減少二次負(fù)荷對電壓互感器二次壓降的影響

蔣紫娟

摘 要：本文深入分析了電壓互感器二次回路壓降產(chǎn)生的原因，并根據(jù)實(shí)際測試數(shù)據(jù)，著重對比論證了變電站內(nèi)二次負(fù)荷的大小對電壓互感器二次回路壓降的影響，提出了改造方法和建議。

關(guān)鍵詞：電壓互感器二次壓降二次負(fù)荷影響分析

中圖分類號：TM451 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791(2012)06(b)-0132-02

電力系統(tǒng)電能計(jì)量綜合誤差由電壓互感器（TV）誤差、電流互感器（TA）誤差、電能表誤差以及電壓互感器二次回路壓降引起的誤差等四部分組成。其中電壓互感器二次回路壓降所引起的誤差往往是最大的，是電能計(jì)量綜合誤差的主要來源。壓降過大，勢必造成少計(jì)電量。因此，《電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程》規(guī)定：Ⅰ、Ⅱ類用于貿(mào)易結(jié)算的電能計(jì)量裝置中TV二次回路電壓降應(yīng)不大于其額定二次電壓的0.2%；其他電能計(jì)量裝置中TV二次回路電壓降應(yīng)不大于其額定二次電壓的0.5%。否則應(yīng)采取改進(jìn)措施。

1電壓互感器二次回路壓降的定義

電壓互感器二次側(cè)出線端鈕到電能表表頭端鈕之間的電壓幅值和相位角的損失，稱為電壓互感器二次回路電壓降，簡稱TV二次壓降。

2TV二次回路壓降產(chǎn)生的原因

在電廠及變電站計(jì)量回路中，室外的電壓互感器與裝設(shè)于控制室電度表盤上的電能表距離較遠(yuǎn)，一般在200m～400m左右，整個(gè)二次回路中有接線端子排、開關(guān)、熔斷器及導(dǎo)線，必然存在接觸電阻、導(dǎo)線電阻及分布參數(shù)，從而就存在著一定的回路阻抗，造成電壓互感器與電能表間的二次回路上有電壓降△u,導(dǎo)致電壓互感器二次端電壓與電能表端電壓的大小和相角都不相同，即比差和角差。

三相三線計(jì)量方式將校驗(yàn)儀測得的比差fab、fcb及角差δab、δcb之值代入下式，即可求得TV二次回路壓降△Uab、△Ucb的值。

電壓降引入的電能計(jì)量誤差εr的計(jì)算：

式中：φ為線路平均功率因數(shù)角。

三相四線計(jì)量方式將校驗(yàn)儀測得的比差fa、fb、fc及角差δa、δb、δc之值代入下式，即可求得TV二次回路壓降△Ua、△Ub和△Uc的值。

電壓降引入的電能計(jì)量誤差εr的計(jì)算：

式中：φ為線路平均功率因數(shù)角。

3影響電壓互感器二次導(dǎo)線壓降過大的因素

影響電壓互感器二次導(dǎo)線壓降過大的因素可以概括為以下幾點(diǎn)。

（1）二次回路導(dǎo)線過長或?qū)Ь€截面積的過小。

（2）二次回路轉(zhuǎn)接點(diǎn)太多造成接觸電阻過大。

（3）電壓互感器二次負(fù)荷過大。

4北京地區(qū)變電站TV二次回路壓降現(xiàn)狀

目前，北京市電力公司共管理三張電網(wǎng)：220kV高壓輸電網(wǎng)、35kV～110kV高壓配電網(wǎng)、10kV及以下配電網(wǎng)。北京地區(qū)近幾年加速了變電站的建設(shè)，經(jīng)過現(xiàn)場測試，新站TV二次回路壓降均符合規(guī)程要求。但也有一些較早年代建立的變電站，由于設(shè)備運(yùn)行時(shí)間較長，線路殘舊老化，接觸點(diǎn)不同程度氧化，經(jīng)過多次改造后所帶二次負(fù)荷增多，導(dǎo)致壓降增大，嚴(yán)重影響了計(jì)量的準(zhǔn)確性。

2003年，為了提高電能計(jì)量的準(zhǔn)確性，北京市所有變電站將機(jī)械電能表統(tǒng)一更換為三相電子式多功能電能表，由于時(shí)間緊、工程量大，施工人員安裝電子式多功能電能表后，并沒有及時(shí)拆除原有的機(jī)械表。

僅以220kV清河變電站110kV線路為例，TV二次導(dǎo)線壓降數(shù)據(jù)如表1。

清河變電站110kV線路屬于Ⅱ類計(jì)量裝置，TV二次回路壓降應(yīng)不大于0.2%。而以上壓降數(shù)據(jù)明顯超差，這是許多變電站內(nèi)存在的普遍問題。

5實(shí)際對比測試試驗(yàn)

為了進(jìn)一步研究TV二次負(fù)荷對二次回路壓降的影響，我們?nèi)耘f以清河變電站為例，拆除了以上線路已經(jīng)禁用的機(jī)械式電能表后，TV二次導(dǎo)線壓降數(shù)據(jù)如表2。

不難看出，拆除禁用的機(jī)械電能表后，二次回路負(fù)荷減小，壓降也隨之大幅減小。

6減少壓降的改造方法

降低PT二次回路壓降、減小計(jì)量誤差的技術(shù)改進(jìn)措施可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行。

(1)對重要線路的電能表裝設(shè)專用的PT二次回路，將電能表的二次回路與其他表計(jì)、繼電保護(hù)裝置等回路分開，直接由PT二次端子單引專用電纜線至電能表。根據(jù)《電能計(jì)量工作標(biāo)準(zhǔn)》中《電能計(jì)量裝置管理技術(shù)規(guī)程》DL/T448－2000的規(guī)定：“對10kV及以下電壓供電的用戶，應(yīng)配置全國統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的電能計(jì)量柜或電能計(jì)量箱，對原有電能表與互感器分裝且無保證計(jì)量安全措施的計(jì)量裝置，應(yīng)逐步進(jìn)行技術(shù)改造；對35kV以上電壓供電的用戶或Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類貿(mào)易結(jié)算用電能計(jì)量裝置，應(yīng)按計(jì)量點(diǎn)配置計(jì)量專用電壓、電流互感器或?qū)Ｓ枚卫@組及其二次回路，不得接入與電能計(jì)量無關(guān)的設(shè)備(如保護(hù)、測量等)”。但由于某些原因，一些老舊變電站過去設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)量回路與測量回路是共用電流、電壓回路的，造成計(jì)量誤差較大，這就要逐步改造過來，使之符合規(guī)程規(guī)定要求[1]。

(2)盡量縮短導(dǎo)線長度，增大二次導(dǎo)線截面積，減少接點(diǎn)接觸電阻?！峨娔苡?jì)量裝置管理技術(shù)規(guī)程》規(guī)定：互感器二次回路的連接導(dǎo)線應(yīng)采用銅質(zhì)單芯絕緣線，電壓二次回路連接導(dǎo)線截面應(yīng)按允許電壓降計(jì)算確定，至少應(yīng)不小于2.5mm2。當(dāng)專用TV二次回路有必不可少的開關(guān)接點(diǎn)(如雙母線供電時(shí)，電能表的電壓所必須通過的隔離開關(guān)聯(lián)鎖接點(diǎn))時(shí)，應(yīng)采用多接點(diǎn)并聯(lián)，以減少接點(diǎn)接觸電阻；專用的二次回路如果接有保險(xiǎn)管，對其接觸好壞，應(yīng)特別注意，要裝用接觸良好的保險(xiǎn)管。《電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程》DL448－2000還規(guī)定了35kV以上貿(mào)易結(jié)算用電壓互感器二次回路，應(yīng)不裝設(shè)隔離開關(guān)輔助接點(diǎn)，但可裝設(shè)熔斷器；35kV及以下貿(mào)易結(jié)算用電壓互感器二次回路，應(yīng)不裝設(shè)隔離開關(guān)輔助觸點(diǎn)和熔斷器。

(3)減少TV二次負(fù)荷。電壓互感器二次負(fù)荷均為并聯(lián)運(yùn)行方式，根據(jù)歐姆定律可知，二次負(fù)荷越多，并聯(lián)電阻越小，電流增大，從而二次負(fù)荷增大，致使壓降增大。因此，應(yīng)盡量減少二次負(fù)荷對TV二次回路壓降的影響，特別是對于變電站來說，在每一次力保完成改造任務(wù)的同時(shí)，還應(yīng)該考慮到把不用的舊設(shè)備徹底拆除，以免由于二次負(fù)荷的無端增大導(dǎo)致計(jì)量不準(zhǔn)確。

(4)33采用二次壓降補(bǔ)償器。二次壓降補(bǔ)償器是一種輸出電壓幅值和相角可調(diào)的裝置，利用它來提高加于電能表電壓回路的電壓，可補(bǔ)償二次壓降引起的負(fù)值比差，調(diào)整補(bǔ)償器輸出電壓的相角，同時(shí)亦可補(bǔ)償二次壓降引起的角差。其優(yōu)點(diǎn)是補(bǔ)償調(diào)整在二次回路中進(jìn)行，簡便易行且補(bǔ)償效果好；其缺點(diǎn)是在二次回路中增加了一個(gè)部件，使可能事故點(diǎn)也相應(yīng)增加了一個(gè)。

7結(jié)語

如何解決PT二次壓降的問題，長期以來一直困擾著我們。在高壓計(jì)量裝置周期檢定管理的工件中，往往忽略了指導(dǎo)整套裝置的綜合誤差管理，片面地把電能表準(zhǔn)確度看成是整套裝置的誤差，并且一直都這樣運(yùn)作，使得電能計(jì)量裝置的精度與實(shí)際情況不符?？陀^存在告訴我們，影響計(jì)量綜合誤差存在幾個(gè)方面的影響：電能表誤差、PT誤差、PT二次壓降誤差、CT誤差。長期以來，計(jì)量的準(zhǔn)確性一般都只從電能表誤差、PT和CT誤差作考核，從而忽略了二次電壓線路的壓降損耗。因此，要提高計(jì)量裝置的準(zhǔn)確性，不能忽視這個(gè)重要因素。但只要采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施，PT二次壓降對計(jì)量的影響是可以減少的。

參考文獻(xiàn)

[1] 中國華北電力集團(tuán)公司.電能計(jì)量工作標(biāo)準(zhǔn)[S].中國電力出版社，2002.