减少二次负荷对电压互感器二次压降的影响

摘 要：本文深入分析了电压互感器二次回路压降产生的原因，并根据实际测试数据，着重对比论证了变电站内二次负荷的大小对电压互感器二次回路压降的影响，提出了改造方法和建议。

关键词：电压互感器 二次压降 二次负荷 影响 分析

中图分类号：TM451 文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2012)06(b)-0132-02

电力系统电能计量综合误差由电压互感器（TV）误差、电流互感器（TA）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。压降过大，势必造成少计电量。因此，《电能计量装置技术管理规程》规定：Ⅰ、Ⅱ类用于贸易结算的电能计量装置中TV二次回路电压降应不大于其额定二次电压的0.2%；其他电能计量装置中TV二次回路电压降应不大于其额定二次电压的0.5%。否则应采取改进措施。

1 电压互感器二次回路压降的定义

电压互感器二次侧出线端钮到电能表表头端钮之间的电压幅值和相位角的损失，称为电压互感器二次回路电压降，简称TV二次压降。

2 TV二次回路压降产生的原因

在电厂及变电站计量回路中，室外的电压互感器与装设于控制室电度表盘上的电能表距离较远，一般在200m～400m左右，整个二次回路中有接线端子排、开关、熔断器及导线，必然存在接触电阻、导线电阻及分布参数，从而就存在着一定的回路阻抗，造成电压互感器与电能表间的二次回路上有电压降u,导致电压互感器二次端电压与电能表端电压的大小和相角都不相同，即比差和角差。

三相三线计量方式将校验仪测得的比差fab、fcb及角差δab、δcb之值代入下式，即可求得TV二次回路压降Uab、Ucb的值。

电压降引入的电能计量误差εr的计算：

式中：φ为线路平均功率因数角。

三相四线计量方式将校验仪测得的比差fa、fb、fc及角差δa、δb、δc之值代入下式，即可求得TV二次回路压降Ua、Ub和Uc的值。

电压降引入的电能计量误差εr的计算：

式中：φ为线路平均功率因数角。

3 影响电压互感器二次导线压降过大的因素

影响电压互感器二次导线压降过大的因素可以概括为以下几点。

（1）二次回路导线过长或导线截面积的过小。

（2）二次回路转接点太多造成接触电阻过大。

（3）电压互感器二次负荷过大。

4 北京地区变电站TV二次回路压降现状

目前，北京市电力公司共管理三张电网：220kV高压输电网、35kV～110kV高压配电网、10kV及以下配电网。北京地区近几年加速了变电站的建设，经过现场测试，新站TV二次回路压降均符合规程要求。但也有一些较早年代建立的变电站，由于设备运行时间较长，线路残旧老化，接触点不同程度氧化，经过多次改造后所带二次负荷增多，导致压降增大，严重影响了计量的准确性。

2003年，为了提高电能计量的准确性，北京市所有变电站将机械电能表统一更换为三相电子式多功能电能表，由于时间紧、工程量大，施工人员安装电子式多功能电能表后，并没有及时拆除原有的机械表。

仅以220kV清河变电站110kV线路为例，TV二次导线压降数据如表1。

清河变电站110kV线路属于Ⅱ类计量装置，TV二次回路压降应不大于0.2%。而以上压降数据明显超差，这是许多变电站内存在的普遍问题。

5 实际对比测试试验

为了进一步研究TV二次负荷对二次回路压降的影响，我们仍旧以清河变电站为例，拆除了以上线路已经禁用的机械式电能表后，TV二次导线压降数据如表2。

不难看出，拆除禁用的机械电能表后，二次回路负荷减小，压降也随之大幅减小。

6 减少压降的改造方法

降低PT二次回路压降、减小计量误差的技术改进措施可以从以下几个方面进行。

(1)对重要线路的电能表装设专用的PT二次回路，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，直接由PT二次端子单引专用电缆线至电能表。根据《电能计量工作标准》中《电能计量装置管理技术规程》DL/T448－2000的规定：“对10kV及以下电压供电的用户，应配置全国统一标准的电能计量柜或电能计量箱，对原有电能表与互感器分装且无保证计量安全措施的计量装置，应逐步进行技术改造；对35kV以上电压供电的用户或Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类贸易结算用电能计量装置，应按计量点配置计量专用电压、电流互感器或专用二次绕组及其二次回路，不得接入与电能计量无关的设备(如保护、测量等)”。但由于某些原因，一些老旧变电站过去设计时计量回路与测量回路是共用电流、电压回路的，造成计量误差较大，这就要逐步改造过来，使之符合规程规定要求[1]。

(2)尽量缩短导线长度，增大二次导线截面积，减少接点接触电阻。《电能计量装置管理技术规程》规定：互感器二次回路的连接导线应采用铜质单芯绝缘线，电压二次回路连接导线截面应按允许电压降计算确定，至少应不小于2.5mm2。当专用TV二次回路有必不可少的开关接点(如双母线供电时，电能表的电压所必须通过的隔离开关联锁接点)时，应采用多接点并联，以减少接点接触电阻；专用的二次回路如果接有保险管，对其接触好坏，应特别注意，要装用接触良好的保险管。《电能计量装置技术管理规程》DL448－2000还规定了35kV以上贸易结算用电压互感器二次回路，应不装设隔离开关辅助接点，但可装设熔断器；35kV及以下贸易结算用电压互感器二次回路，应不装设隔离开关辅助触点和熔断器。

(3)减少TV二次负荷。电压互感器二次负荷均为并联运行方式，根据欧姆定律可知，二次负荷越多，并联电阻越小，电流增大，从而二次负荷增大，致使压降增大。因此，应尽量减少二次负荷对TV二次回路压降的影响，特别是对于变电站来说，在每一次力保完成改造任务的同时，还应该考虑到把不用的旧设备彻底拆除，以免由于二次负荷的无端增大导致计量不准确。

(4)33采用二次压降补偿器。二次压降补偿器是一种输出电压幅值和相角可调的装置，利用它来提高加于电能表电压回路的电压，可补偿二次压降引起的负值比差，调整补偿器输出电压的相角，同时亦可补偿二次压降引起的角差。其优点是补偿调整在二次回路中进行，简便易行且补偿效果好；其缺点是在二次回路中增加了一个部件，使可能事故点也相应增加了一个。

7 结语

如何解决PT二次压降的问题，长期以来一直困扰着我们。在高压计量装置周期检定管理的工件中，往往忽略了指导整套装置的综合误差管理，片面地把电能表准确度看成是整套装置的误差，并且一直都这样运作，使得电能计量装置的精度与实际情况不符。客观存在告诉我们，影响计量综合误差存在几个方面的影响：电能表误差、PT误差、PT二次压降误差、CT误差。长期以来，计量的准确性一般都只从电能表误差、PT和CT误差作考核，从而忽略了二次电压线路的压降损耗。因此，要提高计量装置的准确性，不能忽视这个重要因素。但只要采取适当的技术措施，PT二次压降对计量的影响是可以减少的。

参考文献

[1] 中国华北电力集团公司.电能计量工作标准[S].中国电力出版社，2002.