電壓互感器二次壓降對(duì)電能計(jì)量的影響及改進(jìn)措施

王海燕

摘 要：經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，加快了電力市場(chǎng)改革的進(jìn)程，電力企業(yè)為了在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)，只有不斷的提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，增加企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。在電力企業(yè)發(fā)展過(guò)程中，電能計(jì)量與企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益具有直接的關(guān)系，所以為了確保電能計(jì)費(fèi)的公正性和合理性，則需要做好管理和改造電壓互感器二次回路的工作，從而實(shí)現(xiàn)正確的電能計(jì)量。有利于加強(qiáng)能源的節(jié)約和提高收費(fèi)的合理性。

關(guān)鍵詞：電壓互感器；二次回路特性分析；電能計(jì)量

前言

近年來(lái)，各行各業(yè)發(fā)展過(guò)程中對(duì)電能的需求量不斷增加，這就需要確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定的運(yùn)行，使其能夠提供持續(xù)穩(wěn)定的電力能源供應(yīng)。而電壓互感器作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，直接關(guān)系到電力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。但目前在電壓互感器運(yùn)行過(guò)程中，由于其二次回路會(huì)有二次壓降產(chǎn)生，這就使電能計(jì)量會(huì)有誤差產(chǎn)生，為用戶帶來(lái)經(jīng)濟(jì)上的損失。所以需要我們?cè)趯?shí)際應(yīng)用過(guò)程，對(duì)電壓互感器二次壓降的現(xiàn)象進(jìn)行充分的了解和掌握，并采取必要的措施，以盡量減少二次壓降給電能計(jì)量所帶來(lái)的影響，確保計(jì)量的公正性和合理性。

1 電壓互感器二次回路接線現(xiàn)狀

電壓互感器為測(cè)量?jī)x器儀表和繼電器線圈提供電能的供應(yīng)，屬于一次和二次回路的重要元件，一旦二次接線故障發(fā)生，則會(huì)使二次回路的安全運(yùn)行受到嚴(yán)重的影響，導(dǎo)致一定的經(jīng)濟(jì)損失發(fā)生。在實(shí)際工作中通過(guò)對(duì)110kV、35kV電壓互感器二次回路進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題，這些問(wèn)題充分的反映了電壓互感器二次回路的接線現(xiàn)狀。

1.1 在對(duì)110kV電壓互感器檢查中發(fā)現(xiàn)，其二次回路計(jì)量裝置沒(méi)有使用專用的電纜進(jìn)行引線，而是利用保護(hù)裝置端的電纜串接到關(guān)口計(jì)量裝置的。

1.2 部分不用的測(cè)量表計(jì)等負(fù)載裝置還有接在電壓互感器二次回路的情況。

1.3 二次回路中使用的繼電器較為落后，多為老式的電磁式繼電器，功率消耗較大。

1.4 二次回路使用的管式熔斷器存在著銹蝕的情況。

2 常規(guī)變電站電壓互感器二次回路壓降的原因分析

2.1 電壓互感器過(guò)載運(yùn)行

目前隨著用電量的增加，電力負(fù)荷的增大，電力系統(tǒng)的變電站普遍進(jìn)行了增容，這樣就導(dǎo)致電壓互感器的負(fù)荷加重，一旦電壓互感器的負(fù)荷超過(guò)其額定容量，則會(huì)導(dǎo)致其負(fù)載電流增大，從而導(dǎo)致計(jì)量回路二次壓降現(xiàn)象發(fā)生。

2.2 計(jì)量電壓回路控制電纜過(guò)長(zhǎng)

在實(shí)際應(yīng)用中，通常都會(huì)采用1.5平方毫米的電壓回路導(dǎo)線作為電纜進(jìn)行鋪設(shè)，雖然這個(gè)規(guī)格的導(dǎo)線符合設(shè)計(jì)規(guī)程的要求，但一旦電壓互感器與電能表在安裝位置上距離較遠(yuǎn)時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致控制電纜過(guò)長(zhǎng)，這必將會(huì)導(dǎo)致二次回路上出現(xiàn)壓降。

2.3 計(jì)量回路接觸電阻大

通常為了變電站內(nèi)二次設(shè)備及運(yùn)行維護(hù)人員的安全，都會(huì)在常規(guī)變電站二次回路中進(jìn)行開(kāi)關(guān)、保險(xiǎn)及閉鎖等裝置的安裝，這樣就會(huì)導(dǎo)致電壓互感器的二次側(cè)與計(jì)量表接線柱之間的接線端子需要進(jìn)行多次的轉(zhuǎn)接，出現(xiàn)了若干個(gè)接點(diǎn)，而且隨著使用時(shí)間的增加，這些串接的原件及接線端子不可避免的會(huì)出現(xiàn)老化及氧化的情況，導(dǎo)致各接點(diǎn)的電阻增加，從而增加二次電壓的損失。

3 改進(jìn)措施

由于電壓互感器二次壓降對(duì)于電能計(jì)量的準(zhǔn)確性及電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行都具有重要的影響，所以在日常應(yīng)用過(guò)程中，對(duì)二次壓降問(wèn)題進(jìn)行了大量的改善工作，以確保實(shí)現(xiàn)電能的公正計(jì)量，確保電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3.1 降低回路阻抗

在改善電壓互感器二次回路壓降問(wèn)題時(shí)，則需要重點(diǎn)對(duì)二次回路阻抗進(jìn)行關(guān)注，二次回路阻抗主要包括導(dǎo)線阻抗、接插元件內(nèi)阻和接觸電阻三個(gè)部分，這三個(gè)部分要想對(duì)其導(dǎo)線阻抗進(jìn)行降低，則需要通過(guò)增加導(dǎo)線截面積來(lái)實(shí)現(xiàn)。而在這其中，接插元件的內(nèi)阻是處于固定狀況的，不會(huì)發(fā)生變化，而占主導(dǎo)地位的是接觸電阻，但其具有較大的隨機(jī)性，所以具體的降低阻抗的方案可以如下設(shè)計(jì)：通過(guò)對(duì)電壓互感器二次回路的導(dǎo)線進(jìn)行更換，選擇截面積更大的導(dǎo)線。由于接插元件阻抗具有不變性，所以可以利用定期對(duì)接插元件及接頭進(jìn)行打磨，從而盡可能的減少接觸阻抗，令二次回路阻抗的數(shù)值盡可能減小。

3.2 減小回路電流

一般情況下，電壓互感器二次計(jì)量繞組與保護(hù)繞組是分開(kāi)的，計(jì)量繞組負(fù)載為電能表等，負(fù)載電流小于200mA，因而現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試若發(fā)現(xiàn)電壓互感器一次回路電流大于200mA時(shí)，可采取以下措施減小電流：（1）采用專用計(jì)量回路。目前電壓互感器二次一般有多個(gè)繞組，且計(jì)量繞組與保護(hù)繞組各自獨(dú)立。否則電壓互感器二次回路電流較大。（2）單獨(dú)引出電能表。專用電纜對(duì)于計(jì)量繞組表計(jì)較多的情況，即使該繞組負(fù)載電流較大，但通過(guò)專用電纜的電流因只有電能表計(jì)的負(fù)載而減小，因而電能表計(jì)回路的電壓互感器二次回路壓降也較小。（3）選用多繞組的電壓互感器。對(duì)于新建或改造電壓互感器的情況，有的電壓互感器有兩個(gè)二次主繞組和1個(gè)輔助繞組，可取主繞組中的1個(gè)作為電能計(jì)量專用二次繞組，這樣該回路因只接有電能表而使電流較小，從而壓降也較小。（4）電能表計(jì)端并接補(bǔ)償電容。由于感應(yīng)式電能表電壓回路為電壓線圈，電抗值較大，使得流過(guò)電壓線圈的電流即電壓互感器二次回路電流無(wú)功分量較大，電壓互感器二次回路負(fù)載功率因數(shù)較低。

3.3 電流跟蹤式

電流跟蹤式補(bǔ)償器基本原理是利用電子線路通過(guò)對(duì)電壓互感器二次回路電流的跟蹤產(chǎn)生一個(gè)與二次回路阻抗大小相等的負(fù)阻抗，最終使二次回路總阻抗等效為零。這樣，即使有PT二次回路電流的存在，由于回路阻抗為零，壓降也為零。由于二次回路總阻抗等效為零，可以保持壓降為零。但對(duì)于二次回路阻抗變化的情況，則不能自動(dòng)跟蹤，也就是說(shuō)，如果熔體電阻或接點(diǎn)接觸電阻發(fā)生改變，則回路等效阻抗不為零，這是該補(bǔ)償器的局限性。

3.4 電壓跟蹤式

電壓跟蹤式補(bǔ)償器的原理是通過(guò)一取樣電纜，將電壓互感器二次端電壓信號(hào)與電能表計(jì)端電壓信號(hào)進(jìn)行比較，以產(chǎn)生一個(gè)與二次回路壓降大小相等，方向相反的電壓疊加于電壓互感器二次回路，使電壓互感器二次回路電壓降等效為零。當(dāng)電壓互感器二次回路電流或阻抗改變導(dǎo)致回路電壓改變時(shí)，補(bǔ)償器自動(dòng)跟蹤壓降的變化并產(chǎn)生相應(yīng)變化的補(bǔ)償電壓疊加于電壓互感器二次回路，以保持回路壓降始終為零。因而這種補(bǔ)償器幾乎適用于所有場(chǎng)合，唯一不足的是需同時(shí)敷設(shè)一條從電壓互感器二次端電壓信號(hào)取樣的電纜。

3.5 其他方法

對(duì)于電壓互感器二次壓降問(wèn)題的解決可以采取一些臨時(shí)性的措施，如將安裝在二次回路上的元器件取消，也可以對(duì)電壓互感器進(jìn)行定值補(bǔ)償。在臨時(shí)性的降壓解決時(shí)，還有利用電能表調(diào)快的方法來(lái)解決的，但此種方法是違背電能計(jì)量管理規(guī)定的，所以不宜在解決二次壓降問(wèn)題時(shí)進(jìn)行應(yīng)用。

4 結(jié)束語(yǔ)

由于電壓互感器二次壓降會(huì)給電能計(jì)量帶來(lái)較大的誤差，導(dǎo)致電力企業(yè)和用戶的經(jīng)濟(jì)利益受到損害，所以需要加強(qiáng)對(duì)電壓互感器二次壓降問(wèn)題的研究，從而采取切實(shí)有效的措施實(shí)現(xiàn)對(duì)二次降壓的有效控制，確保電能計(jì)量的準(zhǔn)確性。

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