二次回路降压对电能计量产生影响

电压互感器二次回路降压对电能计量产生影响及监控措施一、电压互感器二次回路的接线形式现场运行中按照电压等级的不同，电压互感器二次回路采用了不同的接线形式。1.10kV至35kV电压互感器二次接线（1）变电站内：电压互感器一次侧(高压侧)有熔丝，二次不设熔丝，但设有快速动作的空气开关，以减小电压互感器二次回路压降。从电压互感器与电能表距离的远近进行如下分析。电压互感器与电能表相距较远(一般大于10m)。由于一般情况下电压互感器二次端子与接线盒之间的距离小于0.5m，可不考虑两者之间的电压降。为了在测量电压互感器压降时，不断其一次侧刀闸进行试验接线，测量电压互感器二次压降时，二次电缆线从接线盒接至空气开关上口，即可测出其间的电压降。采用这种接线方式开展测试工作安全、方便。（2）实际电力客户：当电压互感器与电能表相距较近时，电压互感器一次侧(高压侧)有熔丝，二次不设熔丝和任何保护措施，以减小电压互感器二次回路压降。接线时又分为两种情况。(a)电能表直接装在电压互感器柜上(如手车柜)，电压互感器二次电缆直接进入电能表接线盒，二次导线截面积大于4mm电能表与电压互感器二次端子之间连线距离小于lm，一般不考虑电压降误差，但至少应每2年1次在停电的情况下检查和处理电压互感器二次端子接头生锈、腐蚀等情况。(b)电压互感器二次通过插件接至电能表接线盒，这种接线方式一般是电压互感器装在手车柜上，用上电后就不再管理，压降不易侧试。实际这类“插件”操作频繁，接触电阻不能忽略。2.110kV及以上电压互感器二次接线电压互感器一次侧没有熔丝，电压互感器二次侧必须装设保护设备(快速空气开关)，防止电压互感器二次短路。快速开关ZKK装于电压互感器二次箱内，二次电缆从快速开关ZKK直接接到电能表接线盒，可测量出从接线盒A到电能表之间的电压降，同样电压互感器二次端子接头应至少2年1次检查和处理锈腐等情况。ZKK应使用单相的快速空气开关，便于对电压互感器进行一相一相的测量，同时测量时应有足够的操作距离，保证工作人员的安全。电压互感器电缆首端、中端和末端保护层金属部分一定要可靠接地，以屏蔽外磁场感生的电势，保证电压降测量的准确性。二、降低二次压降的措施由于电压互感器二次压降直接影响电能计量的准确性，甚至对系统稳定运行产生不良影响，为此人们在改善二次压降方面做了大量工作，归结起来可以分为降低回路阻抗、减小回路电流和增加补偿装置等三大类降低二次压降的措施。下面就这三种降低二次压降措施进行细致分析。1.降低回路阻抗在所有关于二次压降及降压措施的文献中，当分析二次压降的成因时，电压互感器二次回路阻抗是第一个被关注的参量。根据前面分析的结果，电压互感器二次回路阻抗包括：导线阻抗、接插元件内阻和接触电阻等三个组成部分。.lunwenwang.com1.1导线阻抗由于电压互感器二次回路的长度达100米至500米之间，而且导线截面积过小，因而二次回路导线电阻成为回路阻抗中最被关注的因素。为此在《电能计量装置技术管理规程》DL/T448-2000中，对计量用电压互感器二次回路的侧试作出了相关的规定：互感器二次回路的连接导线应采用铜质单芯绝缘线。对电压二次回路，连接导线的截面积应按允许的电压降计算确定，至少应不小于2.5mm。在实际工作中，电压互感器二次回路线路的截面积一般选在6mm。但无论若何选取导线截面积，导线阻抗是存在的，只是量值的大小而已。1.2接插元件内阻考虑到电压互感器二次回路中存在刀闸、保险、转接端子和电压插件等接插元件，在不考虑接触电阻的前提下，各元件的自阻和可以认为是一个定值，该值很小，并且不易减小。1.3接触电阻许多文献指出，在电压互感器二次回路阻抗中，接触电阻占很大的比重，其阻值是不稳定的，受接触点状态和压力以及接触表面氧化等因素的影响，阻值不可避免地发生变化，且这种变化是随机的，又是不可预测的。接触电阻的阻值在不利情况下，将比二次导线本身的电阻还大，有时甚至大到几倍。测试中，二次线压降通常都比计算值大许多，其根本原因就是没有估计到接触电阻有如此大的变化从上述分析中，可以清楚看到，电压互感器二次回路阻抗的三个组成部分中，可以通过增加导线截面积降低导线阻抗;接插元件内阻基本不变;接触电阻占主导地位，且其阻抗变化具有随机性。于是得到降低电压互感器二次回路阻抗的具体方案为：（1）电压互感器二次回路更换更大截面积导线;（2）定期打磨接插元件、导线的接头，尽量减小接触阻抗。但无论采取何种处理手段，都只能将二次回路阻抗减小到一个数值，不能减小到零。2.减小回路电流一般情况下，电压互感器二次计量绕组与保护绕组是分开的，计量绕组负载为电能表等，负载电流小于200mA，因而现场测试若发现电压互感器一次回路电流大于200mA时，可采取以下措施减小电流：（1）采用专用计量回路目前电压互感器二次一般有多个绕组，且计量绕组与保护绕组各自独立。否则电压互感器二次回路电流较大。（2）单独引出电能表专用电缆对于计量绕组表计较多的情况，即使该绕组负载电流较大，但通过专用电缆的电流因只有电能表计的负载而减小，因而电能表计回路的电压互感器二次回路压降也较小。（3）选用多绕组的电压互感器对于新建或改造电压互感器的情况，有的电压互感器有两个二次主绕组和1个辅助绕组，可取主绕组中的1个作为电能计量专用二次绕组，这样该回路因只接有电能表而使电流较小，从而压降也较小。（4）电能表计端并接补偿电容由于感应式电能表电压回路为电压线圈，电抗值较大，使得流过电压线圈的电流即电压互感器二次回路电流无功分量较大，电压互感器二次回路负载功率因数较低。采用在电能表电压端子间并接补偿电容的方法，可以降低电压互感器二次回路电流的无功分量，从而降低电压互感器二次回路电流，达到降低压降的目的。实际并接电容时，应选好电容值，一般以压降的角差最小为最佳选值。还应注意电容的耐压，以保证可靠性。但是此措施由于未被有关部门完全认可，所以并未被广泛采用，建议慎重使用。2.5装设电子电能表在上述5种减小电压互感器二次回路电流的方法中，采用专用计量回路和装设电子电能表的效果明显，而且易于实现。但使用上述方法减小电压互感器二次回路电流方案，只能有效降低回路中电流到一定值，因为该值是由仪表数量和仪表阻抗性质决定的，一旦接线形式和连接仪表数量确定了，二次回路电流的大小就基本确定了，即由于电压互感器二次回路接线特点决定了二次回路电流，无论采用何种方法，电压互感器二次电流不可能等于零。3.增加补偿装置（目前已不提倡）4.其他方法4.1取消PT二次回路的开关、熔断器、端子排等:此措施可避免开关、熔断器、端子排的接触电阻造成的PT二次压降，但取消开关、熔断器设备后，计量二次回路的失去故障保护，后果严重，不宜采用。4.2调快电能表:此措施可临时性地解决PT二次压降问题，但在开关、熔断器、接线端子上形成的接触电阻是变化的，随着时间的推移，导体接触部位逐渐老化，其接触电阻亦逐渐增大，PT二次压降增大。同时，此措施在电能计量管理规定上是不允许的。4.3对PT二次同路实施定值补偿:此措施与调快电能表的措施相仿，只能临时性地解决PT二次压降问题，不能实施动态补偿三、电压二次回路压降监控措施：1、利用需求侧监测主站系统异常报警功能，及时发现失压、断相等异常现象。2、利用需求侧监测主站系统日母线电量平衡、日主变损耗的数据比较，对平衡率超过指标的及时分析，通过抄读历日的电压数据进行比较，发现电压偏离。3、安装高压电能计量装置实时在线监测系统。该系统可实时监测电能计量回路中电能表误差、电压互感器二次负荷、电流互感器二次负荷、PT二次压降以及电能计量回路中的电压、电流、有功功率、无功功率、频率、波形、谐波含量等参数进行实时在线监测。同时可实现所有被监测数据的记录、分析、报警等功能。该系统可广泛应用于变电站中高等级关口电能计量装置的实时监测。