PT二次壓降超差問題分析及對策

金鵬

摘 要：電壓互感器二次壓降問題是電力發、輸、變、配企業普遍存在的問題，它使系統電壓量測量產生偏差，不僅影響電力系統運行質量，而且直接導致電能計量誤差，這種計量誤差直接歸算到電能計量綜合誤差之中。由于電壓互感器二次回路壓降直接影響電能量計量的準確性，嚴重時會危及電力系統的穩定運行，本文通過筆者多年來的實際經驗以及在實際工作中碰到和解決的問題，從分析電壓互感器二次壓降的形成機理入手，提出了二次壓降的治理方案、交流學習解決的方法和建議，

關鍵詞：電壓互感器；二次壓降；電能計量誤差；處理

引言

電測技術監督是電力系統的一個重要組成部分，定期做好電壓互感器二次回路壓降的檢測工作，確保電能計量的準確性對核算運行經濟技術指標，綜合平衡及節約能源等都有重要意義。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到電能表的二次回路線路壓降。長期以來，計量的準確性一般都只從電能表誤差、電壓互感器和電流互感器誤差作考核，從而忽略了二次電壓線路的壓降損耗。當電能表、互感器的計量誤差符合國家有關規程規定時，由電壓互感器二次側到電能表端子之間二次回路線路的電壓降（簡稱為PT二次電壓降），將導致電壓量測量產生偏差。根據《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0.25%；其他電能計量裝置中電壓互感器二次回路電壓降應不大于其額定二次電壓的0.5%。”同時規定：“當二次回路負荷超過互感器額定二次負荷或二次回路電壓降超差時應及時查明原因。”

本文以拜城發電廠開展電能計量綜合誤差測試現狀調查為例證，進行分析。

一、現狀分析

1、電壓互感器是一次和二次回路的重要元件，向測量儀器|儀表、繼電器的線圈等供電，能正確反映電氣設備的正常運行。每年當春秋陰雨季節或天氣潮濕、有大霧時經常發出單相接地或電壓降低信號，經值班人員切換電壓表，有一相或兩相電壓指示下降，另兩相或一相電壓指示值不變。電氣二次維護人員對二次回路及繼電保護觸點進行打磨，對保護的繼電器進行了整定，均未發現異常，經過全面檢查，發現110kV母線電壓互感器的二次接線的線頭長年老化，有放電的痕跡。分析認為這種戶外式電壓互感器的二次接線引出端比較短，造成二次配線時所留線頭端子短。正常運行時，由于北方氣候干燥，常年少雨，但灰塵大，空氣中的污物比較多。當天氣是陰雨或潮濕時，就會在電壓互感器的二次接線表面形成一個導電層構成回路，致使電壓互感器的二次側發生單相接地或電壓降低。但這不是真正線路上的接地和短路，只是二次回路保護誤發信號，造成故障，影響了二次回路的穩定運行，造成一定的經濟損失。

2、電壓互感器裝置在變電設備現場，二次電壓需要通過幾十米至幾百米的電纜及各種輔助接點接到控制室，供繼電保護、自動裝置、測量儀表的電壓線圈及電壓回路。由于二次回路電纜導線和各種輔助接點直流電阻的存在，在電纜兩端產生了電壓降，使負載端電壓低于PT端電壓U伏，產生了幅值（變比）和相角誤差。校驗拜城發電廠110kVⅠ、Ⅱ段電壓互感器二次回路壓降均為0.7285%，110kVⅠ、Ⅱ段電壓互感器二次回路壓降超標，不僅影響了二次回路的穩定運行，而且直接影響到110 kV四條出線關口電能表計量裝置的準確性。

從現狀調查中，可以看出電壓互感器二次壓降直接影響電能計量的準確度，由于電壓互感器二次壓降的單向性，致使電力企業漏計電能，同時對電力系統安全運行也是一種潛在的威脅。技術維護人員商討后決心徹底解決這個問題，使110kVⅠ、Ⅱ電壓互感器二次回路壓降由0.7285%減小到電壓互感器二次出口電壓的0.15%。

二、原因分析

若要達到國家頒布的電能計量裝置技術管理規程和電能計量裝置檢驗規程SD109-83的要求，必須揭示電壓互感器二次壓降的產生機理， 電壓互感器二次導線壓降引起的誤差的大小與二次導線的長度和線徑以及二次負載的大小和性質有很大關系。技術人員通過查詢記錄、技術資料、現場檢查等，對直接影響到110kV關口電能表計量裝置的每個環節都進行了全面分析。拜城發電廠升壓站已投入運行20多年，原110kV電壓互感器二次回路的開關接點多且是串聯的，接觸點不同程度氧化，還有二次回路中閑置的電能表多，從而導致電壓互感器二次回路接觸電阻大。原110kV電壓互感器測量、計量與保護共用一個二次回路，現場測試發現電壓互感器一次回路電流大于200mA；原110kV電壓互感器二次導線截面為2.5mm2，長度100米左右，測試其二次導線壓降引起的誤差為—2.81%，不合符《計量檢定規程》規定。電壓互感器二次壓降由二次回路電流、二次回路導線阻抗和二次回路接觸電阻共同影響。二次回路導線阻抗和二次回路接觸電阻隨環境的變化而變化，二次電流又隨二次運行方式的不同而改變。

三、制定對策

序號 1 2 3

要因 TV二次導線阻抗大 TV二次回路接觸電阻大 TV二次回路電流大

對策 降低TV二次導線阻抗 減小TV二次回路接觸電阻 減少TV二次回路電流

目標 110kVⅠ、Ⅱ段TV二次回路壓降由0.7285%減小到TV二次出口電壓的0.15%

措施 增加TV二次導線截面積 定期打磨TV二次回路接插元件及導線的接頭 TV二次采用專用計量回路

由于電壓互感器二次壓降直接影響電能計量的準確性，甚至對系統穩定運行產生不良影響，為此我們在改善二次壓降方面做了大量工作，歸結起來可以分為降低二次導線阻抗、減少二次回路接觸電阻、減小回路電流，三大類降低電壓互感器二次壓降的措施。

四、對策實施

1、降低電壓互感器二次回路阻抗

在所有關于二次壓降及降壓措施的文獻中，當分析二次壓降的成因時，電壓互感器二次導線阻抗是第一個被關注的參量。電壓互感器二次導線阻抗，可以通過增加導線截面積降低導線阻抗，且其阻抗變化具有隨機性。于是得到降低電壓互感器二次回路阻抗的具體方案為：

將拜電110kV電壓互感器Ⅰ、Ⅱ母線的電度表電壓回路的二次電纜單獨鋪設，同時加增二次導線的截面為2×4mm 2，以減少二次回路導線電阻。實現了減少二次電纜電阻的目的。

2、減小電壓互感器二次回路接觸電阻

電壓互感器二次回路的開關接點采用多接點并聯，裝用接觸良好的保險管，并定期對刀閘開關、熔斷器、端子的接觸部位進行打磨、維護，消除接觸電阻的影響。通過減小接觸阻抗，從而降低電壓互感器二次回路阻抗，因此使二次導線壓降引起的誤差大大減少了。

3、減少電壓互感器二次回路電流

采用專用計量回路減小電流，將計量繞組與保護繞組各自獨立，負載電流小于200mA。減小電壓互感器二次回路電流，從而降低110kV電壓互感器二次壓降。 電能表重新裝設一條電能計量專用的電壓互感器二次回路，即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，直接由電壓互感器二次端子單引電纜專線至電能表。通過降低電壓互感器二次回路電流，因而使得電壓互感器二次回路電流減小，壓降也就降低了，從而達到了提高計量精度、減少計量損失的目的。

五、效果

在二次維護技術人員的共同努力下，解決了影響拜城電廠110kV電壓互感器二次壓降超標的各方面因素，通過效果驗證110kVⅠ、Ⅱ段母線電壓互感器二次回路壓降由0.7285%減小到電壓互感器二次出口電壓的0.147%，共減小誤差0.5815%，滿足了國家電力部頒布的規程規定（對Ⅰ類計量對象的電壓互感器二次壓降與一次額定電壓≤0.25%）。減小設備故障率，延長了設備的使用壽命。

六、結束語

電壓互感器二次壓降定期檢測對電測計量管理和繼電保護的正確動作起到十分重要的作用，所以應每年對其進行校核，若出現超差，應結合實際情況采取有效措施，進行及時處理。