减少误差的方式（精选7篇）
减少误差的方式 篇1
0 引言
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)
[2]刘雪荣.浅谈压降误差对电能计量的影响及整改措施[J].时代经贸, 2010 (5)
减少误差的方式 篇2
减少污水厂出水悬浮物测定误差的方法
摘要：在<城镇污水处理厂污染物排放标准>中悬浮物是重要的指标之一,但在实际生产中污水厂排放最容易超标项目也是悬浮物,除了水质原因外,另外的客观因素就是测定悬浮物时容易引起测量误差,作者提出了污水厂出水如何取样来避免测量误差的方法.作 者：邹映红 Zou Yinghong 作者单位：南海发展股份有限公司,广东,佛山,528200期 刊：工业水处理 ISTICPKU Journal：INDUSTRIAL WATER TREATMENT年，卷(期)：,26(11)分类号：X832关键词：悬浮物 污水厂出水 污染控制
减少误差的方式 篇3
关键词：气相色谱,误差
气相色谱分析是一种快速准确的定量分析方法, 它不仅克服了常规化学分析方法的一些干扰因素, 加快了分析检测的速率, 也为定性、定量问题开辟了广阔的前景。但是, 要取得准确的定量结果, 还必须研究影响准确度的各种因素。只要涉及仪器分析就存在着一定的误差, 怎样才能把误差减少到最低限度以及正确评价定量误差?本文结合自己的实践经验, 对分析中常见误差的因素谈谈自己的意见。
1 载气
在气相色谱中, 各种气体的纯度会直接影响色谱仪的灵敏度、稳定性, 甚至色谱柱的寿命, 要求纯度要大于99.999%, 另外, 若使用钢瓶时要注意瓶内的压力, 在低于3～5个压力时, 应更换钢瓶, 因为瓶底的杂质较多使得色谱仪的背景值高, 载气中水的存在使部分固定相或硅烷化担体 (甚至包括某些样品) 发生水解, 破坏色谱柱, 产生噪声、拖尾峰或鬼峰现象, 有时直接影响出峰, 使正常的分析工作无法进行。对于毛细管柱则必须干燥, 不建议进水样, 即使采用厚液膜也不建议采用。载气中氧气含量过高时, 无论是极性或非极性固定液, 都会随时间增加而发生变化。氧气是所有毛细管色谱柱的天敌.在室温或近室温下, 长期暴露于氧气并不损坏色谱柱.但是, 当柱温升高时, 将会出现严重的损坏.气体中有机化合物或其它杂质的存在, 产生基线噪声和鬼峰。气体中夹带的粒状杂质可使气路控制系统失灵, 都将对分析结果造成一定的误差。
鉴于以上因素, 在气相色谱系统中, 气体均必须经过严格的净化。但安装时仍应注意一些技巧, 否则会达不到预期的效果。无论是串联式、并联式还是混合式, 净化器均应靠近仪器, 先安装干燥管, 再安装脱氧管。首次安装或更换气源时要先冲洗过滤器 (不连接色谱仪) .对于脱氧管, 应先通载气, 再把另一口打开.不同的载气有不同的影响, 应从三方面影响因素考虑:峰形扩张 (与载气的分子量及流速有关, 分子量大, 柱效高) 、柱压降 (与载气的黏度有关) 、检测器的灵敏度 (热导系数对热导池的影响) 。一般选择如下:载气采用低线速时, 宜用氮气为载气;高线速宜用氢气为载气;较大压力降时采用氢气为宜。
2 进样口
进样口的作用是准确、重现地把样品导入色谱系统, 气化的样品应该是真实的代表液体样品, 如无特殊需要, 气化过程样品组分不会发生化学变化, 因此凡能影响样品气化、稳定性的部件均应考虑每个元件的最佳性能.该部位主要有隔垫、密封垫、衬管。
2.1 隔垫
隔垫的作用是保证样品流路与外部隔开, 保持系统内压, 防止泄露, 避免外部空气渗入, 污染系统。一般由耐高温、气密性好的硅橡胶制成, 不同品种的隔垫, 其质量也有很大的差异, 表现为鬼峰的多少、耐穿刺性等, 为避免问题的出现, 需要气化室温度要控制在最高温度范围内, 为了防止漏气、分解、样品损失、柱流量或分流流量下降、出鬼峰、柱效下降等则需定期更换, 如果可行, 使用隔垫吹扫, 自动进样器, 选用针尖锋利的注射器。
2.2 密封垫
密封垫是用来密封色谱柱或衬管与色谱系统的连接。其应该提供无泄露的密封效果、适宜的内径、耐高温的变化。该元件若使用不当或使用旧的密封垫, 会导致色谱峰不一致, 结果不可靠, 使用不合适的密封垫会使空气和其他污染物渗入色谱系统, 严重影响柱效和检测器性能。为保持仪器最佳性能, 每更换一次色谱柱或对色谱柱维护处理时, 都要更换密封垫。另外, 用前要先将密封垫烘干, 保持洁净, 避免各种污染, 如手、油重新使用密封垫, 要注意密封垫有无破损, 更换密封垫仍有可能出现一些问题。密封垫的使用频率一般以进样次数作比较, 当密封垫使用15至20次以上时, 应注意及时更换。如果使用国产仪器配套使用的填充柱, 应同时擦净内衬管, 否则易造成漏气使基线呈台阶、峰型、出现异常等, 影响分析结果的可靠性。
2.3 衬管
衬管是进样体系的中心元件, 样品在此挥发成气体。对于不同的应用选择合适的衬管是一件困难和复杂的工作, 也是一件很关键的步骤, 选择不当, 则可能会出现以下现象:峰形变坏、溶质歧视、分析重现性差、样品分解、出鬼峰, 因此对于每种应用须考虑衬管的三个特性:
2.3.1 衬管容积:
衬管的体积和样品的蒸发时的体积是正确选择衬管的极其重要的因素。如果衬管太小会有样品反闪和损失影响检测的准确性、重复性和灵敏性;
2.3.2 衬管的处理或去活问题:
衬管内壁存在着活性基团, 对样品组分产生吸附作用, 并在谱图上出现拖尾峰, 检测灵敏度和重现性下降。经去活的衬管可以防止吸附样品并可最大程度降低不稳定化合物的降解。未经去活的衬管不适用于极性或易降解的样品。在实际应用过程中去活的衬管也可能再现活性, 虽然可以用冲洗的方法进行清洁处理出去微粒或用溶剂冲洗挥发性组分, 但找一个洁净的处理方法也是很难、很复杂的一项工作, 而且有些溶剂还可除掉活化层, 所用工具也可能在衬管表面上划痕, 有会导致产生不必要的活化点;
2.3.3 衬管的类型:
根据不同的应用选择不同类型的衬管, 减少样品返冲.填充玻璃棉 (去活) , 在衬管的中间位置:可以提供更多的表面积, 使样品完全挥发, 减少热量不均匀现象、捕集隔垫碎片和不挥发组分, 以防这些物质进入色谱柱、擦去注射针头的样品, 防止样品残留在隔垫, 增加分析重现性在衬管底部位置:主要目的是用于捕集非挥发性组分, 玻璃套杯, 主要是帮助样品蒸发和混合, 若再加玻璃棉和惰性填料, 可改善分析重现性, 减少样品歧视.但玻璃棉的衬管不适合用于分析酚类、有机酸、农药、胺类、活性极性化合物、热不稳定化合物.用于分流/不分流的衬管对于组分复杂的样品有很好的益处。
以上三个特点均能影响载气流通过进样口或样品的气化, 在实际应用中应考虑这些因素的影响。
3. 取样的代表性
现在大多数产品由于组分物化特性的影响, 致使许多微量成分将分布于不同层次或界面, 因此应从取样到色谱室分析的全过程应考虑取混匀后的样品, 如果不注意取样的方式方法, 将会给定量工作造成误差。
4. 进样针的清洁
针尖存液进样会产生最大的分流歧视现象, 对毛细管柱和填充柱进样来说, 在进样的过程中沉积在壁上的物质在高温汽化下瞬间发生转移, 从而造成定量分析结果的某些偏差, 所以在分析样品时应严格注意进样针的清洁。将进样针浸入溶剂方可达到有效的清洁, 也可定期进行清洗。
5. 进样量的影响
分析的重复性取决于所用进样器的质量、进样量的大小、刻度读数的准确度以及插针的快慢、位置、深度和操作人员的熟练程度等等。如果进样量过大, 样品汽化产生的蒸汽体积将超过汽化室的体积, 这将导致蒸汽到达汽化室的顶部, 并在进样隔垫上冷凝, 倒流至载气气路中并在冷的表面上冷凝, 这种倒流会使样品损失, 在随后的进样过程中产生鬼峰, 使重复性变差。因此应选择合适的进样量、汽化温度、进样技术 (推荐使用快速自动进样) 、溶剂、色谱柱安装位置和分流比等条件。
6. 进样技术的影响
进样方法也是分析误差的一个重要来源, 定量分析的精密度与准确度依赖于进样的重复性和操作技术。对于不分流进样, 色谱柱在汽化室中的位置以及进样时注射器针尖的位置 (与其他的进样技术一样) 是影响定量分析的重要因素。分流进样对于样品中不同组分的汽化也有着一定的影响, 柱温在样品的再冷凝过程中也会影响样品的分流比, 在低柱温下进样减少了样品蒸汽的体积, 产生了一个压力比较低的区域, 从而吸收了更多的样品蒸汽, 因此降低柱温相当于减少了分流比 (也就是说增加了样品的峰面积) , 当柱温接近溶剂的沸点的时候这种影响是很显著的, 因此每一次运行时柱初始温度的重现性是很重要的。总之, 进样条件和进样针插入的速度、位置、深度、操作人员的熟练程度以及刻度读数的准确度是一个关键变量, 任何一种进样方法都不能适应所有类型的样品分析, 差的进样技术会影响到分析结果的精密度和准确性, 这需要色谱工作者在实际工作中加以选择优化。
7. 待测峰高的影响因素
实验参数对于峰高的影响同样可以相反的影响峰宽度。在其他试验条件不改变的情况下, 柱温每改变1℃, 保留时间和峰宽的变化会超过3%。同样的载气流速也会影响保留时间, 从而影响峰高。检测器温度的改变也会影响那些相应的峰高。进样的重复性也会影响峰高的重复性, 这对早流出的尖锐峰的影响更大。进样时间增加一秒钟可以使峰宽增加一倍, 而峰高降低50%。
8. 保留时间的因素
保留时间的变化影响分析结果的准确度, 引起保留时间不确定度的因素是柱温箱温度重复性。这可能是因为柱箱起始温度设定值过于接近室温。即使柱温的显示值达到了设定值, 由于实际温度梯度的存在, 也会影响被分析物的保留时间。在程序升温结束的时候平衡时间不足也会引起这个问题。进样技术的问题也会影响保留时间的变化, 通常这个问题更多的出现在手工进样中。在长时间的使用中, 色谱柱固定相的逐渐流失也会使保留时间逐渐提前。
9. 样品导入的影响因素
当注射器针尖插入汽化室后, 在压下注射器柱塞杆之前, 会引起高沸点组分的损失。当压下柱塞杆后, 产生的气溶胶会影响分流比, 当从汽化室内抽出注射器时, 由于样品在针尖上的分馏作用, 高沸点的组分会留在针尖上。在特殊情况下, 低的分流比会引起样品与载气混合的问题, 从而影响分流的线性, 想要是进样量准确是很困难的, 因为溶剂在注射器内就开始汽化, 这将导致实际导入的样品要比在注射器上读出的要多, 可以用快速进样的方法使这种影响减到最小, 同时汽化室上部的温度, 尤其是进样隔垫处的温度也是很重要的。在一些仪器系统的汽化室中, 只有接近中央的很小一部分区域能够达到设定值。进样隔垫附近的温度可能会低得多, 使得一些高沸点的组分重新冷凝在上面导致导入的样品量不准。
1 0. 分流进样系统的影响因素
分流进样中高沸点的组分分流歧视发生在样品中的不同组分之间, 按照它们沸点和质量的顺序, 依次由进样器进入色谱柱, 样品中组分含碳数相差超过十个的时候会有这种影响, 典型的质量进样歧视发生在早一些洗脱出的峰和晚一些洗脱出的峰上, 使得峰高低于预期的峰高, 这是因为样品进入进样口的非线性洗脱是基于受热的进样针头上的分流现象, 或者是样品气化后形成的雾滴没有完全进入色谱柱, 而从分流口逸失。
1 1. 标样的定期校正
为确保检测数据的可靠性, 应定期进行仪器间的相互校正及标样的校验等, 从而进一步了解整个色谱系统的运行情况。
总之, 为最大限度地降低色谱分析误差, 提高色谱分析数据的准确性, 除保证气相色谱仪的稳定性和合理选用色谱柱之外, 还要根据分析需要选择合适的分析方法, 并严格操作, 控制各种人为因素及外界因素的影响。
参考文献
[1]吴方迪, 张庆合.色谱仪器维护与故障排除 (第二版) .化学工业出版社, 2008
[2]刘虎威.气相色谱方法及应用.化学工业出版社, 2000
[3]许国旺.现代实用气相色谱法.化学工业出版社, 2004
减少误差的方式 篇4
本厂的能耗除自身炼油消耗外, 还有一部分能源外供, 计量准确与否, 直接影响本厂的能耗指标和本厂的经济效益。今年自从投用采暖以来, 由于1.0Mpa蒸汽始终在0.4~0.53Mpa左右, 温度、压力补偿无法进行实时补偿。原因是温度、压力补偿是在一定的压力、温度范围内才比较理想, 以0.8Mpa蒸汽、温度270℃、P密度:3.206kg/m3为例, 压力范围波动在±0.15Mpa即0.65Mpa~0.95Mpa, 温度、压力补偿计量精度才有保证。如果压力过低, 投入温度、压力补偿, 计量精度将受影响, 对本厂能源计量将受到损失。如果不进行温度、压力补偿, 计量仪表指示将偏高, 物业公司将受到损失。如果能保证蒸汽压力在0.7~0.9Mpa、温度270℃, 投用温度、压力补偿, 能保证计量仪表的精度。如果达不到这一指标, 不投温度、压力补偿系统, 本厂外供能源将受到很大的损失。
2 合理选择补偿方法, 减少计量纠纷
本厂使用旋涡流量计进行流量测量愈来愈得到重视, 这是由它的性价比高、测量精度准确、量程比宽及维护简单等特点决定的。但是, 涡街流量计和其他类型的流量计一样, 都有一个明显的缺点, 那就是在蒸汽或气体流量测量中, 如果工艺状况变化太大, 导致其密度值不恒定, 偏离计量仪表设计值过多, 将会给计量仪表带来很大的误差。
分析:第一, 按实际情况:温度:263℃, 压力:0.72MPa, 密度为:3.006kg/m3, 设置仪表参数, 真实流量应为32.63t/h与实际指示相差1.97t/h (34.6-32.63=1.97) 。第二, 从上表看密度的高低对流量的影响较大。
3 密度补偿对计量的影响
为什么要对测量气体或蒸汽进行密度补偿。众所周知, 涡街流量计所直接测得的都是工况下的体积流量, 我们对气体、蒸汽等一般都是以质量流量来结算, 这就涉及密度问题, 也就是说, 我们执行了下面的数学模型:
其中, W:质量流量, Q:工况下的体积流量, ρ:工况下的密度, 在过热蒸汽流量测量中, 在设计的状况下蒸汽压力为10kgf/cm2, 温度为300℃, 查密度表ρ=3.800kg/m3。而实际工况下本厂的压力温度在270℃的范围内波动, 此时蒸汽压力为0.8kgf/cm2, 工况下密度3.206kg/m3, 最低可达3.006kg/m3, 此时流量的指示值与设计值相比, 其误差:
此时误差大小显而易见, 说明密度如果搞不准, 将会给最终的质量流量指示, 带来较大的偏差。由于实际工艺状况的波动性, 我们就必需加温压补偿以进行随时的密度修正。
涡街流量计有的密度修正办法:
A.过热蒸汽:温度、压力查密度表。
B.饱和蒸汽:温度查密度表。
C.一般气体。
前两种是针对测量蒸汽用的, 它是将蒸汽密度直接输入计量仪表程序, 只要测得介质的温度、压力, 就可进行密度查询, 并结合测得的体积流量在记录仪表进行自动计算, 从而指示出质量流量。第三种型主要是针对一般气体的, 从公式中可以看出, 它是在测得介质的温度、压力后, 根据事先输入的标况下的密度值, 换算成工况下的密度值, 然后结合测得的体积流量进行自动计算, 从而指示出质量流量的。
目前, 蒸汽测量仪表的缺点是在蒸汽或气体流量测量中, 如果工艺状况变化太大, 导致其密度值不恒定, 偏离设计值过多, 将带来很大的误差。而我们在实际的能源计量工作中, 这种情况遇到很多, 由于各方面的原因, 有些管道内的蒸汽或气体不可能同设计值一样, 恒定在一个温度值和压力值不变, 总是有很大的波动。因此, 我们不得不在流量计前后加装压力和温度, 再将信号送入二次显示仪表进行温压补偿以修正密度, 来减小测量误差。
4 结语
通过对全厂产出、消耗蒸汽的流量系统增加了温度、压力补偿后, 使炼油厂的蒸汽产、消基本平衡, 减少了计量仪表存在误差。避免过补偿和欠补偿现象, 减少计量纠纷。随着炼油厂对计量设备投入的加大, 各种计量管理数据准确。精细管理迈向新的高度。如果全厂能源利用率提高1%, 其经济效益将是非常可观的。在节能工作中, 计量仪表是基础, 流量计将起到极为重要的作用。
摘要：为了提高计量仪表精度, 合理对旋涡流量计进行计量补偿结算, 减少计量纠纷, 本文对蒸汽补偿中出现的问题进行探讨。
减少误差的方式 篇5
对于现代意义上的电力企业而言, 在企业日常经营管理活动的实施与开展过程当中, 电能计量管理无疑是最关键性的环节之一, 该环节的工作质量不单单关系着电力企业经济效益的实现水平。若无法保障电能计量的准确性, 则可能会导致电力客户与供电企业之间出现矛盾进一步激化的问题, 受到不公正、不精确电能计量数据的影响, 导致电力客户的利益受损, 最终也会反过来影响供电企业经济发展水平的实现。结合相关的实践工作经验来看, 造成电能计量装置产生综合误差的因素主要包括以下几个方面: (1) 电能表因素; (2) 电流互感器因素; (3) 电压互感器因素。为此, 通过对技术措施以及管理措施的进一步强化, 最大限度的减少电能计量装置误差。
1电能计量装置综合误差的产生原因分析
(1) 电能表的配置与使用不够合理:结合现阶段在电能计量过程中的相关要求与规范来看, 电能计量装置的管理需要严格依据电能计量装置所对应的计量电量规模大小、以及所计量对象的重要性水平, 加以区别性的管理。 (2) 电流互感器的配置与使用不够合理:相关实践操作经验表明, 在整个电流互感器装置的使用过程当中, 二次侧严禁处于开路运行状态当中。 (3) 电压互感器的配置与使用不够合理:若在整个电能计量装置的使用过程当中, 出现电压互感器二次侧短路的运行问题, 则将导致负载阻抗水平瞬时性归零, 由此所产生的短路电流、短路电势将导致互感器的计量误差更加严重。
2减少电能计量装置综合误差的技术措施分析
2.1针对35k V电压等级以上电能计量装置而言, 其中所涉及到的电压互感器装置对应二次回路应当取缔常规隔离开关辅助接点, 同时在二次回路当中增设熔断器装置。对于PT二次回路而言, 若在双母线供电状态下, 电能表电压需要电压在电压切换继电器装置完成接点切换动作的一类情况下, 需要通过采取多接点并联连接的方式, 避免接点直接, 甚至过多的与电阻相接触。还需要特别注意的一点是:为了避免在电能计量装置的使用过程当中, 出现计量数值瞬时性误差较大等方面的问题, 需要特别注意对二次回路保险管质量的控制, 确保保险管自身质量可靠, 保障保险管具有良好的接触性能, 从而达到控制计量误差的目的。
2.2通过对接线方式的合理选取与改良, 同样可以在减少电能计量装置综合误差方面收到意想不到的效果。合理的接线方式, 能够避免与电能计量装置相关的电能表、电压互感器、以及电流互感器装置出现运行方面的失效问题, 从而达到提高电能计量精准性的目的。首先, 对于与电能表相连接, 并流经电能表的电压而言, 要求控制其处于正向相序状态;其次, 确保电压安装相位与电流安装相位的一致性;再次, 确保电能表所对应电流极性与电流互感器所对应极性的一致性;再次, 对电能表相对应的电压引下线进行单独性的接入处理, 在接线上将电压引下线与电流线独立开来。
3减少电能计量装置综合误差的管理措施分析
3.1需要在电能计量装置正式投入运行之前, 展开有关综合误差的计量以及分析工作, 包括电流互感器以及电压互感器在内所形成的合成误差, 以及由电压互感器装置二次回路所引发的压降误差进行数据统计, 通过一定的计算, 形成相应数据示意表。进而, 在运行维护工作人员对电能计量装置进行定期检验工作的过程当中, 可以以该数据表当中所提供的相关信息与规律, 指导对电能表运行参数的相关调整以及优化工作。配合对电能计量装置电能表、电压互感器、以及电流互感器装置自身的周期性检验, 以确保电能计量下的综合误差能够得到最为有效与可靠的控制。
3.2结合现阶段所推行《电能计量装置技术管理规程》中所提出的相关要求与规范来看, 从电能表选型的角度上来说, 为了能够使有关负荷计量的数据在精确性以及可靠性方面得到保障, 就要求所选取的电能表过载水平高于设计水准的4倍及以上。同时, 针对经过电流互感器或电压互感器方式, 接入电能计量系统当中的电能表而言, 要求对其电流数值进行合理的控制。具体的控制标准应当为:接入电能表电流标定数值≤30%*电流互感器额定二次电流。同时, 接入电能表额定电流max数值≤120%*电流互感器额定二次电流。同时, 在有关电能表的选型工作当中, 还需要特别注意的问题是:由于在整个电能计量装置的运行过程当中, 可能出现三相负载不平衡方面的问题。为了避免因该电流对功率造成的消耗, 以及综合误差的加大, 就需要优先选取三相四线电能表进行电能计量作业。
3.3结合应用环境, 对电能计量装置中, 有关电能表以及电压互感器、以及电流互感器的准确度等级进行严格的管理。一旦在实际运行过程中, 出现准确度等级不满足要求的情况, 则需要加以及时处理。针对Ⅰ~Ⅱ类别装置而言, 有功电能表准确度等级应当确定为0.2s或0.5, 无功电能表准确度等级应当为2, 电压互感器装置准确度等级应当为2, 电流互感器装置准确度等级则应当在0.2或以上;针对Ⅲ类别装置而言, 有功电能表准确度等级应当确定为1, 无功电能表准确度等级应当为2, 电压互感器装置准确度等级应当为0.5, 电流互感器装置准确度等级则应当为0.5s;针对Ⅳ类别装置而言, 有功电能表准确度等级应当确定为2, 无功电能表准确度等级应当为3, 电压互感器装置准确度等级应当为0.5, 电流互感器装置准确度等级则应当为0.5s;针对Ⅴ类别装置而言, 有功电能表准确度等级应当确定为2, 无功电能表以及电压互感器装置准确度等级不做考量, 电流互感器装置准确度等级则应当为0.5s。
4结束语
在电力基础设施建设不断发展, 电力事业取得突飞猛进进步的背景作用之下, 社会大众对于电能商品的需求呈现出了显著的扩大趋势。无论是对于供电方, 还是对于用电方而言, 均特别关注电能计量方面的问题。可以说, 电能计量作为反应在一定时间范围之内, 用电方所使用电量, 供电方所提供电量的最主要手段, 与两者之间的经济利益密切相关。本文围绕了减少电能计量装置综合误差中的相关技术性、管理性措施展开了详细分析与探讨, 望引起同行人员的特别关注, 并将其应用于后续的实践工作当中。
参考文献
[1]李正强, 郑荐中, 方杰等.标准电能表电能误差数据合理性判定初探[J].中国计量, 2011 (2) :71-73.
[2]郭琳云, 尹项根, 张乐平等.基于高压电能表的计量装置在线校验技术[J].电力自动化设备, 2009, 29 (12) :79-82.
[3]彭杏芳.低压三相电能计量装置的误差分析及改善措施[J].中国高新技术企业, 2012 (16) :115-117.
减少误差的方式 篇6
1 钻孔的选择
想要使单孔抽水试验的成果更接近于整个勘查区的水文地质条件, 选择抽水试验的钻孔是关键。选择作抽水试验的钻孔孔深不能太深, 如果太深了, 抽水的设备就难以达到要求, 影响试验数据;然后是钻孔所在位置, 抽水试验钻孔尽量不要布置在山上和太靠近河流、水库、断层的位置, 这些地段进行抽水试验, 所得数据并不具备代表性, 应尽量选择在接近整个勘查区最低侵蚀基准面且地势相对较缓的位置, 这样抽水试验使钻孔水位降低时, 影响半径可以覆盖更广的面积, 地下水流态特征更接近煤矿床排水时的地下水特征。
2 尽量选择完整井进行抽水试验
煤炭水文地质勘查抽水试验对含煤地层进行抽水时, 应尽量选择完整井。由于煤炭地质勘探抽水试验主要目的是为了了解含煤地层的水文地质参数, 为预测矿井涌水量和矿坑疏干排水方案提供依据。因此, 选择一完整含煤地层进行抽水试验得出的结果是最能代表勘查区含煤地层的水文地质参数的。而非完整井由于井内的含煤地层不全, 所取得的参数只能代表局部含煤地层的水文地质特征。因此, 在条件允许的情况下, 应尽量采用完整井进行抽水试验。
3 抽水试验钻孔的孔径应满足要求
钻孔孔径越大, 抽水试验所得数据越具代表性。但在实际生产中, 由于受各种因素影响, 抽水试验钻孔的孔径一般不会太大, 这对抽水试验所取得的参数会有一定的影响。抽水试验规程里规定, 抽水试验钻孔最低孔径不能低于110mm, 但在施工条件相对复杂的地区, 单孔抽水钻孔最低孔径可以放低到91mm, 低于这个孔径的抽水试验成果, 本人建议只能是作为参考使用。
4 抽水试验钻孔止水必须满足要求
抽水试验钻孔在对含煤地层进行抽水试验时, 必须对上覆和下伏地层进行有效止水。由于钻孔揭穿的地层往往不止含煤地层, 还包括上覆和下伏的岩层, 这些岩层的水文地质条件和含煤地层的水文地质条件差别较大, 有些属强含水层, 有些则属弱含水层, 性质不一。因此, 作抽水试验必须将此类含水层在抽水孔内将其隔开, 尤其是强含水层, 如果止水效果差, 强含水层中的地下水则会通过钻孔孔壁缝隙通道进入含煤地层, 作抽水试验时, 所抽水的流量就比正常的含煤地层的地下水涌水量大, 影响数据结果的准确性。
5 抽水试验时含煤地层须有滤管隔离
由于含煤地层岩性组合较多, 有岩体相对完整的细砂岩、泥质灰岩等, 也有岩体完整性差的泥岩、粉砂质泥岩、煤层等, 抽水过程中当地下水被抽水设备抽出后, 受风化作用及地下水重力失衡影响, 容易造成孔壁岩体及煤层垮塌、崩解或膨胀, 阻碍抽水时地下水径流通道, 对抽水试验结果产生影响。
6 选择适合的抽水试验设备
抽水试验设备有很多种, 例如提桶、汲入式水泵、拉杆式水泵、往复式水泵、射流式水泵、深井泵、空气压缩机等。这些设备都具有各自的优缺点, 但在煤炭水文地质勘查抽水试验中, 采用得最多且所得数据误差相对较小的就是深井泵, 深井泵可在深水位地区作大降深、长时间的抽水, 出水均匀, 资料可靠, 且节省人力。因此, 本人建议煤炭水文地质勘查抽水试验宜采用深井泵进行抽水。
7 通过试抽确定降深的合理性
正式抽水试验前, 需作一次试抽水, 时间不能少于8小时, 以便了解设备能力及孔内单位涌水量的情况, 并确定抽水试验的降深。确定合理的降深, 除了使试验不超过设备的抽水能力, 还能使后期抽水过程中绘制的Q=f (S) 、q=f (S) 曲线更趋合理, 减少错误。
8 严格按照抽水试验规程进行水位和流量观测
抽水试验过程中, 必须严格按照抽水试验规程对水位和流量进行观测, 以保证数据的准确。抽水前及抽水过程中, 应经常校正水位测绳的深度记号, 若发现误差应及时修正。在抽水过程中遇有大雨, 并对水位、流量观测产生影响时, 应暂停抽水, 恢复抽水过程也须按抽水试验规程要求进行。
9 通过现场资料整理发现错误
在抽水过程中, 必须随时绘制Q=f (S) 、q=f (S) 曲线, 以便及时发现和纠正抽水发生的错误。见下图, 图中曲线:Ⅰ—承压水;Ⅱ—潜水或承压水受管壁 (包括过滤器) 阻力和三维流、紊流的影响;Ⅲ—水源不足或过水断面在抽水过程中受到阻塞;Ⅳ—当吸水笼头放置在过滤器进水部位以上时, 表明抽水试验有错误, 应重作试验;Ⅴ—表明某一降深以下S增大, 而Q不变, 多属降深过大所造成。
1 0 室内资料整理时选用合理的公式
(1) 由于抽水时过滤管壁的摩阻和水力坡度的增加, 产生井孔内三维流和紊流, 出现Q—S关系曲线上的Ⅱ、Ⅳ型时, 需对降深S值加以修正后, 再作参数计算。否则, 计算出的渗透系数K偏小。
修正值S'=S±βQ2
式中:Si-第i次抽水时孔内水位下降值 (m)
Si+1-第i+1次抽水时孔内水位下降值 (m)
Qi—第i次抽水时的流量 (L/s)
Q i+1—第i+1次抽水时的流量 (L/s)
当曲线为Ⅱ型时, 公式中的修正值为-βQ2;当曲线为Ⅳ型时, 修正值为+βQ2。
(2) 地下水流的状态。首先要区别潜水和承压水, 其次要判定是层流还是紊流运动。计算时应注意:当承压水头高出含水层顶板小于2m, 或上覆隔水层是弱透水层, 而抽水降深很大时, 一般都按潜水或有压转无压公式计算。
(3) 抽水试验稳定的情况。如试验结束前动水位还有明显下降, 最好按非稳定公式计算, 否则得出偏低的结果。即使试验结束前已经稳定, 最好也按稳定公式和非稳定公式同时计算, 以资校核。
1 1 结束语
煤炭水文地质勘查抽水试验中, 钻孔的选择、抽水试验的各个环节、资料的整理等都将影响抽水试验所得出的最终结果。因此, 作为水文地质工作者, 必须以严谨认真的态度对待每次抽水试验, 使抽水试验最终得出的结果趋于原始性, 为评价勘查区水文地质条件提供最直接的依据。
参考文献
[1]水文地质手册[M].地质出版社.
减少误差的方式 篇7
1 夹具产生误差的原因
近几年在水泥生产企业进行化验室的仪器设备校准过程中, 发现夹具对力值的影响还是比较大的, 有时同一试块用不同的夹具进行抗压试验, 相对误差会超过10%。对于水泥抗压夹具产生的误差, 主要有两个方面。
1.1 接触面大小
接触面大小是靠上下压板的尺寸来控制的。JC/T683-2005标准规定上下压板宽度尺寸为40.0mm±0.1mm, 而很多水泥生产企业所购买的夹具就存在尺寸偏差。尺寸控制在设备生产过程中是最基本的控制项目, 但是由于现在水泥化验设备生产厂家水平参差不齐, 生产过程控制存在很多不规范的地方, 出厂控制检验也没有及时发现, 导致一到用户手上就已经是一个不合格品。选用一个尺寸超标夹具 (40.4mm×40.3mm) 与校准夹具 (40.0mm×40.0mm) 进行了对比试验, 本次比对试验采用同一台压力机进行破型, 具体数据见表1。
JC/T724-2005《水泥自动压力试验机》规定压力机示值相对误差控制在±1%范围内。所以从表1可以看出, 上下压板尺寸偏差对压力值的最终结果影响还是很大的。
1.2 接触面的受力情况
水泥试块在受力过程中, 应该是平面受力, 而不应该是曲面受力。在JC/T683-2005标准中规定了上下压板的平面度应小于0.01mm。出厂时很多夹具也达到了这一要求, 但是在实际使用过程中, 由于磨损却很快变成了曲面受力。选用同一品牌的2个校准合格夹具进行比对试验, 其中一个作为校准夹具平时不使用, 另外一个作为比对夹具平时使用。具体结果见表2。
由表2可见此品牌的抗压夹具随着使用时间的增多产生工作面磨损, 相对误差逐渐变大, 对力值结果的影响也随之变大。
由于JC/T683-2005标准的修订, 单臂式的40mm×62.5mm夹具换成现在双臂式的40mm×40mm夹具, 虽然增加了夹具的整体强度, 但是水泥试块进出夹具的出入口就只有前后两个方向。在一进一出的过程中, 必然导致试块与夹具压板的摩擦 (特别是下压板) , 久而久之就使得压板发生磨损, 而这磨损部位, 恰恰就是夹具的工作面。磨损示意图见图1。
究其原因有二个方面, 一方面是某些夹具生产企业为了控制成本, 降低上下压板材质的硬度, 导致夹具耐磨性差、磨损严重;另一方面就是JC/T683-2005标准在编制时未全面考虑试块进出对夹具工作面的影响。
2 探讨降低抗压夹具误差的方法
在GB175-1999《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》标准实施前使用的是单臂式40mm×62.5mm夹具, 由于采用单臂式的设计, 其侧面就留有水泥试块进出夹具的通道, 而且此位置的磨损几乎不会对下压板的平面度造成影响。具体示意图见图2。
采用单臂式的设计是否会改变夹具整体结构, 继而对试验结果产生影响呢?使用同一个夹具, 在其做完一半破型试验后将其的左边的支撑臂用工具截去 (见图3) , 然后做剩下另一半破型试验。具体结果见表3。
从表3可以看出, 将夹具的一边支撑臂截去几乎对强度没有什么影响。但考虑到长期使用产生的形变, 可以适当增加另外一边支撑臂的尺寸, 以维持一个较稳定的结构。
3 结论
降低抗压夹具的误差要从设备入手。一方面建议设备生产厂家必须严格把关, 严格控制夹具的尺寸、平面度、硬度等技术指标, 只有保证了这些技术指标才能保证夹具的稳定使用;另一方面建议标准制订部门可以在夹具设计上改变思路。将夹具由双臂式改成单臂式, 可以减少试验过程中由于磨损产生的误差, 降低试验成本。
摘要：本文分析了40mm×40mm水泥抗压夹具误差产生原因, 结合日常校准工作实际积累的数据, 探讨减少40mm×40mm水泥抗压夹具误差的方法, 提出加强夹具生产过程控制和改进夹具设计方案的解决途径。
关键词：40mm&,#215,40mm水泥抗压夹具,接触面大小,接触面受力情况,双臂式夹具,单臂式夹具
参考文献
[1]JC/T683-2005, 40mm×40mm水泥抗压夹具