PT二次壓降測試方法與應用研究

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PT二次壓降測試方法與應用研究

國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院任士會宋進良任川
國網吉林省電力有限公司遼源供電公司李鐵

隨著電力市場的改革，電能計量直接關系到企業的經濟利益，做好PT二次回路壓降的管理與改造工作，對保證電能計量的公正合理意義較大。本文針對某220kV變電站電能計量不平衡的情況，進行相關多項試驗，結合原理分析和試驗數據結果比對，提出了一種新方法和技術改進措施，確保了電能計量的準確可靠。

PT；二次壓降；電能計量；試驗方法

1.概述

正確的電能計量對發電、供電企業電量核算，綜合平衡及考核電力系統經濟技術指標，節約能源，合理收取電費等都有重要意義。在電力系統中開展電能計量的綜合誤差測試是實現電能正確計量的基本技術措施之一。電能計量的綜合誤差包括電能表、電流互感器、電壓互感器的計量誤差以及電壓互感器的二次回路電壓降引起的誤差。電能表、互感器的計量誤差（出廠后誤差基本固定不變）必須符合國家有關規程規定，當電壓互感器二次側到電能表端子之間二次電壓回路的壓降（簡稱為PT二次壓降）增大，將導致電能計量產生很大偏差［1］。

電能計量綜合誤差過大是電能計量中普遍存在的一個關鍵問題，電壓互感器二次回路壓降所引起的誤差往往是可變且很大，是電能計量綜合誤差的主要來源。由于壓降過大時，將造成少計電量以至發供電量不平衡。因此《電能計量裝置技術管理規程》DL/ T448-2000中規定，對于I、Ⅱ類計量裝置，電壓互感器二次回路壓降，應不大于額定二次電壓的0.2%。

2.原理

在變電站的電能計量回路中，通常電壓互感器與控制室配電盤上的電能表有較遠的距離，一般在200～400 米左右，整個回路導線很長并有接線端子排、開關、熔斷器等，必然存在著導線電阻、接觸電阻，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不相等，其大小和相角都不同。

在圖1所示三相四線電路中，ao、bo及co相二次回路壓降分別為、和，電能表端電壓（或，）相對于PT二次端電壓（或，）存在著比差和角差。

圖1　　三相四線接線圖

測量方法主要采用電壓互感器二次回路壓降測試儀法來測試PT二次壓降。此方法是用壓降測試儀測出電能表端電壓相對于電壓互感器二次端電壓的比差fa、fb、fc，角差δa、δb、δc，通過公式（1），（2），（3）計算出電壓互感器二次回路壓降、、之值，進一步求得二次壓降引起的計量誤差之值。此方法的優點是基于直接測差法原理，測量準確度高；通常在設備運行狀況下實負荷帶電進行測試，可以直接測出比差與角差；測試結果不受電壓波動的影響。

3.設備試驗

3.1常規試驗

常規測試方法采用壓降測試儀直接測試，測試原理接線如圖2所示，電壓互感器二次導線壓降的現場測試，是在設備不停電實負荷情況下，在電壓互感器PT二次端子及電能表接線端子間接入專用導線及測試儀，測試其電壓互感器二次導線壓降值，測試結果如表1所示，按照DL/T 448-2000要求，對于I、II類用于貿易結算的電能計量裝置中，其電壓互感器二次回路電壓降應不大于其額定二次電壓的0.2%。從測試數據分析，壓降為1.3%嚴重超出規定值0.2%誤差。分析原因是二次回路導線電阻大及回路接觸電阻大。經核查回路接觸電阻基本正常，進一步判斷分析壓降超差的主要原因是二次回路導線電阻過大，使得二次回路壓降增大［3］。

圖2　常規試驗原理接線圖

表1　試驗檢測結果

3.2改進措施

按照《電能計量裝置技術管理規程》要求，考慮更換二次電纜，決定采用更換電纜規格為4平方獨芯銅電纜。用戶按照我們的要求購置新電纜。對新電纜進行驗收檢查，為了精確測量小電阻，采用四線法測量，從理論計算電阻值得出：電纜的長度160米，截面積4平方毫米，溫度為20℃時，電阻率0.01756，因而，理論電阻值R=0.01756*160/4=0.7024Ω。實際測得電纜直流電阻為0.69歐姆，符合理論值要求。改造后再次測量二次回路壓降，檢測結果如下：

表2　改造后壓降檢測結果

從上述測試數據看，壓降最大值為0.03%小于規定值0.2%誤差，完全符合規程要求。

4.計算分析

在變電站的電能計量回路中，通常電壓互感器PT距離主控室內的配電盤中電能表比較遠，整個回路存在著導線電阻及接觸電阻，該回路阻抗造成電壓互感器與電能表之間的二次回路上電壓降［4］。對于中性點直接接地的大電流系統，通常采用三相四線接線計量方式，如圖3所示。

圖3　　PT三相四線電路原理圖

在三相四線計量方式下，通過專用二次壓降測試儀測量出

二次壓降是通過測試出導線上比差和角差值，再經過計算得出壓降值。

5.結論

通過對某220kV變電站電能計量不平衡的情況進行多次試驗，分析了PT二次回路壓降是產生電量不平衡的主要原因，提出改造方案及改進措施，降低了PT二次壓降引起的誤差。通過這次改造，使電能計量更準確，避免了企業經濟損失。

［1］Chen Peijiang，Jiang Xuehua.Design and Implementation of Remote Monitoring System Based on GSM［J］.Computational Intelligence and Industrial Application，2008，20（1）:678-68.

［2］楊鵬，趙偉，黃松嶺等.鐵心開氣隙電流互感器原理表述新探［J］.電測與儀表，2007，44（10）:44-47.

［3］Hou Zong-hao.Design and implementation of heartbeat inmultimachine environment［C］.//Advaced Information Networking and Applicati ons，2003:583-586.

［4］宋進良，周潔.基于交流采樣自動化檢測方法的研究［J］.東北電力技術，2012，33（3）:1-4.