PT二次壓降超差問題分析及對策

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【摘要】電壓互感器二次壓降問題是電力發(fā)、輸、變、配企業(yè)普遍存在的問題，它使系統(tǒng)電壓量測量產(chǎn)生偏差，不僅影響電力系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量，而且直接導(dǎo)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(zhǔn)確性，嚴(yán)重時會危及電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，本文通過筆者多年來的實際經(jīng)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(jī)理入手，提出了二次壓降的治理方案、交流學(xué)習(xí)解決的方法和建議，
【關(guān)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(shù)監(jiān)督是電力系統(tǒng)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(zhǔn)確性對核算運(yùn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，綜合平衡及節(jié)約能源等都有重要意義。在電力系統(tǒng)中開展電能計量的綜合誤差測試是實現(xiàn)電能正確計量的基本技術(shù)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(zhǔn)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(dāng)電能表、互感器的計量誤差符合國家有關(guān)規(guī)程規(guī)定時，由電壓互感器二次側(cè)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(dǎo)致電壓量測量產(chǎn)生偏差。根據(jù)《電能計量裝置技術(shù)管理規(guī)程》規(guī)定：“I、II類用于貿(mào)易結(jié)算的電能計量裝置中電壓互感器二次回路電壓降應(yīng)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(yīng)不大于其額定二次電壓的0.5%。”同時規(guī)定：“當(dāng)二次回路負(fù)荷超過互感器額定二次負(fù)荷或二次回路電壓降超差時應(yīng)及時查明原因。”
本文以拜城發(fā)電廠開展電能計量綜合誤差測試現(xiàn)狀調(diào)查為例證，進(jìn)行分析。
一、現(xiàn)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(shè)備的正常運(yùn)行。每年當(dāng)春秋陰雨季節(jié)或天氣潮濕、有大霧時經(jīng)常發(fā)出單相接地或電壓降低信號，經(jīng)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(hù)人員對二次回路及繼電保護(hù)觸點進(jìn)行打磨，對保護(hù)的繼電器進(jìn)行了整定，均未發(fā)現(xiàn)異常，經(jīng)過全面檢查，發(fā)現(xiàn)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(rèn)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(yùn)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(dāng)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(dǎo)電層構(gòu)成回路，致使電壓互感器的二次側(cè)發(fā)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(hù)誤發(fā)信號，造成故障，影響了二次回路的穩(wěn)定運(yùn)行，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。
2、電壓互感器裝置在變電設(shè)備現(xiàn)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(hù)、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(dǎo)線和各種輔助接點直流電阻的存在，在電纜兩端產(chǎn)生了電壓降，使負(fù)載端電壓低于PT端電壓U伏，產(chǎn)生了幅值（變比）和相角誤差。校驗拜城發(fā)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(biāo)，不僅影響了二次回路的穩(wěn)定運(yùn)行，而且直接影響到110 kV四條出線關(guān)口電能表計量裝置的準(zhǔn)確性。
從現(xiàn)狀調(diào)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(zhǔn)確度，由于電壓互感器二次壓降的單向性，致使電力企業(yè)漏計電能，同時對電力系統(tǒng)安全運(yùn)行也是一種潛在的威脅。技術(shù)維護(hù)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(dá)到國家頒布的電能計量裝置技術(shù)管理規(guī)程和電能計量裝置檢驗規(guī)程SD109-83的要求，必須揭示電壓互感器二次壓降的產(chǎn)生機(jī)理， 電壓互感器二次導(dǎo)線壓降引起的誤差的大小與二次導(dǎo)線的長度和線徑以及二次負(fù)載的大小和性質(zhì)有很大關(guān)系。技術(shù)人員通過查詢記錄、技術(shù)資料、現(xiàn)場檢查等，對直接影響到110kV關(guān)口電能表計量裝置的每個環(huán)節(jié)都進(jìn)行了全面分析。拜城發(fā)電廠升壓站已投入運(yùn)行20多年，原110kV電壓互感器二次回路的開關(guān)接點多且是串聯(lián)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(dǎo)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(hù)共用一個二次回路，現(xiàn)場測試發(fā)現(xiàn)電壓互感器一次回路電流大于200mA；原110kV電壓互感器二次導(dǎo)線截面為2.5mm2，長度100米左右，測試其二次導(dǎo)線壓降引起的誤差為—2.81%，不合符《計量檢定規(guī)程》規(guī)定。電壓互感器二次壓降由二次回路電流、二次回路導(dǎo)線阻抗和二次回路接觸電阻共同影響。二次回路導(dǎo)線阻抗和二次回路接觸電阻隨環(huán)境的變化而變化，二次電流又隨二次運(yùn)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(dǎo)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(dǎo)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(biāo) 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(dǎo)線截面積 定期打磨TV二次回路接插元件及導(dǎo)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(zhǔn)確性，甚至對系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)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(jié)起來可以分為降低二次導(dǎo)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?！?br /> 四、對策實施　
1、降低電壓互感器二次回路阻抗
在所有關(guān)于二次壓降及降壓措施的文獻(xiàn)中，當(dāng)分析二次壓降的成因時，電壓互感器二次導(dǎo)線阻抗是第一個被關(guān)注的參量。電壓互感器二次導(dǎo)線阻抗，可以通過增加導(dǎo)線截面積降低導(dǎo)線阻抗，且其阻抗變化具有隨機(jī)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(dú)鋪設(shè)，同時加增二次導(dǎo)線的截面為2×4mm 2，以減少二次回路導(dǎo)線電阻。實現(xiàn)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(guān)接點采用多接點并聯(lián)，裝用接觸良好的保險管，并定期對刀閘開關(guān)、熔斷器、端子的接觸部位進(jìn)行打磨、維護(hù)，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(dǎo)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(hù)繞組各自獨(dú)立，負(fù)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(shè)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(hù)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(dá)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(hù)技術(shù)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(biāo)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(guī)程規(guī)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(shè)備故障率，延長了設(shè)備的使用壽命。
4、結(jié)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(hù)的正確動作起到十分重要的作用，所以應(yīng)每年對其進(jìn)行校核，若出現(xiàn)超差，應(yīng)結(jié)合實際情況采取有效措施，進(jìn)行及時處理
參考文獻(xiàn)：
1、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實用技術(shù)問答（第二版）    中國電力出版社
2、王維儉.電氣主設(shè)備繼電保護(hù)原理與應(yīng)用.北京：中國電力出版社，1996
3、國家技術(shù)監(jiān)督局.GB 1208—97電流互感器.北京：1997
作者簡介：
曾祥東，男，助理工程師、變電檢修技師，從事電氣設(shè)備技術(shù)管理工作。
電話： 13899253379  
  景香玲，女，漢族，電測計量高級工，從事電測技術(shù)監(jiān)督工作。
羅斐，女，漢族，電氣高級工，從事電測技術(shù)維護(hù)工作。