浅析降低电压互感器二次回路压降

【摘要】电力系统电能计量综合误差由电压互感器误差、电流互感器误差、电能表误差以及电压互感器二次回路压降引起的误差等四部分组成。其中，电压互感器二次回路压降所引起的误差往往是最大...

摘要： 由于电压互感器二次回路压降直接影响电能量计量的准确性，严重时会危及电力系统的稳定运行，作者根据实际工作经验，从分析电压互感器二次压降的形成机理入手，提出较为合理的二次压降治理方案。

Abstract: because of the voltage transformer secondary circuit voltage drop two directly influence the accuracy of electric energy metering, serious when can endanger the stability of the power system operation, the author according to the actual work experience, from the analysis of voltage transformer two drop formation mechanism, puts forward reasonable two pressure control scheme.

关键字：计量装置电压互感器误差二次压降

Keywords: metering device of voltage transformer error two pressure drop

中图分类号：TU641 文献标识码：A 文章编号：

电力系统电能计量综合误差由电压互感器误差、电流互感器误差、电能表误差以及电压互感器二次回路压降引起的误差等四部分组成。其中，电压互感器二次回路压降所引起的误差往往是最大的，是电能计量综合误差的主要来源。由于压降过大，造成少计电量以及发供电量不平衡，所以《电能计量装置技术管理规程》DL／T448－2000的规定，电压互感器二次回路压降，对于I、Ⅱ类计量装置，应不大于额定二次电压的0．2％，其他计量装置，应不大于额定二次电压的0．5％，测量仪表应不大于额定二次电压的1.0％，继电保护和自动装置（3P、5P、10P）应不大于额定二次电压的3.0％，对运行中的电压互感器二次回路压降需进行周期测试，以便算出由此引起的电能计量误差，这对于进行技术改进，减小电能计量综合误差，规程规定是2年测试一次。

一、二次回路产生压降的原因

在变电站电能计量回路中，室外的电压互感器离装设于保护室或控制室电度表盘上的电能表有较远的距离，一般在200～400 m左右，整个回路有接线端子排、开关、熔断器及导线，必然存在着接触电阻、导线电阻，从而就存在着一定的回路阻抗，电压互感器与电能表间的二次回路上有电压降（R1－jX1）、（R2－jX2）、（R3－jX3），造成电压互感器与电能表间的二次回路上有电压降ΔU，导致电压互感器二次端电压与电能表端电压不相等，其大小和相角都不同。

图1

在图1所示三相三线电路中，互感器侧产生的电压Uab与电能表侧电压Uab‘不相等，Ucb≠Ucb；同样三相四线电路中，Ua≠Ua’、Ub≠Ub‘、Uc≠Uc‘引起二次压降，比然会产生两侧电压大小和相角不相等。

综上所述，二次回路造成压降的主要原因可以归结为二次导线、设备（端子排、开关、熔断器）、PT等三方面组成。

二、二次回路导线过长、线径过细、导线老化造成二次压降的产生及解决方法

根据电压互感器二次负载，可计算出电压降

ΔU=KcI× L/γs=Kc×P/Uxn×L/γs

式中Kc――接线系数，对Y-V,V-V接线，Kc=√7；对Y-,V-接线Kc=3；对Y0- Y0接线，Kc=1.

γ―电线电阻率的倒数，如铜的电阻率为0.02Ωmm2/m,则γ=1/ρ=50m/(Ωmm2)

L―电缆长度，m。

S―电缆长度，mm2。

P―电压互感器线负荷的有功分量，W。

Uxn―电压互感器二次线电压，V,取100V。

由上式可知互感器二次回路压降产生主要有导线长度L和导线截面积S所影响。

当二次负载均衡（负载V形接法时，则指ab与cb相负载均衡），三相的二次导线电阻相等时，PT每相二次导线的容许长度L（m）及所需截面S（mm2），对于I类计量装置，如表1所示 。对于其它计量装置，其PT二次导线的容许长度为表1中所示数值的2倍。

显然，当PT二次负载均衡时，如果已知二次导线截面和长度时，只需用钳型电流表测出二次导线中的电流值，即可根据表1判定二次导线压降是否超出额定二次电压的0.25%。

借助于表1，在已知二次负载电流I（A）及二次导线长度L（m）时，可确定出所需的导线截面S（mm2）；或者在已知二次负载电流I（A）及二次导线截面S（mm2）时，确定出二次导线的容许长度L（m）。

表1对于I类计量装置，PT每相二次导线容许长度L及导线所需截面S

接线方式 二次导线电流I（A） 二次导线容许长度L（m）

导线截面S（mm2）

1.5 2.5 3.5 5.5 8 14 22 30

V接线－V负载

（三相三线式）

Y接线－V负载

（三相三线式） 0.015 472 787 1102 1732 - - - -

0.025 283 472 661 1039 1512 - - -

0.05 141 236 330 519 756 1323 - -

0.1 70 118 165 259 378 661 1039 1417

0.15 47 78 110 173 252 441 693 945

0.25 28 47 66 104 151 264 415 567

0.4 17 29 41 65 94 165 259 354

0.5 14 23 33 52 75 132 208 283

0.6 11 19 27 43 63 110 173 236

0.8 8 14 20 32 47 82 130 177

1 7 11 16 26 37 66 104 141

1.5 4 7 11 17 25 44 69 94

2 3 5 8 13 19 33 52 70

2.5 2 4 6 10 15 26 41 56

V接线－Δ负载

（三相三线式）

Y接线－Δ负载

（三相三线式）

Y0接线－Y0负载

（三相四线式） 0.015 721 1202 1683 - - - - -

0.04 270 450 631 992 1443 - - -

0.086 125 209 293 461 671 1174 1845 -

0.173 62 104 146 229 333 583 917 1251

0.26 41 69 97 152 222 388 610 832

0.43 25 42 58 92 134 235 369 503

0.69 15 26 36 57 83 146 230 313

0.86 12 21 29 46 67 117 184 251

1.04 10 17 24 38 55 97 152 208

1.38 7 13 18 28 41 73 115 156

1.73 6 10 14 23 33 58 91 125

2.6 4 7 9 15 22 38 61 83

3.46 3 5 7 11 16 29 45 62

4.3 2 4 5 9 13 23 37 50

6.9 1 2 3 5 8 14 23 31

8.6 1 2 2.9 4 6 11 18 25

一般我们的一次设备区与主控室电能表屏在200～400 m左右，导线过长线路损耗越大，如何能够实现设备区与主控室电能表盘（屏）之间最短距离，对重要电能表应设专用的PT二次回路，即将电能表的二次回路与其他表计、继电保护装置等回路分开，采用PT的专用二次回路可以使电能表电压线圈的阻抗大，故通过专用电缆线中的电流I很小，从而可以减小二次回路电压降ΔU及由此带来的电能计量误有差εr，并且电能表采用专用电缆线后，其二次回路电压降不受其他负载变化的影响。根据公式R= eL/s导线线径过细截面积小容易造成电阻大 ，一般对电流二次回路，连接导线截面积应按电流互感器的额定二次负荷计算确定，至少应不小于4mm2,对电压二次回路，连接导线截面积应按允许的电压降计算确定，至少应不小于2.5 mm2。加粗PT二次导线的截面，可根据导线长度L（m）及所通过电流I（A）的大小，参照下列公式粗略估算所需截面S（mm2）的大小：对于I类计量装置： S≥0.24LI（mm2）；对于其它计量装置： S≥0.12LI（mm2）。建站比较早的变电站，由于时间早，运行时间长，有时可能伴有超负荷运行，使导线老龄化的速度加快，承载能力减弱， 我们应定期在大修时检测或更换计量二次回路导线。

三、回路所接电能表为机械式电能表，开关、熔断器接触电阻大，继电器接触点老化存在的误差等造成二次压降的产生及解决方法

若出线回路安装为机械式电能表，机械式电能表内部构成由铁芯、线圈和磁极等组成，消耗比较大，产生误差也较大，应把老机械表更换为多功能或智能电能表，将电能表安装在靠近在PT的开关室，可大大缩短二次导线的长度，从而可以大大减小二次回路压降ΔU及其引起的计量误差εr。当专用的PT二次回路中有必不可少的开关接点（例如双母线供电情况下，电能表的电压所必须通过的开关的联锁接点）时，应采用多接点并联，以减小接点接触电阻，专用的二次回路中如果接有保险管，对其接触好坏，应特别注意，要装用接触良好的保险管。《电能计量装置管理规程DL448-91》规定，安装在用户处的35kV以上计费用电压互感器二次回路，应不装设隔率开关辅助触点，但可装设熔断器；35kV及以下计费用电压互感器二次回路，应不装隔离开关辅助触点和熔断器。屏定母线一般都是建站时所接，由于设备运行时间较长，屏定母线导线裸漏部分容易氧化或者接触不够牢固造成接触电阻大，所以我们应该根据公司停电计划在其它设备检修时对接口位置进行打磨再紧固。

四、电压互感器的负载能力、端子老化或接触不够紧密造成二次压降的产生及解决方法

按照《电能计量装置技术管理规程》DL／T448－2000的规定，互感器实际二次负荷应在25%-100%额定二次负荷范围内，但是，随着季节的影响特别是夏季尤为突出负荷不能保证在理想的状态下运行，所以在用电高峰期实时监测电压，测量电压互感器二次压降是非常有必要的。经过现场调查发现，计量二次回路端子排存在表面氧化、腐蚀现象，这样就增大接触面积，增大二次阻抗。在工作现场，由于我们工作人员责任心不强，压接二次回路接头不够牢固，有松动现象，电压值不能在正常范围内，所以我们应该定期检查二次回路接线，对生锈或压接好的地方进行打磨再紧固，确保计量装置的安全运行，损失在最小范围内。

五、结束语电能计量是否准确、可靠，直接影响电能贸易结算的公平、公正，涉及供电企业的直接经济利益。而电能计量管理是保证电能计量准确、可靠的重要手段。统计数据表明，电压互感器二次回路压降的误差，已成为计量管理的一个重要环节。笔者从产生ＰＴ二次回路压降常见的原因着手，采取相应的整改措施，使得二次回路压降在允许范围之内。因此，做好ＰＴ二次回路压降的定期监测与维护，对保证电能计量公正合理，意义很大。

参考文献

（1）《电能计量》国家电网公司人力资源部 组编 陈向群主编 中国电力出版社

（2）《装表接电工》河南电力技师学院 编 中国电力出版社

（3）《电能计量装置技术管理规程》中华人民共和国电力行业标准 中国电力出版社