減小這種附加誤差,簡單方法就是設(shè)置制動磁鐵在適當位置和采用合適的磁鐵結(jié)構(gòu),能減小沿制動磁鐵穿過轉(zhuǎn)盤的電壓漏磁通,達到減小附加力矩的目的。
(3)各元件驅(qū)動力矩不平衡影響:
當三相電能表在負載平衡時,必然引起電流回路工作磁通所產(chǎn)生的自制動力矩發(fā)生變化,三相二元件的電能表在平衡負荷下,一元件的電流回路斷開,這時電流回路工作磁通的自制動力矩將減少一倍。由于自制動力矩的減少,轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速將加快。
4波形崎變對誤差的影響
當線路中有非線性負載時,負載電流波形就會偏離正弦波。非正弦波的負載電流會在輸配電線路上引起非正弦的阻抗壓降,于是即使電源電壓為正弦波,負載端的電壓也是非正弦波的,因此,加在電能表上的電壓和電流都是畸變的波形。