误差保护（共7篇）
误差保护 篇1
1 电流互感器误差的产生
计算电流互感器二次电流是用一次电流除以电流互感器的变化来获取, 是在忽略了励磁电流的前提下得到的结果。实际上, 由于电流互感器存在励磁电流, 产生了电流互感器的测量误差。测量误差就是电流互感器的二次输出量 (I2·) 与折算到二次侧的一次输入量 (I1·) 之间大小不相等、幅角不同所造成的差值。因此, 电流互感器的误差可分为数值 (变比) 误差和相位 (角度) 误差。我们重点讨论电流互感器的变比误差。
励磁电流是造成电流互感器二次电流和一次电流不成比例的直接原因。励磁电流使一次折算至二次侧的电流不等于二次电流, 造成了电流互感器的变化误差 (fb) , 计算公式为:
式中nL——电流互感器的变比。
电流互感器的等值电路如图1所示, 图中各参数均折算到二次侧。
Z1s、Z2s——电流互感器一、二次侧的漏抗;ZL′——励磁阻抗;Zen——负荷阻抗
为了方便计算, 定义Z2=Z2s+Zen为二次阻抗。
由图1可知二次电流与一次电流关系为:
将式 (3) 代入式 (1) 得:
二次漏抗Z2s变化很小, 可以视为不变, 根据式 (4) , 当系统发生故障时, 一次电流突然增大, 在一次电流的非周期分量的影响下, 电流互感器铁心很快饱和, 励磁阻抗迅速下降, 励磁电流急剧上升, fb将明显增大。在一次电流不变的情况下, 如果负荷阻抗增大, 使二次阻抗支路的分流减小, 励磁电流增大, 也会使fb增加。
此外, 励磁电流还能使二次电流在相位上偏离一次电流, 造成电流互感器相位误差。
由于电流互感器存在励磁阻抗, 因此, 电流互感器的误差不能完全消除。为了使继电保护装置能够正确感知故障量的大小, 必须将电流互感器的误差控制在一定范围。继电保护要求电流互感器在一次电流等于最大短路电流时, 其变比误差小于10%。因而产生了电流互感器的10%误差曲线。
2 电流互感器的10%误差曲线
电流互感器的10%误差曲线是指变化误差满足fb=10%时, 一次电流 (I1) 与其额定电流 (I1e) 的比值 (m10=I1/I1e) 和二次负荷阻抗Ze N的关系特性曲线 (如图2所示) 。由图2可知, 在电流互感器的10%误差允许范围内, 一次电流和二次负荷阻抗是相互制约的, 一次电流越大, 允许的二次负荷阻抗就越小。
另外, 10%误差与角度误差有一定的关系。理论分析和运行经验表明, 当保护用的电流互感器满足10%误差曲线要求时, 角误差不超过7°。
通过给定电流互感器的10%误差曲线可验证一次电流和负荷阻抗。当已知电流倍数m10时, 由10%误差曲线可方便地得出允许的负载阻抗。如果不小于实际负载阻抗, 误差就满足要求;否则, 应设法降低实际负载阻抗, 直到满足要求为止。当已知实际负载阻抗时, 也可由曲线求出电流倍数m10, 与流经电流互感器绕组的最大短路电流进行比较, 判断是否满足误差要求。
电流互感器的10%误差曲线一般由制造厂给出, 在现场电流互感器的10%误差曲线可由试验求取, 具体步骤如下:
(1) 收集保护类型、整定值、电流互感器的变比和接线方式等数据。
(2) 用电桥测量电流互感器的二次绕组直流电阻 (R2) , 近似代替电流互感器二次绕组漏抗Z2s (110~220kV电流互感器取R2=Z2s, 35kV贯穿式或厂用馈线电流互感器取3R2=Z2s) 。
(3) 将电流互感器一次侧开路, 用伏安特性法作出二次侧电压曲线。用以下公式求出相应的数值。
励磁电压:
励磁阻抗:
电流倍数:
允许二次负荷阻抗:
(4) 以m10为纵坐标、Z2s为横坐标, 将求得的m10和Z2s的值逐点绘制在坐标纸上, 即可得到10%误差曲线Z2s=f (Z2s) 。
由于接在电流互感器二次侧的继电保护装置多是反应短路时电流增大而动作的, 短路时需要电流互感器正确反映一次侧的电流, 因此重要保护装置用的电流互感器都需要满足10%误差曲线的要求。
3 电流互感器误差对继电保护的影响
3.1 距离保护
电流互感器误差会影响阻抗继电器测量阻抗的精确性, 从而对距离保护产生影响。电流互感器误差将引起阻抗继电器端子电流的相位误差及数值误差, 从而影响测量精度。
就阻抗继电器的测量阻抗来说, 因其使用的电流是通过电流互感器接人一次系统, 电流互感器的误差将影响测量阻抗的数值和相角 (不考虑电压误差) 。
如图3所示, 设在被保护线路上距保护安装处的距离为ld处发生了金属性短路故障 (如AB两相短路故障) , 则保护安装处母线残压 (A、B相间电压) 为
式中Z1———被保护线路单位长度的正序阻抗值;
——由母线流向线路的A、B相电流 (流经保护) 。
考虑到电流互感器的误差, 继电器的测量电流为
式中:nLH——电流互感器变比;
ki——考虑变比误差的系数;
δ——角误差 (二次电流超前一次电流为正) 。
继电器测量阻抗, 而右 (nYH拼为电压互感器变比) , 根据式 (5) 有:
可见, 由于电流互感器误差的存在, 造成了测量阻抗在数值上发生1/ki倍的变化, 相角发生了 (-δ) 的变化。
(图4) 为电流互感器误差对方向阻抗继电器保护区长度的影响, 在ZCL′方向上继电器的实际动作阻抗为:
整定阻抗为:
式中:IZ——整定的保护区长度。
实际保护区长度 (Id) 与整定保护区长度 (IZ) 比为
电流互感器误差的存在, 使继电器的测量阻抗角 (准CL′) 偏离整定阻抗角。同时因变比误差的存在, 使测量阻抗数值发生变化, 导致保护范围的变化, 从而影响距离保护的正常工作。此外, 因准CL′偏离最大灵敏角, 灵敏度也受到了一定的影响。
电流互感器的误差对距离保护产生影响, 当电流互感器不满足10%误差要求时, 这种影响会更大, 甚至造成保护的不正常动作。
3.2 纵联差动保护
纵联差动保护在外部短路时, 虽然两侧的一次电流相等, 但由于电流互感器误差的存在, 使二次差动回路产生了不平衡电流, 从而对纵差保护的灵敏度造成很大的影响。为了保证纵联差动保护的正确动作, 要求差动保护使用的电流互感器应满足10%误差要求。
在环流法接线的纵联差动保护中 (见图5) , 不平衡电流是由两侧电流互感器的误差不同引起的, 即励磁电流之差。现假设A侧的电流互感器不满足10%误差要求, 当在d点发生区外故障时, 随着一次电流的增加, 由于短路电流非周期分量的影响, 电流互感器铁心迅速饱和, 根据电流互感器的误差分析可知, A侧电流互感器的励磁电流远大于B侧, 造成继电器线圈中的电流 () 比正常运行时增加了很多, 从而影响纵联差动保护的正确动作, 甚至造成保护误动。
为尽量减小电流互感器误差产生的不平衡电流, 继电保护要求差动保护采用特制的C级电流互感器。在配置电流互感器的二次负载时, 要求按满足10%误差曲线来校验, 并尽量使用同一厂家、同一型号的电流互感器。
3.3 阶段式电流保护
阶段式电流保护是将瞬时、限时电流速断及过电流保护组合在一起, 通过动作电流、动作时限及保护区的配合来实现对线路的保护作用。但是, 如果保护用的电流互感器不能满足10%误差要求, 可能造成电流保护的可靠性降低。
以阶段式电流保护中的两段为例 (瞬时电流速断保护为Ⅰ段、限时电流速断保护为Ⅱ段) , 在单侧电源线路A、B两处设有两段式电流保护, 每段保护的保护范围如图6所示。当B处电流互感器不满足10%误差, 由于短路时非周期分量的影响, 励磁电流上升, 使反应到保护装置中的电流下降, 造成B处1段保护区减小。严重时, 将使B处I段保护范围落在A处的Ⅱ段保护范围之内 (如图6中的IBI′在IAⅡ′范围之内) , 此时若d点发生故障, 由于故障点在B处的Ⅰ段保护范围之外, 处的I段保护不动作。故障点在A处的Ⅱ段保护范围之内, A处的Ⅱ段保护就有可能延时跳闸, 从而造成了保护越级跳闸, 扩大了故障范围, 对电力系统的稳定造成了影响。
通过分析电流互感器的误差对继电保护的影响, 当电流互感器不满足10%误差要求时, 将造成保护的不正确动作。为此, 要求电流互感器的一次电流等于最大短路电流时, 其变比误差应≤10%。
4 解决电流互感器10%误差的措施
(1) 增大二次回路中控制电缆的截面。因为大多数情况下, 电流互感器的负载主要由控制电缆的电阻决定。增大控制电缆的截面, 以减小电流互感器二次绕组的负载, 达到减小电流互感器误差的目的。
(2) 串接一台相同变比的备用电流互感器。将两台同变比的电流互感器串联使用, 可以提高电流互感器的容量, 使电流互感器允许的二次负载增大一倍, 从而减小电流互感器的误差。
(3) 改用伏安特性较高的二次绕组。当使用的二次绕组不满足误差要求时, 可以使用伏安特性较高的二次绕组, 使电流互感器的饱和电压提高, 相应地减小了电流互感器的误差。
(4) 增大电流互感器的变比。由于变比增大, 二次电流成比例地减小, 在相同的负载下, 二次线圈感应电势也成比例下降, 磁通将按变比的平方下降, 使励磁电流减小, 从而减小电流互感器误差。
5 结束语
在现场工作中要充分运用电流互感器的10%误差曲线, 通过电流互感器10%误差曲线选定二次回路中控制电缆的截面, 也可检查现有的二次负荷阻抗是否满足10%误差的要求。设法减小电流互感器的误差, 提高继电保护的灵敏度, 确保继电保护装置的正确工作。
误差保护 篇2
电流互感器饱和会导致微机继电保护装置误动或拒动而影响系统正常运行, 因此校验保护CT是保证电力系统继电保护安全稳定运行的重要手段。在调试工作中, 对影响电流互感器饱和的10%误差等项目的测试结果缺乏一种快速有效的方法来进行验算。本文介绍的这种CT校验方法依据CT的伏安特性数据, 通过对CT等值电路推导出10%误差下允许的二次负载阻抗计算公式。文中还对CT二次负载的校验作了实例分析。
2 电流互感器工作原理及传导误差
(1) 电流互感器的工作原理。电流互感器 (CT) 是变换电流的电气设备。CT基本结构与变压器相同并按照变压器工作原理工作。如下图
L1、L2和K1、K2表示CT一次、二次绕组。对于理想CT:I1:I2=N2:N1
当原方I1为I1电流时, 副方产生I2=I1*N1/N2的电流。在此为方便起见, 编者统一用I2表示归算后的I2’, 其他参数也都是归算后的参数。
(2) CT的传导误差和误差曲线。有图2可知:I2=I1-Ij
I1=I2+Ij=I2+I2 (ZL+Z2) /Zj, 公式右边一项即为CT的传导误差, 即原方传导到副方的电流I2≠I1, 误差为Ij=I2 (ZL+Z2) /Zj。
在理想CT中, Zj=, Ij=0, 故I1=I2, 无传导误差。
在实际CT中, I1不大时, CT未饱和, Zj很大, 误差也很小。但当I1越大时磁通B越饱和, 这时Zj急剧减小, Ij急剧增大, 误差增大。这就是I越大传导误差越大的原理。
在CT所带的实际回路中, 回路负载ZL≠0, 若ZL越大时, Ij=I2 (ZL+Z2) /Zj也越大。即CT所带回路越多, 误差越大。
10%误差曲线是当传导误差为10%时, CT一次电流倍数m10与CT二次所带负载ZL的关系曲线。
3 运用误差曲线分析或校核CT是否满足要求的方法
(1) 通过整个一次系统的短路计算, 计算出CT安装处最大短路电流I1max, 计算m10=I1max/I1n; (2) 测量CT二次侧外接回路总阻抗ZL; (3) 测量CT二次线圈内阻抗; (4) 通过10%误差曲线可以查对应与m10=y (纵坐标) 的点, 其横坐标为x, 若二次回路阻抗ZL≤x, 则误差将小于10%, 满足保护要求。
4 推导10%误差下允许的负载阻抗
(1) 制作CT电势E和励磁电流Ij的曲线。由图2及伏安特性可知电势E=U2-Ij Z2=U2-Ij (R2+j X2) (公式1)
R2由电桥测得, Z2根据经验公式求取, 近似Z2=R2;U2:为伏安特性试验数据中的电压, 计算时取饱和点的电压;Ij:为伏安特性试验数据中的电流, 计算时取对应于饱和点电压的电流。
(2) 计算励磁阻抗Zj。Zj=E/Ij= (U2-Ij Z2) /Ij (公式2)
(3) 我们考虑的是:在电流互感器一、二次电流误差等于10%情况下允许的二次负载阻抗。因此, 将一次电流折算到二次侧看成是10倍的励磁电流。如果一、二次电流误差等于10%时, 二次电流就相当于9倍的励磁电流。计算在9倍励磁电流下、饱和点的允许二次负载阻抗。
由图2可知, Zj与Z2+ZL并联, 故Zj/ (Z2+ZL) =I2/Ij=9Ij/Ij=9,
即Zj=9 (Z2+ZL) , (公式3)
由公式1、2、3可以推导出10%误差下允许的二次负载阻抗ZL公式为:ZL=U2/9Ij-10Z2/9, 式中U2为伏安特性饱和电压。ZL为饱和电压下的允许二次负载阻抗。
(4) 计算最大短路电流倍数。计算电流互感器安装处所通过的最大短路电流I1d, 除以电流互感器一次额定电流I1N, 算出最大短路电流倍数K, 即K=11d/I1N。电流互感器一次额定电流就是铭牌上规定的, 如:2500/1, 额定电流就是2500A。最大短路电流要查看综合电抗计算表或电厂实际计算的数值。
(5) 根据饱和电压下的允许负载阻抗计算出保护用电流互感器的10%误差允许二次负载阻抗。用计算出的饱和电压下的允许二次负载阻抗ZL, 除以最大短路电流倍数, 得出误差允许的二次负载阻抗Zen, 即Zen=ZL/K。与实测二次负担的阻值比较, 应大于实测二次负担实测值, 10%误差即满足要求。
5 计算方法的实际应用
下面以某电厂升压站母联一组CT为例, 应用上述计算方法校核保护CT是否满足误差要求。 (1) 原始数据。CT参数:CT变比2500/1, 准确度5P30, 直流电阻8.8Ω, 回路阻抗0.762Ω;互感器伏安特性:饱和点对应电压电流:I=60m A, U=938V;CT安装点最大短路电流:46.04k A; (2) 计算。由公式饱和点的允许二次负载阻抗:ZL=1727.26Ω;最大短路电流倍数:K=46.04/2.5=18.41;最大短路电流下的允许二次负载阻抗:Zen=ZL/K=93.82>0.762;远大于实际测试的二次负载阻抗。结论:电流互感器二次阻抗可以满足10%误差的要求。
6 结语
本文介绍的这种方法是根据CT等值电路推导的, 有很高的可靠性。在实际应用中, 寻找制造厂10%误差曲线比较困难或者曲线粗燥, 查找曲线也不便于取得对应的允许阻抗;而且这种计算方法只需比较少的伏安特性数据就能校验允许的负载阻抗, 计算量少, 使用起来非常方便。
摘要：保护用电流互感器误差校核是保证电力系统继电保护安全运行的重要手段。本文介绍的校核方法实用性强, 通过对CT等值电路, 依据CT的伏安特性数据, 推导出10%误差下允许的二次负载阻抗计算方法。
关键词：电流互感器,10%误差校核,负载阻抗
参考文献
[1]国家电力调度通信中心.电力系统继电保护实用技术问答 (第二版) [R], 1999 (11) .
误差保护 篇3
电流差动保护原理建立在基尔霍夫定律的基础之上, 具有良好的选择性, 能灵敏、快速地切除保护区内故障, 被广泛地应用在能够方便地取得端电流的发电机、输电线路、变压器、母线等保护中[1]。
电流互感器 (CT) 是电力系统中重要的测量元件。但是, 由于CT铁芯的非线性以及磁滞特性, 当较大的故障电流使CT工作在励磁特性的非线性区时, CT进入饱和, 二次电流发生畸变, 不能准确传变一次电流, 从而产生了传变误差。由于CT饱和引起的传变误差对继电保护带来了很不利的影响, 尤其是目前广泛采用的电流差动保护, 甚至会引起差动保护误动, 严重影响了进一步提高保护的准确性, 因此, 必须要解决CT 的饱和问题。
针对CT饱和, 一般采用比率制动特性加以克服。但是, 仅采用比率制动特性并不能保证在CT极度饱和情况下差动保护的可靠性, 必须要辅以其他鉴别CT饱和的措施。目前提出的CT饱和鉴别方法主要有时差法[3]谐波制动法[4]小波检测法[5]、差分法[6]异步法[7]等等。另外, 最近又提出一种基于数学形态学鉴别CT饱和的方法[8], 即利用数学形态学提取CT饱和后的电流波形特征, 以区分内部故障和外部故障CT饱和。
1 CT饱和电流对差动保护的影响
1.1 CT饱和电流分析
CT二次侧负载阻抗角会导致二次电流的波形发生畸变。图1为考虑了该两种因素后电流互感器一、二次侧的电流波形。一次电流处于稳态时, 如图1a、c所示, 一次电流中非周期含量为零, 二次电流在正、负半周均发生饱和, 此类饱和称为对称性饱和;而当一次电流处于暂态时, 如图b、d所示, 其一次电流非周期含量为100%, 一次电流偏向时间轴一侧, , CT只在半个周期发生饱和, 此类饱和称之为不对称性饱和。CT饱和后, 会出现以下特征:
1) 故障发生与CT进入饱和存在一定的时间差;
2) 二次电流出现波形缺损和畸变, 其等效于工频电流上叠加了谐波, 二次和三次谐波是其中主要的谐波成分;
3) 二次电流在进饱和点和退饱和点会发生突变;
4) 二次电流值突然减小, 波形出现缺损, 尤其CT饱和比较严重时, 二次电流输出几乎为零。
1.2 谐波分析
CT饱和后的二次电流中也有一定程度的谐波分量, 图2即为CT分别发生对称性饱和和非对称性饱和 (二次负载阻抗角φ=0) 时的基波以及前六次谐波图。由图可知, 在CT发生对称性饱和时, 谐波含量主要以奇次谐波为主, 尤其三次谐波所占比重最大, 偶次谐波含量比较小;而CT发生不对称性饱和时, 谐波含量主要以二次谐波和三次谐波为主, 更高次的谐波含量相对比较低。另外, 不论是对称性饱和还是不对称性饱和, 基波电流的幅值明显大于各次谐波电流幅值。通过实验分析可知, 在饱和电流中, 基波电流分量仍为其主要成分。而对于有电动机的负荷侧, 其负荷电流中含有较多的谐波分量, 尤其前五次谐波, 甚至超过了基波分量。
综上所述, 较大的故障电流会引起线路中电流互感器发生饱和从而产生饱和电流, 无论是恒阻抗负荷侧或者是带电动机的负荷侧, 饱和电流均会带来不同程度的谐波, 该饱和电流会对差动继电器判别两端电流的大小及相位关系带来影响, 产生误差, 导致断路器发生误动。
2 相间电流互串对差动保护的影响
2.1 电流互感器的等效电路
图3所示为电流互感器的等效模型图。从图中可看出一次侧可以等效看成一个电流源与一个非线性电感并联。正常运行时, 励磁阻抗很大, 励磁电流很小, 但当互感器饱和时Lμ变小, 励磁阻抗ωLμ随之变小;同样, 当电流中含有非周期分量时, ω=0, 相当于励磁支路电抗变为0, 一次电流全部注入励磁支路, 二次电流接近于0。
2.2 电流互串产生的原因
实际系统中保护用电流互感器二次回路接线如图4所示。由图4可知, 在实际的二次回路接线方式下, 对于A相电流互感器二次绕组来说, 其二次负载除了包括本相线的电阻外, 还包括了A、B、C三相公共的N线电阻。因此, 三相电流互感器从空间磁路上来看是相互独立的, 但在电路上并不独立, 存在N线电阻分量的耦合。
误动发生时非故障相的毛刺电流极性总是与故障相故障电流的极性相反这一共性特征
可以作出初步判断:非故障相毛刺电流是由故障相电流通过电流互感器二次回路分流到非故障相产生。如图4所示, 设故障相为A相, A相二次电流通过A相的二次装置电流互感器流入电流互感器二次回路。基于以上判断, 可以分析得到毛刺电流的主要特征为:
1) 毛刺电流由故障相串入到非故障相的电流产生, 非故障相的不平衡毛刺电流极性和与故障相电流极性相反。
2) 故障相串入到非故障相电流 (尤其是非周期分量) 会导致非故障相电流互感器饱和, 励磁阻抗下降, 进而产生毛刺电流。
3) 故障相的电流一般不可能持续串入到非故障相, 故障相的电流正好充当了非故障相的去磁电流, 因此毛刺电流持续时间通常较短。
4) 由非故障相电流互感器饱和所导致的毛刺电流一般很大, 可能引起母差保护、线路差动保护启动甚至误动。
3 结语
本文通过理论分析, 讨论了影响差动保护精确性的两种方法, 对于第一种影响因素, 互感器饱和电路及其谐波, 可以通过判别饱和电流与故障电流的不同特征来防止保护发生误动, 在判别为饱和电流时将保护闭锁, 或者在进行差动保护的整定计算时躲过饱和电流;对于第二种影响因素, 由于非故障相的故障启动与差动电流启动同时出现, 采用目前的保护装置电流互感器饱和判据较难解决问题, 需引起关注。随着电网规模的扩大, 电网的短路容量逐渐变大, 类似的误动情况可能会经常发生。根据本文的分析结论, 需要重点关注以下几个问题:
1) 对电流互感器的饱和特性进行测量, 结合二次回路电阻进行定量计算, 判断在目前的短路容量情况下, 是否会出现同样的二次电流分流现象, 引起保护不正确动作的现象。
2) 需要关注二次回路中性点的接线问题, 是否有接触不良或绝缘损坏的现象。
3) 电流互感器的饱和是一个值得关注的问题。对于目前保护用电流互感器, 在设备选型上应把好关, 严格按照保护用电流互感器技术条件进行选型, 对于不符合条件的电流互感器要进行更换。优先选用低剩磁的电流互感器, 同时提高电流互感器饱和的拐点、增加电流互感器的容量和变比、降低电流互感器的二次回路电阻, 尤其是中性点N线的电阻 (必要时N线可以增加并联电缆数) , 逐步进行二次回路的改造。
4) 研究新的保护算法, 如从非故障相引入故障相电流作为制动量、加入电压判据等。
参考文献
[1]张保会, 尹项根.电力系统继电保护[M].北京:中国电力出版社, 2005.
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[3]李岩, 陈德树, 等.鉴别电流互感器饱和的改进时差法研究[J].继电器, 2001, 29 (11) :1-4.
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[7]陈建玉, 孟宪民, 等.电流互感器饱和对继电保护影响的分析及对策[J].电力系统自动化, 2000 (6) .
论房产测量系统中误差与偶然误差 篇4
关键词：房产,测量,系统误差,偶然误差
房地产测量是就是运用测绘仪器, 测绘技术, 测绘手段来测定房屋、土地及其房地产的自然状况、权属状况、位置、数量、质量以及利用状况的专业测绘。房地产测绘是专门为“房地产”服务一种专项技术, 与其他测量相比房地产测量有着许多自身的特点。其特殊性主要在于, 房地产测绘的成果具有法律效力, 是解决房产权属与争端的重要依据, 因此, 房地产测绘使用的比例尺一般较大, 房屋建筑面积的量算精度要求较高, 不能从图上量取, 必须实测、实算等。由引可见, 房地产测绘成果的可靠性是房地产作为具有法律效力的数据资料的重要前提。房地产作为一个长久耐用, 价值巨大而又不可移动的特殊商品进入市场, 越来越受到社会的普遍关注, 人们对房地产处理的准确性和现实性以及测量手段也提出了更高求。
1 房产面积测量的基本方法
房产面积测量根据测量对象、方法以及目的的不同通常分为预售测量和竣工测量。预售测量指房产在预售阶段进行的房产面积测量, 此一测量由于房产正处于施工阶段, 实际并没有已经建成的房产可供测量, 只能根据房产设计图辅以建筑施工图与结构图, 对房产面积进行计算, 从而确定每幢房产的总建筑面积以及每单元建筑面积。竣工测量是在房产建设完成后房产面积的测量, 需要运用一定的测量仪器 (如测距仪、碳素尺、钢卷尺、全站仪等) , 通过对房产产权边界的长度、位置以及单元的实地测量, 计算出房产的总面积及分户面积。
房产面积测量的步骤为:接受委托, 收集及分析资料, 制定房产面积测量方案。实地测量, 明确房产边界, 绘制宗地图和房屋分户平面图。计算房产分户套内面积和公共分摊面积。检查验收。提交用户。
2 测量误差来源及误差分类
2.1 测量误差来源
测量工作是由观测者使用仪器、工具按照一定的方法, 在一定的外界条件下进行的。由于测量所使用的仪器和工具不可能绝对准确, 进行测量时的外界条件也随时发生变化, 以及观测者感官和生理条件限制。所以, 无论何种测量, 无论何种精密仪器, 无论观测多么仔细, 均无法求得测量的真值。例如, 往返丈量某一段距离, 或反复观测某一角度, 每次观测结果都不会一致, 这就是因为观测结果中存在测量误差的缘故。
产生测量误差的原因, 有以下三方面:
2.1.1 仪器误差
各种测量仪器不是完美无缺的, 即使最精密的仪器, 也会有一定的误差。例如, 丈量长度的钢尺、皮尺, 它们的格值就含有误差, 由于热胀冷缩, 它们的长度会随着温度改变。所以, 尺子标记的长度, 量得的长度, 均不是真长, 还有仪器轴系之间的公差导致盘偏心, 几何关系不真正垂直或不真正水平等等, 都会给观测值带来误差。
2.1.2 观测者的影响
由于观测者的感觉器官的鉴别能力有着一定的局限性, 所以不论在仪器的安置、照准、读数等方面, 都会使观测值产生误差。自动化仪器虽然是自动进行接收处理, 但设备的安置、目标和时间的选择, 仍由人来掌握, 也会受到操作者的影响。
2.1.3 周围环境的影响
观测时的自然界, 如温度、湿度、风力、大气折光等因素, 都会使观测值产生误差。如温度不仅给丈量长度带来误差, 也会给水准测量和角度测量带来误差。大气的水平折光给水平角观测带来误差, 大气的垂直折光给垂直观测和水准测量带来误差, 自然界影响观测值的因素很多, 且复杂多变, 难于准确掌握其规律, 但仍可采取适当措施, 尺量减弱或消除其影响。
2.2 测量误差的分类
测量误差按性质可分为系统误差和偶然误差两类:
2.2.1 系统误差
在相同的条件下作一系列观测, 如果误差的数值和符号呈规律性的变化或者保持某一常数, 那么这类误差称为系统误差。产生系统误差的主要原因是测量仪器、工具的不完善或外界条件的变化。例如钢尺的注记长度 (即名义长) 为50米, 经鉴定后, 发现它的实际长度为49.99米, 于是用这样的尺子去量距离时, 每量一整尺, 则测量值就比实际长度大了0.01米。
系统误差是一种有规律性的误差, 可采用计算方法或观测的方法以消除或大大减弱它。
2.2.2 偶然误差
在相同条件下对某量作一系列观测, 如果误差的大小和符号都表现出偶然性, 即从表面上看没有任何规律性, 具有这种性质的误差称为偶然误差, 例如在尺上估读小数, 有时偏大, 有时偏小, 就属于偶然误差。显然, 偶然误差不能用计算改正和改变观测方法来消除, 只能靠增加观测个数来提高观测值的精度。要说明的是, 实际工作中, 因观测者的疏忽大意, 出现如读错数、记错、照准错、仪器安置不合要求等错误, 这一类问题称为粗差。粗差必须避免, 不允许在成果中存在。为了杜绝粗差, 除了加强作业人员的责任心, 提高操作技能外, 还应采取必要的检核措施。
3 房产测量误差与偶然误差分析
3.1《房产面积测量规范》规定的面积精度要求。
用规范、科学的方法测量准确的房产面积是产权登记机关, 业权人和房产开发商的共同要求。因此采用合理的面积计算精度及限差是面积测量及计算工作的基础。
3.2 预测面积与实测面积的误差值分析
房屋预测面积与实测面积的差异在《商品房销售管理办法》和《商品房买卖合同》中都有明确的范围规定, 此范围以建筑面积误差比作为标准, 要求面积误差比的绝对值要小于3%。面积误差比的计算公式如图1所示:
《房产测量规范》规定的房屋面积测算的三级精度的中误差是用皮尺丈量房屋边长计算的房屋面积中误差。这是房屋面积量算的最低精度要求, 以销售面积为100m2的商品房为例分析其允许误差值, 若误差标准定为 (0.04√S+0.0003S) 则限差为 (0.08√S+0.0006S) , 面积可差1.4m2。这是由于边长测量误差产生的面积测算误差, 根据目前的技术和工具条件, 这个差值已经比较大了, 在实际测量中一般很少产生这么大的差异, 这个面积测量精度标准是相当宽松的了。
在《商品房销售管理办法》和《商品房买卖合同》中预测面积和实测面积规定了3%的误差范围, 这主要是考虑到在预测面积和实测面积两者存在的误差并非完全来自房产测量的测量误差, 它们还有可能来源于:建筑物的某部分改变了设计。施工中建筑物的某部分没有按原设计施工。施工错误或放样误差过大使竣工后房屋尺寸不等于设计图上的尺寸。竣工后的范围共用分摊部位面功能的改变或服务范围的改变。正常的施工误差和测量误差也可引起实测的竣工面积与预售面积存在少许差异。
4 结束语
非抽样误差中的调查员误差研究 篇5
非抽样误差是指统计调查中, 除抽样误差以外, 由于各种原因而引起的误差。它不仅存在于概率抽样, 也存在于其他非概率抽样与非全面调查以至全面调查, 对调查结果的影响非常大。国外众多实证研究都表明, 非抽样误差在统计调查总误差中所占比重远远超过抽样误差所占比重, 因而受到统计调查理论研究者和实际工作者的高度重视。由调查员引起的调查误差是国外在非抽样误差研究中一个长盛不衰的主题。外文中一般将此误差称为调查员方差 (Interviewer Variance, 以下简称IRV) , 它是指一个调查变量的总方差中可以归因于调查员的部分。
国外对调查员的研究已是汗牛充栋, 但在国内还没有专门研究调查员的文献。笔者认为, 造成这种尴尬局面的原因有两点:一是我国基层调查经费不足, 还不具备公开选拔和全面培训调查员的物质条件。尽管在我国现行的一些调查中, 尤其是不少专项调查中, 也非常注重调查员的选取和培训。但在很多常规调查中, 调查员的选取则很不科学。调查员往往由居委会、街道办的工作人员、退休教师、下岗工人等担任。二是我们对统计调查的重视程度还不高。无论是统计实务部门, 还是研究机构, 还没有充分认识到深入研究调查员行为对提高调查质量的重要性。理论研究也没有提出相应的支持依据。因而, 全面深入研究调查员方差的产生根源与测定方法, 才能更好地从调查员的角度降低非抽样误差。
二、调查员方差的存在性
首先, 我们要简单界定一下“偏倚”的含义。Hansen等 (1951) 认为, 影响相应误差的因素可以分为两类:一类是本质的、必然的因素。如, 调查员的素质, 调查员的选取方法、报酬及培训, 调查项目受资助情况等;另一类是随机因素。如调查员提问问题的方式, 调查对象接受调查时的心情, 调查对象对调查问题的理解程度等。相应地, 响应误差也包括两个部分, 一个是必然产生的, 另一类是随机产生的。响应误差的期望值, 以及围绕此期望值波动的随机成份都可以看做是由影响响应误差的本质因素决定的。这样, 响应误差就会或多或少地表现出一些系统性的特征, 这就产生了“响应偏移”。目前, 关于“响应偏移”至少有两种理解。一是指由于某个调查员引起的非随机的响应误差;二是指所有响应误差对样本均值的累积影响。一般我们将“响应偏移”理解为第二种意思。即, 调查中的响应误差使样本均值和总体均值产生差异, “响应偏移”表示了这种差异的程度。
目前的文献中, 有少部分是从理论角度探讨调查员方差存在性的。当存在多个调查员时, 为什么某个调查员的子样本均值会与多个调查员的所有子样本的样本均值存在差异呢?Hansen等 (1951) 利用模型证明, 除非随机地分配给每个调查员一个调查个体, 否则, 调查员对不同调查对象的影响是相关的。由于在实际调查中, 一个调查员往往要对一定数量的调查对象进行调查并记录调查结果, 因而由某一个调查员引起的不同调查对象之间的调查误差是正相关的。这就说明, 当存在多个调查员时, 调查员方差是存在的。Freeman等 (1976) 从调查员所调查子样本均值围绕样本均值波动的程度讨论了调查员方差的存在性。一种情况是响应误差在每个调查员所调查子样本中随机出现, 那么子样本均值将在一定程度上围绕样本均值波动且服从正态分布;另一种情况是响应误差在每个子样本中的出现是非随机的, 但样本均值无偏, 此时子样本均值围绕样本均值的波动将比第一种情况更加剧烈。两种情况的直观表现就是子样本均值的波动。如果每个调查员的调查子样本是可比的, 如每个调查员调查的子样本是随机分配的, 那么, 利用方差分析就可以证明诸子样本均值之间的差异是否显著。如果诸子样本均值波动剧烈, 在统计上是显著的而非偶然的, 那就可以说明是响应误差引起了这种差异。如果承认调查员对响应误差存在影响, 也就说明了调查员方差的存在性。
另外, 更多的文献是从实证角度探讨调查员方差的存在性。Hanson和Marks (1958) 、美国人口普查局 (1960) 利用普查数据进行了验证。Mahalanobis (1946) 、Stock等 (1951) 、Feldman等 (1951) 、Gray (1956) 、Franzen等 (1956) 、Gales等 (1957) 、Kish (1962) 等, 都用不同方法利用抽样调查数据对此问题进行了研究。实证结果表明, 无论是普查, 还是抽样调查, 调查员方差都是存在的。相对来讲, 研究抽样调查中调查员方差的文献要多一些。
三、调查员方差的来源
几十年来, 国外学者, 尤其是英国、美国和印度的学者都对调查员何以会影响调查结果, 调查员方差产生的原因及降低措施等进行了广泛的理论和试验研究。限于篇幅, 本文仅综述其中研究比较集中的一些因素。
1. 调查员的人际交往能力。
这是调查文献中研究比较集中的一个问题。我们可能会猜想, 调查员人际交往能力越强, 其调查结果的误差就会越小。但Richardson等 (1965) 的研究表明, 调查员的人际关系技巧和分析技巧与调查误差不相关。调查员的人际关系技巧可以帮助调查员获取调查对象的信任从而接受调查, 但不会对调查结果产生影响。对此, Williams (1968) 有更精确的讨论。而Cahalan (1968) 的研究也表明调查员的人际交往能力和调查误差之间关系很弱, 人际关系可能增加也可能降低调查误差。例如, 一个具有较好的社交技巧的调查员有可能更好地获得调查对象的信任和配合, 但同时也可能对调查结果产生更大的影响。
2. 调查员的解释能力。
没有文献专门研究调查员的解释对调查结果的影响, 但它确是调查员方差产生的重要原因。在很多调查中调查员也是信息解释员。当问题比较模糊, 或者要获取的信息是调查对象很少想到的, 这时就需要调查员的解释。类似地, 调查员经常需要解释调查记录以方便对调查结果的归类。当数据需要编码录入时, 也需要解释调查结果。如果一个调查是有组织的, 对调查结果的解释会出现两次:在调查过程中当调查员决定如何提问和决定记录什么内容时, 以及在编码员要将记录的调查结果转化成机读形式时。当解释发生时, 就很有可能引起误差。就是说, 调查员可能在其误差的方向和强度方面存在差异。如果调查员对某一问题有特别的倾向, 那么调查员本身的差异就会增加其对调查结果的影响, 其后果就是调查员方差的增加。
3. 调查内容。
Kish (1962) , Hanson和Marks (1958) 研究了调查内容引起调查员方差的可能性。他们的结果表明当利用无效回答和其它回答作比较时;或者当调查员反对一些调查项目, 因为它们模糊不清、或者主观性太强, 或者太复杂, 或者过多的解释就可能替代调查对象的回答时, 调查员方差就会增加。
4. 社会地位差距。
将调查员和调查对象结合在一起考虑是否会产生更多的调查员方差呢?目前, 没有文献利用调查员和调查对象变量来解释调查员方差。但有关于调查员和调查对象结合的更一般的研究。有些方法论者争论说很少限制调查员和调查对象的交流, 而后者大都认为所有的调查对象都差不多。这种观点, 引出了Hyman等 (1954) 早期的研究。随后, Benney等 (1956) 又提出了关于回答误差和可观测的社会差距之间关系的争论。Dohrenwend等 (1968) 的研究认为, 社会差距与调查误差的关系是曲线的:当社会差距很小时, 调查员就很容易被调查对象接受从而有利于获得误差较小的调查结果;相反, 当社会差距很大时, 调查对象就会有潜在的较高的抵制反应。Weiss (1968) 的研究表明了不同的观点:调查对象和调查员之间社会差距的大小并不是产生调查误差的本质原因, Dohrenwend等 (1969) 的评论文章也支持这一点。跟这个主题相关的很多文献都强调调查员的提示信号或者调查员与社会地位相关的一些反应都会影响调查结果。这是Williams (1964) 倡导的核心, 同时Williams的一些对Dohrenwend和Weiss文章的评论文章也说明了这一点。
5. 意识形态。
Cahalan等 (1947) 、Ferber等 (1952) 、Feldman等 (1951) 的研究都表明意识形态是决定调查误差的重要因素。调查员独特的意见、信仰、信心等都会对调查结果产生影响, 更不用说调查员长期形成的意识形态对调查结果的持续影响。
此外, 还有不少研究调查员方差来源的文献。如研究调查员的性别、年龄、性格、能力、社会地位、阅历、形象、态度、人际关系、提问的方式, 甚至语调、种族等等对调查结果的影响。这些研究相对要分散一些, 在此不再一一列举。
四、调查员方差的测定方法
J.Stevens Stock等 (1951) 根据一次具体调查实验发展了测定调查员的变化性对总的调查误差的影响的方法, 他还深入讨论了抽样设计、问题类型等对调查员方差的影响;Morris H.Hansen等 (1951) 深入研究了调查员误差的测量方法, 证明了调查员误差是调查误差的一个重要方面;Barbara Bailar等 (1977) 通过一个有控制的实验说明了调查员偏倚和方差的计算方法, 同时, 他还通过另外一个实验说明成功的调查和调查员特征与态度之间的关系;文章在国家犯罪调查和家庭收入调查中具体应用了Morris H.Hansen等 (1951) 的方法。王克林和刘建平 (2009) 分析了调查员误差的产生机理并据此建立了计量模型, 然后结合运用整群抽样原理, 提出了一种容易操作的测定调查员误差的方法。
五、结论
深入研究调查员方差是设计出有针对性的措施去降低调查员方差的前提。如, 从调查员的选择上、培训上、评价上及报酬的支付等方面选择较好的方法去降低调查员方差, 这是我们调查员方差研究的最终目的。一般研究调查员方差的文献都会在最后给出选取和培训调查员时应该注意的问题, 也有文献专门研究如何降低调查员方差。如Albert B.Blankenship (1949) 详细研究了调查员在实际调查工作中的实际操作技巧以及应该注意的问题;Schyberger (1967) 通过一次具体调查研究了经验丰富和经验不足的调查员之间的差别, 他发现按照调查项目支付工资的调查员比支付计时工资的调查员受到更大的激励;有训练的调查对象和仅仅是接到通知便接受调查的调查对象的调查结果差距巨大;Stock等 (1951) 建议通过培训和控制调查员、更认真细致的问卷设计、选用更大数量的调查员等方法来降低调查员方差;Happer W.Boyd (1970) 的研究表明, 调查员误差是市场调查研究中误差的主要来源, 他给出了选拔、培训和控制调查员以降低调查误差的方法。
笔者认为, 随着我国社会经济发展水平越来越高, 人们对统计数据质量的要求越来越高, 我国对调查员的关注和研究也一定会逐步向研究先进的国家靠近, 我国提高统计数据质量的途径也会越来越多。
参考文献
[1]John Freeman and Edgar W.Butler.Some Sources of Interviewer Variance in Surveys.The Public Opinion Quarterly, Vol.40, No.1 (Spring, 1976) , pp.79-91
[2]Morris H.Hansen.William N.Hurwitz, Eli S.Marks, and W.Parker Mauldin.Response Errors in Surveys.Journal of The American Statistical Association.1951
[3]J.Stevens Stock and Joseph R.Hochstim.A Method of Measuring Interviewer Variability.The Public Opinion Quarterly, Vol.15, No.2 (Summer, 1951) , pp.322-334
[4]Barbara Bailar, Leroy Bailey, Joyce Stevens.Measures of Interviewer Bias and Variance.Journal of Marketing Research, Vol.14, No.3, Special Issue:Recent Developments in Survey Research (Aug., 1977) , pp.337-343
[5]王克林刘建平:调查员误差的计量模型与测度方法[J].统计与决策.2009 (10) .11-12
[6]Albert B.Blankenship, Archibald Crossley, Myron S.Heidingsfield, Herta Herzog, Arthur Kornhauser.Questionnaire Preparation and Interviewer Technique.The Journal of Marketing, Vol.14, No.3 (Oct., 1949) , pp.399-433
[7]Schyberger.A Study of Interviewer Behavior.Journal of Marketing Research, Vol.4, No.1 (Feb., 1967) , pp.32-35
误差保护 篇6
近年来, 我国电力技术得到了迅速的发展, 电力计量的准确性直接影响着电力企业经济效益及相关电力部门的效益, 因此, 电力相关工作人员必须深入的研究电能计量装置误差与其影响误差因素。只有对电能计量进行合理有效的管理, 并针对电能计量误差影响因素, 采取相对应的措施, 才能不断完善电能计量运行机制, 确保电力系统运行的稳定性。
2 电力系统电能计量装置计量误差
2.1 电压互感器二次回路压降误差
一般情况下, 电压互感器与电能表的安装位置是不一样的, 且电能表往往是在室内安装的, 而电压互感器则往往是在室外安装的, 且这两个设备之间的设备要大于100m。同时, 整个回路中的空气开关、接线端子及导线等各种检测仪表、设备都存在一些接触电阻, 并形成了回路阻抗。随着环境的变化, 以及设备的逐渐老化, 电压互感器的二次回路压降会不断增大。
通过研究发现, 导致该误差的产生的原因主要有: (1) 计量、保护与运动等装置共用一条电压互感器二次导线。 (2) 截面较小, 且线路较长。 (3) 电压互感器二次侧刀闸辅助接点接触电阻发生变化的次数较为频繁, 且此变化通常较大。总而言之, 当电力系统的电能计量装置中的电压互感器负荷电流在通过二次导线回路时, 会产生压降, 进而导致误差。但此误差值一般较大, 且不固定, 且其还会随着功率、二次负荷等因素的变化而变化。因此, 必须对电压互感器二次回路进行高度的重视。
2.2 电能表误差
现阶段, 我国大多数电力企业均在使用三相三线有功电能表计量, 但其不能在三相四线电路中运用, 不然则会导致线路附加误差。对于三相三线电能计量装置, 具体如图1所示。在电能表的轻载运行中, 通常会受到电流电磁铁、摩擦力矩方面的非线性带来的影响, 进而导致电能表产生一定的误差, 同时还会降低圆盘转速。而随着摩擦力矩不断降低, 负载也会逐渐变小, 此时就会导致电能表产生负误差。
除此之外, 虽然目前我国电力计量部门会对所使用的电能表进行定期检查, 但因存在电能表量程过大以及电流互感器容量配备过大等特殊的情况, 导致电能表的运行经常处于轻载状态。
2.3 由电压互感器、电流互感器结合产生的误差
通常情况下, 当一次电流增大时, 互感器铁芯磁导率也会不断增大, 这样一来, 铁芯磁通密度也会提高。此外, 一次电流的增加会使得磁导率逐渐趋于平稳, 从而使得铁芯趋于饱和。由此可见, 一次电流也是对互感器误差造成影响的重要因素。
3 电能计量装置中影响误差的因素
3.1 电流互感器二次接线不规范
对于电能计量装置中的电流互感器, 其运行原理主要是基于电磁感应原理, 对电路的闭合进行的快速的工作。同时, 在电流互感器中, 一次接线数量较少, 且大多数串都会存在于电流的线路中。由此可知, 电流互感器误差几乎无法消除。相对于一次接线来说, 二次接线就会显得多一些。一般情况下, 二次接线串接在电力系统的测量仪表、保护回路运行过程中具有重要的作用, 因此, 一旦电流互感器二次接线不规范, 必定会导致电能计量装置计量误差。
3.2 电能表安装不规范
对于电能计量装置中的电流互感器, 如果安装、连接的不牢固, 通常都会导致较大的计量误差, 同时, 在二次线布局与接线时, 如果位置与顺序不正确, 也会导致误差。且如果电能表与电表箱的安装的不牢固, 同样也会对电流互感器与电路配置表等电力系统装置造成影响, 从而增加电能计量装置的计量误差程度, 最终必定会增加电网的损失。此外, 电力系统电能计量装置严重影响着电力系统相关统计数据, 且还会对电网运行的经济效益造成直接影响。
3.3 日常检测不规范
在日常电能计量装置检测工作中, 含有人为误差。员工接触某一配件, 然后重新摆放, 带来位置误差, 缩减了计量体系内的精准性。这是由于, 装置含有可被滑动的独特滑轮, 它的调节依托着螺丝。遇有螺丝撞击, 会影响到计量, 这就变更了应有的表盘度数。
3.4 线路衔接时的偏差
二次接线若不适当, 也会带来偏差。电流互感器平日的运转, 依托电磁感应;它被布设在闭合的路径内。互感器衔接着的一次接线还是偏少的, 它们被串联在现有的线路内, 常见测量误差。二次接线很多, 串接路径内的仪表、串联保护回路都会凸显价值。平常运转之中, 二次回路凸显了闭合的倾向。回路之中含有阻抗数值偏小的线圈, 它衔接着仪表。这就造成差值, 互感器很近似短路。
3.5 人为因素影响的误差
电力工作人员抄表失误或者人为故意引起设备问题, 也是影响电力系统电能计量装置计量失准因素之一。其中, 采用违法行为来减少计量用电不在此文讨论。
4 在电力系统中电能计量装置误差处理方法
4.1 安装电流互感器自动切换装置
通过安装电流互感器自动切换装置, 可以在电流互感器处于轻载状态时, 利用中间部位的电流互感器产生的小电流, 并随着相关比例的扩大, 将其替换至小负荷电能表, 之后还要终止原先的大负荷电能表工作。基于此, 电力部门应当将电流互感器自动切换装置安装在运行长期小于30%的电能表负荷电流的线路中, 从而提升电能表计量准确性。
4.2 降低电压互感器二次导线压降
(1) 减少串接接点, 从而全面消除电能计量装置运行中的不稳定性因素。同时, 不可将熔断器在低于35k V的计量回路中进行安装, 且还要尽量减少电能计量回路中的接点。对不可缺少的接点进行定期的清洗与测试也是很有必要的, 从而消除设备运行中的不稳定因素。 (2) 装置专用的二次回路, 并适时增加导线截面。为了降低回路阻抗, 还需依据所接电能表数量, 正确的核算导线的面积, 并且还要适当增加导线的截面。 (3) 安装三相四线全电子式电能表。一般情况下, 全电子式电能表的回路电流都较小, 但其输入阻抗较高, 所以, 为了提升负荷不平衡情况下计量的准确性, 对于低于220k V的电压回路, 应当采用三相四线全电子式电能表。 (4) 安装自动补充装置。对于电压互感器二次压降自动补充装置, 能够确保电能表输入的电压与电压互感器二次出口电压保持一致, 从而降低计量装置综合误差, 最终降低电压互感器二次压降影响。
4.3 加强电能计量技术安全性
一般情况下, 电能计量装置计量主要是利用数据存储器完成的, 所以, 如果电能计量装置遭受破坏, 计量就无法显示, 进而无法计算度数。一般情况下, 度数的重新设置、计量设置、电能计量设备的优化, 都是在数据存储器基础上完成的, 不仅简洁便利, 操作也较为快捷。但如果电能计量设备被认为改动了计量设置, 度数被清零了, 必然会给供电企业带来巨大的损失。
近年来, 我国大部分电力企业都在不断增强其电能计量技术安全性, 并在原先的基础上, 逐渐增强了技术安全认证系统, 从而使得计量设置不会被擅自改动, 为电力企业的经济效益提供了保障。此外, 为了避免电能计量设备计量设置被非法修改设置而盗取电量, 还应当不断提升电能计量装置的技术安全性。
4.4 规范计量装置中电能表的安装
(1) 电能表应安装在电能计量柜 (屏) 上, 每一回路的有功和无功电能表应垂直排列或水平排列, 无功电能表应在有功电能表下方或右方, 电能表下端应加有回路名称的标签, 二只三相电能表相距的最小距离应大于80mm, 单相电能表相距的最小距离为30mm, 电能表与屏边的最小距离应大于40mm。
(2) 室内电能表应当安装在0.8~1.8mm的高度。电能表安装必须垂直牢固, 表中心线向各方向的倾斜不大于±1℃, 装于室外的电能表应采用户外式电能表。电子式电能表, 安装美观, 柜 (箱) 壳体倾斜不超过30。
此外, 在日常检测工作中, 还要对重要节点进行详细的检查, 并通过定期的、不定期的培训来提高相关操作人员的技术水平, 从而确保装置安装的正确性。
5 结语
综上所述, 就目前我国电力系统电能计量装置运行情况来看, 计量误差依旧存在, 并给电力企业的效益带来了巨大的损害。基于此, 必须针对电能计量装置计量影响因素, 采取有效的措施解决, 从而为电力系统与企业的运行与发展提供保障。
摘要：电力计量装置作为电力系统运行过程中普遍运用的设备, 能够发挥良好的效果, 从而确保电力系统的稳定运行。但近年来, 电力系统电能计量装置计量误差现象普遍发生, 这对电能计量质量造成了严重的影响。基于此, 本文先论述了电力系统电能计量装置计量误差, 之后对影响误差因素进行了一定的研究, 最后详细分析了相应的处理措施, 以供参考。
关键词：电力系统,电能计量装置,计量误差,影响因素
参考文献
[1]王铎.电能计量误差及计量改进措施分析[J].黑龙江科学, 2014 (12) :277.
[2]程瑛颖, 杨华潇, 肖冀, 等.电能计量装置运行误差分析及状态评价方法研究[J].电工电能新技术, 2014 (05) :76~80.
误差保护 篇7
随着当今电力网络的不断发展, 高电压大容量电力系统的逐步普及和电力自动化的发展及全国联网的推进, 新形势下的电能计量装置能否实时准确的反映切实数据, 成为电力经济核算、性能考量的依据[1]。电能表是最为普遍的贸易结算、计量手段, 其运行的精确程度关系着打表计费的公正合理和供需双方的经济效益。随着市场经济体制的不断深入和集约型经济增长的进一步要求, 电能测量技术与仪表装置成为保障电能计量工作高质高效的重要筹码。当今电力网络的密集复杂使得关口、网口电量增大, 高可靠性, 高性能的电能计量装置变得至关重要[2]。
1 谐波所引起的电能计量装置误差分析
1.1 谐波对电力系统的影响
谐波是非线性负载的典型, 其引发的电网谐振会造成电气设备运行不畅, 附加损耗增大, 设备温升失常, 绝缘弱化、老化, 输电功率下降等问题, 影响电能计量的准确性。实际上, 谐波对电力系统的危害还远不止这些, 输电功率损失造成电力总体成本升高, 附加损耗占用电器设备容量造成电力可变成本升高, 电器设备寿命降低造成电力固定成本升高, 对继电保护和自动装置的影响造成电力系统事故, 电能表计量误差影响电力企业收入。
1.2 谐波对电能计量的影响机理
谐波的有功功率不为零以及计量装置对其响应特性这两个方面对电能计量产生影响, 在实际应用中, 可以从谐波功率的评估以及电能计量装置频率特性的实验研究中进行分析。
1.2.1 谐波源负荷功率
谐波因其自身特性对其接入的电网产生影响, 由其产生的谐波电能对电网中其余的系统影响不大, 所以本文在后续论述中只围绕单个的谐波源展开, 所涉及的供电系统及等值图如图1、图2所示。图中P为电网供给谐波源的功率;P1为谐波源有功功率的实际损耗;P2为基波有功功率 (对应转化为谐波有功功率) 。
从图1、图2中可以看出, 谐波源从电网中汲取总基波有功功率为P=P1+P2。与此同时, P2转化为Ph注入电网, 这样谐波源负荷总功率较基波功率多出一个Ph, Ph引起的谐波功率在污染电网的同时有可能造成电能计量出现少计情况。
式中, Ih为谐波源注入电网的第h次谐波电流;Uh为谐波源在母线上产生的h次谐波电压;Rh为谐波源入网处电网侧的等值谐波电阻;φh为Uh与Ih的夹角 (90°<φh<180°) 。
1.2.2 非谐波源负荷功率
母线谐波电压的影响使非谐波负荷功率中减少一个Ph, 所以非谐波功率在污染电网的同时有可能造成电能计量出现多计情况。
从以上论述中可以看出, 谐波的存在引起电能计量的误差, 只有通过谐波治理, 抑制谐波电流, 消除谐波功率Ph, 才能从根本上消除电能计量误差。
1.3 谐波功率估算
谐波功率值的估算应以母线电压畸变合格, 即总畸变率合格、谐波电压含有率合格, 用户注入电网的谐波电流未采取措施治理为前提条件。在估算时, 谐波电压含有率达到国标上限值, 总畸变率允许适当超标。
1.3.1 谐波影响三相整流负荷有功功率估算
本文以电网中最主要的谐波源负荷——三相整流负荷为例进行讨论, 其谐波电流值分别如表1所示。
利用等效阻抗作为等效负载时的基波功率因数范围在0.25~0.5之间, 谐波电阻则h次谐波功率因数如式 (2) 所示:
式中, HRUh为公用结点h次谐波电压含有率的允许值;HRIh为谐波源h次谐波电流含有率。
1.3.2 谐波引起旋转电机负荷功率增加值估算
由于高次谐波较之基波产生的旋转磁场转速要大很多倍, 因此分析时可以将转子视作相对静止, 以漏抗为主进行讨论, 假定电动机的启动电流/额定电流=n, 则其基波漏抗X=U1/ (6I1) , 谐波功率为:
一般来说, 谐波有功小于基波有功的0.05%左右。
2 基于鲁棒锁相环的电能计量方法
2.1 鲁棒锁相环
在一种鲁棒锁相环基础上建立本电能计量系统, 其结构如图3所示。
PD—鉴相器LF—环路滤波器VCO—压控振荡器x—输入信号e—误差信号y—对应于x的基波信号A—对应于y的瞬时幅值ωn—参考频率ω—瞬时角频率准—瞬时相位
该鲁棒锁相环可通过瞬时角频率得到系统基本频率。当输入信号基本频率变化不大时, 该锁相环系统仍能收敛, 即该锁相环对于输入信号基本频率小范围变化显示其鲁棒性, 该特性适合于谐波环境下的基波提取。
2.2 基于鲁棒锁相环的谐波环境电能计量
在谐波环境下, 功率如式 (4) :
式 (5) 为谐波环境下的负荷总有功功率:
式 (6) 为谐波环境下的谐波有功功率:
由电压和电流的鲁棒锁相环得到电压、电流基波分量相位, 求差得到基波相位差φui, 从而得到式 (7) 所示的基波无功功率:
从以上推导中可以得出鲁棒锁相环法能够很好地实现谐波环境下电能计量, 测得基波有功功率、谐波有功功率、基波无功功率、电压和电流总谐波畸变率以及系统频率和周期等参数。
3 谐波引起的电能计量装置比例误差分析
3.1 电能计量信号采集模型
在信号采集之前, 首先需要建立电压通道调理电路和电流通道调理电路的模型。
电压通道调理电路由电阻Rmax和Rmin构成的分压电路和Rc、C构成的低通滤波器构成。分压电路主要完成电网侧的信号向A/D输入要求转换;低通滤波器主要用于消除高频干扰。
电流通道调理电路由TA等效电路、电阻取样电路、低通滤波器构成。TA分压电路主要完成电网侧的信号向A/D输入要求转换。
3.2 谐波电能比差的校正算法
直流偏置是由采样电路和A/D转换引起的偏置失调。该值随环境变化较大, 因此高精度计量目标实现必须消除其影响。电压和电流通道的直流偏置如图4所示。
通过在电压通道各采样点进行直流偏置消除以实现信号校正, 由此可得电压通道的直流偏置与比差校正模型为:
式中, uu′ (n) 为电压信号经过偏置与比差校正。
由此得到电压通道比差校正方法为:
同理, 电流通道的直流偏置与比差校正模型为:
式中, ui (n) 为电流通道A/D采集数据;i′ (n) 为电流信号经偏置与比差校正。
由此得出电流通道比差校正方法为:
4 结语
本文通过分析谐波对电能计量装置误差的影响, 从鲁棒锁相环系统和电能计量装置的比例误差校正方面分别论述了各自消除由谐波带来的电能力量误差的实现方法, 以期可以为此方面的应用研究提供参考。
摘要：通过分析谐波对电能计量装置误差的影响, 以及通过鲁棒锁相环系统和电能计量装置的比例误差校正方面, 分别论述了各自消除由谐波带来的电能计量误差的实现方法。
关键词：电能计量装置,误差,应对措施
参考文献
[1]李翠敏.试论电能计量装置的误差分析与改进策略[J].中国科技博览, 2010 (23)