電壓互感器二次回路壓降在線監(jiān)測的應(yīng)用

梁朝輝,李 瀾,劉麗娟

(陽泉供電分公司,山西陽泉 045000)

電壓互感器二次回路壓降在線監(jiān)測的應(yīng)用

梁朝輝,李 瀾,劉麗娟

(陽泉供電分公司,山西陽泉 045000)

針對國內(nèi)目前對電壓互感器二次回路壓降的檢測和管理現(xiàn)狀,提出了一個基于遠(yuǎn)程通訊控制技術(shù)的電壓互感器二次回路壓降遠(yuǎn)程在線監(jiān)測系統(tǒng),闡述了通過將傳統(tǒng)的壓降檢測方法與遠(yuǎn)程通訊控制技術(shù)的有效結(jié)合,實現(xiàn)二次回路壓降的遠(yuǎn)程在線檢測,同時結(jié)合實例進(jìn)一步說明其在實際應(yīng)用中的作用。

電壓互感器;二次回路壓降;遠(yuǎn)程通訊控制技術(shù);多路切換

0 引言

在電廠或變電站中,電壓互感器的安裝位置往往與電能表有較遠(yuǎn)的距離 (幾m到幾百m不等)。電壓互感器二次回路壓降指的是當(dāng)電壓互感器負(fù)荷電流流過二次連接導(dǎo)線時,二次連接導(dǎo)線上所產(chǎn)生的電壓降。電壓互感器二次回路壓降使得加在電能表電壓回路兩端的電壓無論是幅值還是相位均不等于電壓互感器二次端電壓[1]。為最大程度減小電壓互感器二次壓降對計量的影響和規(guī)范電壓互感器二次回路的設(shè)計、施工,電力部門對電壓互感器二次壓降制訂了嚴(yán)格的規(guī)程?！峨娔苡嬃垦b置技術(shù)管理規(guī)程》DL/T448—2000規(guī)定,電壓互感器二次回路壓降對于I類計量裝置,應(yīng)不大于額定二次電壓的0.2%;其他計量裝置,應(yīng)不大于額定二次電壓的0.5%[2]。

1 電壓互感器二次回路壓降檢測的現(xiàn)狀

在電能計量的綜合誤差的4個組成誤差中,人們關(guān)注的重點往往都是互感器的誤差和電能表的誤差,而忽視電壓互感器二次回路壓降所引起的計量誤差。其實,電壓互感器二次回路壓降所引起的計量誤差往往是最大的。由于二次回路壓降過大,造成少計發(fā)電量、供電量、用電量,以致?lián)p失電費;造成發(fā)供電量不平衡、線損出現(xiàn)負(fù)數(shù);造成省與省之間聯(lián)網(wǎng)線路送受電量無法正確結(jié)算,地區(qū)之間電量分配出現(xiàn)糾紛等事例屢見不鮮[3]。

電壓互感器二次回路壓降是由現(xiàn)場的接線、開關(guān)、電壓互感器負(fù)荷等因素引起的。由于它不能在實驗室進(jìn)行檢測,因此只能由專業(yè)的計量檢測人員攜帶專門的壓降檢測設(shè)備前往現(xiàn)場進(jìn)行在線測量才能確定出電壓互感器二次壓降的大小。目前,電力部門控制電壓互感器二次回路壓降主要是通過以下幾種方法。

a)對于新建、擴(kuò)建、改建電壓互感器二次回路時,嚴(yán)格按照 《電能計量裝置管理規(guī)程》DL/T448-2000中規(guī)定的對各級計量裝置二次回路壓降要求施工,保證電壓互感器二次回路壓降滿足設(shè)計、規(guī)定要求。在施工中,應(yīng)注意二次回路各個環(huán)節(jié)的導(dǎo)線截面正確選擇,回路中的開關(guān)、保險、接頭采取防氧化等保護(hù)措施,保證各連接部分連接可靠。

b)為了保證電壓互感器二次壓降穩(wěn)定在規(guī)程規(guī)定內(nèi),目前,電力部門都是主要由專業(yè)的計量檢測人員攜帶專門大的壓降檢測設(shè)備前往現(xiàn)場,周期檢定電壓互感器二次回路壓降。如:對于35 kV及以上電壓互感器二次回路壓降,每年檢驗1次,至少每2年檢驗1次;對于35 kV以下電壓互感器二次回路壓降應(yīng)每2年檢驗1次,至少4年檢驗1次[4]。

如上所述,目前,電壓互感器二次回路只是在新建、擴(kuò)建、改建時以施工、驗收控制和后期周期檢定的方式進(jìn)行運(yùn)行、維護(hù)管理。但是,這種管理方式并不能有效地、全面地、及時地監(jiān)測電壓互感器二次回路壓降情況:當(dāng)電壓互感器負(fù)荷發(fā)生變化時 (如電壓互感器二次所接的電能表數(shù)量的增減),難以及時得到電壓互感器二次回路壓降;周期檢定太長,在兩次周檢之間發(fā)生故障不能得到及時發(fā)現(xiàn)、處理;周期檢定給電力部門帶來大量的戶外工作量等等。

2 電壓互感器二次回路壓降遠(yuǎn)程在線監(jiān)測方案的提出

隨著用電量的持續(xù)大幅上升和電力現(xiàn)代化改造步伐的加快,電力計量回路的數(shù)量也在飛速增長;傳統(tǒng)的電壓互感器二次回路壓降的管理模式、檢定方式開始面臨科技進(jìn)步的挑戰(zhàn)和壓力;在耗費電力部門大量的人力、物力和財力的同時,其周期檢定方式也逐漸難以滿足檢定需求。隨著電子、計算機(jī)、控制和通信技術(shù)的進(jìn)步,如何實現(xiàn)計量裝置的遠(yuǎn)程實時在線監(jiān)測技術(shù),受到研究、技術(shù)人員的關(guān)注。

圖1 電壓互感器二次回路壓降遠(yuǎn)程在線監(jiān)測方案

電壓互感器二次回路壓降作為規(guī)程規(guī)定的一個必檢項目,實現(xiàn)其遠(yuǎn)程、在線、自動監(jiān)測尤為必要。為有效控制傳統(tǒng)周期檢定無法及時發(fā)現(xiàn)、處理電壓互感器二次回路故障、壓降超限的切點,提高壓降檢定管理的自動化水平和管理效率,采用傳統(tǒng)檢測方法與遠(yuǎn)程通訊、控制技術(shù)的有效結(jié)合,提出電壓互感器二次回路壓降遠(yuǎn)程在線監(jiān)測方案,如圖1所示。

2.1 系統(tǒng)的組成

如圖1電壓互感器二次回路壓降遠(yuǎn)程在線監(jiān)測方案所示,系統(tǒng)應(yīng)由以下幾個部分組成:前端信號輸入/切換模塊、壓降測試及通訊模塊、通訊網(wǎng)絡(luò)及遠(yuǎn)程管理中心。各個模塊的主要功能如下。

a)前端信號輸入/切換模塊:在一個站點內(nèi)應(yīng)該有多條電壓互感器二次回路,要全面地實現(xiàn)壓降的遠(yuǎn)程、在線監(jiān)測,就應(yīng)該將同一個站點內(nèi)的所有的電壓互感器二次回路壓降進(jìn)行監(jiān)測,這樣前端信號輸入/切換模塊應(yīng)至少具備多路壓降的輸入和切換功能。與常用的測差法類似,采用布線的方法分別對電壓互感器二次端電壓和電能表端電壓信號接入測試設(shè)備;就是說,分別從電壓互感器二次端和電能表電壓進(jìn)線端敷設(shè)電纜至監(jiān)測設(shè)備。通過敷設(shè)電纜的方式將需要的信號引入到監(jiān)測設(shè)備,再通過多路切換模塊進(jìn)行自動選擇切換。

b)壓降測試及通訊模塊:利用前端輸入/切換模塊引入的信號進(jìn)行壓降測試。其采用直接測差原理,但需要注意的是:監(jiān)測系統(tǒng)安裝時,應(yīng)對所有回路敷設(shè)的電纜進(jìn)行自校驗,確定線路補(bǔ)償量。另外,該模塊上還需要有負(fù)責(zé)與遠(yuǎn)程管理中心通訊的物理接口,如RS232、RJ45等等。

c)通訊網(wǎng)絡(luò):可利用現(xiàn)有的各種網(wǎng)絡(luò)資源,如公共電話網(wǎng)絡(luò) (PSTN)、Internet/LAN、GSM/CDMA無線網(wǎng)絡(luò)及SDH等專線網(wǎng)絡(luò)。

d)遠(yuǎn)程管理中心:作為遠(yuǎn)程監(jiān)測控制中心,其重要的功能有遠(yuǎn)程監(jiān)測控制、數(shù)據(jù)下載、分析和統(tǒng)計,作為WEB數(shù)據(jù)共享的數(shù)據(jù)服務(wù)器。

2.2 遠(yuǎn)程監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用實例

下面以電壓互感器二次回路壓降遠(yuǎn)程在線監(jiān)測設(shè)備在唐山某220 kV變電站的某關(guān)口點2218線路的監(jiān)測數(shù)據(jù)為例。

2008年06月18日對該站2218線路的3組電壓互感器的壓降監(jiān)測結(jié)果見表1。

表1 某220 kV變電站的某關(guān)口點2218線路改造前監(jiān)測數(shù)據(jù)

根據(jù) 《電能計量裝置技術(shù)管理規(guī)程》DL/T448—2000的規(guī)定,電壓互感器二次回路壓降對于I類計量裝置,應(yīng)不大于額定二次電壓的0.2%。表1數(shù)據(jù)中:

A相,0.179 V＞59.2×0.2%=0.118 4 V;

B相,0.156 V ＞58.4×0.2%=0.116 8 V;

C相,0.181 V ＞58.2×0.2%=0.116 4 V。

數(shù)據(jù)顯示:該2218線路的3組電壓互感器的二次回路壓降均超過規(guī)程規(guī)定要求。影響電壓互感器二次回路壓降主要因素有二次回路電纜截面、互感器二次負(fù)荷、回路連接部分的可靠性及防氧化措施等。如在相同條件下,導(dǎo)線截面越小,距離越遠(yuǎn),壓降就越大;負(fù)載越大,壓降就越大,反之則小。根據(jù)上述依據(jù),通過查閱該線路的建設(shè)、改造資料,同時監(jiān)測回路中各個連接部分是否可靠,確定引起該壓降超標(biāo)的原因就是電壓互感器二次負(fù)載過大。該回路在線路改造時,沒有將已停用的4塊機(jī)械電能表的電壓線拆除,是造成負(fù)載過大的主要原因。

將該電壓二次回路中的4塊機(jī)械電能表的電壓線拆除后,電壓互感器二次回路壓降遠(yuǎn)程在線監(jiān)測設(shè)備,于 2008年06月25日對該2218線路的3組電壓互感器的壓降監(jiān)測結(jié)果見表2。

表2 某220 kV變電站的某關(guān)口點2218線路改造后監(jiān)測數(shù)據(jù)

根據(jù)表1數(shù)據(jù),如:

A相,0.052 V＜59.9×0.2%=0.119 8 V;

B相,0.053 V＜58.8×0.2%=0.117 6 V;

C相,0.063 V＜58.2×0.2%=0.116 4 V。

顯然,該線路通過改造后,壓降已經(jīng)完全滿足規(guī)程要求。同時,通過電壓互感器二次回路壓降遠(yuǎn)程在線監(jiān)測設(shè)備的長期在線監(jiān)測,可有效控制、管理其電壓互感器二次回路良好運(yùn)行。

3 總結(jié)

電壓互感器二次回路壓降遠(yuǎn)程在線監(jiān)測系統(tǒng)的成功應(yīng)用對電壓二次回路壓降的在線監(jiān)測和故障監(jiān)測帶來顯著成效。同時,對傳統(tǒng)的壓降檢測和管理手段提出了新的挑戰(zhàn)和創(chuàng)新。但是,作為一個完善的系統(tǒng)其功能過于單一,從目前國內(nèi)外電能計量裝置的檢測技術(shù)水平看,該系統(tǒng)功能在原有基礎(chǔ)上還應(yīng)能擴(kuò)展,如:增加對電能表、電流互感器、二次負(fù)荷等的在線監(jiān)測。

[1] 彭時雄.交流電能 (電功率)測量綜合誤差的測試計算及改進(jìn)技術(shù) [M].中國電力出版社,2008:20-25.

[2] 河南省電力工業(yè)局.DL/T448—2000電能計量裝置技術(shù)管理規(guī)程 [S].北京:中國電力出版社,2008:8-9.

[3] 吳麗靜.二次壓降和二次負(fù)荷對電能計量準(zhǔn)確度的影響[J].電測與儀表2007,44(3):49-57.

[4] 沈陽變壓器研究所.GB 1207—1997電壓互感器 [S].北京:中國電力出版社,1997:6-15.

The Application of on-line Monitoring to
Secondary Loop Voltage Drop in Voltage Transformer

LIANG Chao-hui,LI Lan,LIU Li-juan
(Yangquan Power Supply Company,Yangquan,Shanxi 045000,China)

According to the status quo of the detection and management of secondary loop voltage drop in voltage transformer,this paper,based on remote communication control techniques,puts forwards a remote on-line monitoring system of secondary loop voltage drop in voltage transformer.By integrating traditional detecting method and remote communication control techniques,remote on-line monitoring system becomes possible and some cases in real further prove its decent functions.

voltage transformer;secondary loop voltage drop;remote communication control techniques;multi-channel switch

TM45

A

1671-0320(2010)04-0013-03

2010-01-15,

2010-05-24

梁朝輝 (1974-),男,山西陽泉人,2001年畢業(yè)于太原理工大學(xué)電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè),工程師,主要從事計量工作;

李 瀾 (1974-),男,山西陽泉人,1996年畢業(yè)于太原理工大學(xué)電氣自動化專業(yè),工程師,主要從事電力系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)信息工作;

劉麗娟 (1983-),女,山西朔州人,1996年畢業(yè)于太原理工大學(xué)陽泉分院,助理工程師,主要從事工業(yè)電氣自動化工作。