減少二次負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生的原因，并根據實際測試數據，著重對比論證了變電站內二次負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。

關鍵詞：電壓互感器二次壓降二次負荷影響分析

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

電力系統電能計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，是電能計量綜合誤差的主要來源。壓降過大，勢必造成少計電量。因此，《電能計量裝置技術管理規程》規定：Ⅰ、Ⅱ類用于貿易結算的電能計量裝置中TV二次回路電壓降應不大于其額定二次電壓的0.2%；其他電能計量裝置中TV二次回路電壓降應不大于其額定二次電壓的0.5%。否則應采取改進措施。

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二次回路壓降產生的原因

在電廠及變電站計量回路中，室外的電壓互感器與裝設于控制室電度表盤上的電能表距離較遠，一般在200m～400m左右，整個二次回路中有接線端子排、開關、熔斷器及導線，必然存在接觸電阻、導線電阻及分布參數，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。

三相三線計量方式將校驗儀測得的比差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量誤差εr的計算：

式中：φ為線路平均功率因數角。

三相四線計量方式將校驗儀測得的比差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量誤差εr的計算：

式中：φ為線路平均功率因數角。

3影響電壓互感器二次導線壓降過大的因素

影響電壓互感器二次導線壓降過大的因素可以概括為以下幾點。

（1）二次回路導線過長或導線截面積的過小。

（2）二次回路轉接點太多造成接觸電阻過大。

（3）電壓互感器二次負荷過大。

4北京地區變電站TV二次回路壓降現狀

目前，北京市電力公司共管理三張電網：220kV高壓輸電網、35kV～110kV高壓配電網、10kV及以下配電網。北京地區近幾年加速了變電站的建設，經過現場測試，新站TV二次回路壓降均符合規程要求。但也有一些較早年代建立的變電站，由于設備運行時間較長，線路殘舊老化，接觸點不同程度氧化，經過多次改造后所帶二次負荷增多，導致壓降增大，嚴重影響了計量的準確性。

2003年，為了提高電能計量的準確性，北京市所有變電站將機械電能表統一更換為三相電子式多功能電能表，由于時間緊、工程量大，施工人員安裝電子式多功能電能表后，并沒有及時拆除原有的機械表。

僅以220kV清河變電站110kV線路為例，TV二次導線壓降數據如表1。

清河變電站110kV線路屬于Ⅱ類計量裝置，TV二次回路壓降應不大于0.2%。而以上壓降數據明顯超差，這是許多變電站內存在的普遍問題。

5實際對比測試試驗

為了進一步研究TV二次負荷對二次回路壓降的影響，我們仍舊以清河變電站為例，拆除了以上線路已經禁用的機械式電能表后，TV二次導線壓降數據如表2。

不難看出，拆除禁用的機械電能表后，二次回路負荷減小，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、減小計量誤差的技術改進措施可以從以下幾個方面進行。

(1)對重要線路的電能表裝設專用的PT二次回路，將電能表的二次回路與其他表計、繼電保護裝置等回路分開，直接由PT二次端子單引專用電纜線至電能表。根據《電能計量工作標準》中《電能計量裝置管理技術規程》DL/T448－2000的規定：“對10kV及以下電壓供電的用戶，應配置全國統一標準的電能計量柜或電能計量箱，對原有電能表與互感器分裝且無保證計量安全措施的計量裝置，應逐步進行技術改造；對35kV以上電壓供電的用戶或Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類貿易結算用電能計量裝置，應按計量點配置計量專用電壓、電流互感器或專用二次繞組及其二次回路，不得接入與電能計量無關的設備(如保護、測量等)”。但由于某些原因，一些老舊變電站過去設計時計量回路與測量回路是共用電流、電壓回路的，造成計量誤差較大，這就要逐步改造過來，使之符合規程規定要求[1]。

(2)盡量縮短導線長度，增大二次導線截面積，減少接點接觸電阻。《電能計量裝置管理技術規程》規定：互感器二次回路的連接導線應采用銅質單芯絕緣線，電壓二次回路連接導線截面應按允許電壓降計算確定，至少應不小于2.5mm2。當專用TV二次回路有必不可少的開關接點(如雙母線供電時，電能表的電壓所必須通過的隔離開關聯鎖接點)時，應采用多接點并聯，以減少接點接觸電阻；專用的二次回路如果接有保險管，對其接觸好壞，應特別注意，要裝用接觸良好的保險管。《電能計量裝置技術管理規程》DL448－2000還規定了35kV以上貿易結算用電壓互感器二次回路，應不裝設隔離開關輔助接點，但可裝設熔斷器；35kV及以下貿易結算用電壓互感器二次回路，應不裝設隔離開關輔助觸點和熔斷器。

(3)減少TV二次負荷。電壓互感器二次負荷均為并聯運行方式，根據歐姆定律可知，二次負荷越多，并聯電阻越小，電流增大，從而二次負荷增大，致使壓降增大。因此，應盡量減少二次負荷對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的同時，還應該考慮到把不用的舊設備徹底拆除，以免由于二次負荷的無端增大導致計量不準確。

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

7結語

如何解決PT二次壓降的問題，長期以來一直困擾著我們。在高壓計量裝置周期檢定管理的工件中，往往忽略了指導整套裝置的綜合誤差管理，片面地把電能表準確度看成是整套裝置的誤差，并且一直都這樣運作，使得電能計量裝置的精度與實際情況不符。客觀存在告訴我們，影響計量綜合誤差存在幾個方面的影響：電能表誤差、PT誤差、PT二次壓降誤差、CT誤差。長期以來，計量的準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，要提高計量裝置的準確性，不能忽視這個重要因素。但只要采取適當的技術措施，PT二次壓降對計量的影響是可以減少的。

參考文獻

[1] 中國華北電力集團公司.電能計量工作標準[S].中國電力出版社，2002.