电压互感器二次回路降压的治理措施
    

: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,是以本文从分析电压互感器二次压降的形成机理进手,并提出最为合理的二次压降治理方案。
电压互感器,二次压降,抵偿
Abstract
Because the PT secondary loop voltage drop directly affects energy measurement. After consulting the PT secondary loop voltage drop a great amount of materials
the accuracy of the electric,the best method to reduce was put forward based on analyzing the cause of which.
Keywords: voltage transformer, secondary voltage drop, compensation
1、绪论
随着电力市场的改造,电能计量关系到直接的经济利益,做好PT二次回路压降的经管与改造工作,对保证电能计费的公正合理意义较年夜。准确的电能计量对核算发、供电电能,综合平衡及考核电力系统经济技术指标,勤俭能源,合理收取电费等都有重要意义。在电力系统中展开电能计量的综合误差测试是实现电能准确计量的基本技术措施之一。电能计量的综合误差包括电能表、电流互感器、电压互感器的计量误差和电压互感器到电能表的二次回线路路压降。当电能表、互感器的计量误差合适国家有关规程划定时,由电压互感器二次侧到电能表端子之间二次回线路路的电压降(简称为PT二次电压降),将致使电压量丈量发生误差。
PT二次压降问题是电力发、输、变、配企业普遍存在的问题,它使系统电压量丈量发生误差,不仅影响电力系统运行质量,而且直接致使电能计量误差,这类计量误差直接回算到电能计量综合误差之中。
几年来,经常发生电压互感器二次接线故障,直接影响二次回路的平安运行,给厂家经济造成一定的损失。电压互感器是一次和二次回路的重要元件,向丈量仪表、继电器的线圈等供电,能准确反映电气装备的正常运行。故障现象:35kV母线电压互感器年夜部门采用的型号3XJDJJ-35,电压比是:(请参考参考文献 )。每一年当年龄阴雨季节或天气湿润、有年夜雾时,中控室就会经常发出单相接地或电压下降旌旗灯号,经值班人员切换电压表,有一相或两相电压指示下降,另两相或一相电压指示值不变,陈述梯调请电气二次班前来处置。电气二次人员对二次回路及继电庇护触点进行了打磨,对庇护的继电器进行了整定,均未发现异常。经多方查找,发现35KV母线电压互感器的二次接线的线头终年老化,有放电的痕迹。经分析,这类户外式电压互感器的二次接线引出端比力短,二次配线时所留线头端子比力短。一般正常运行时,由于北方天气干燥,常年少雨、灰尘年夜,空气中的污物比力多。当天气是阴雨或湿润时,就会在电压互感器的二次接线概况形成一个导电层组成回路,致使电压互感器的二次侧发生单相接地或电压下降。但这不是真正线路上的接地和短路,只是二次回路庇护误发旌旗灯号,造成故障,影响了二次回路的稳定运行,造成一定的经济损失。
有文献指出,电压互感器装配在变电装备现场,二次电压需要经由过程几十米至几百米的电缆及各类辅助接点接到控制室,供继电庇护、自动装配、丈量仪表的电压线圈及电压回路。这些负载的年夜小,决议了二次回路电流的年夜小。由于二次回路电缆导线和各类辅助接点直流电阻的存在,在电缆两头发生了电压降,使负载端电压低于PT端电压U伏,发生了幅值(变比)和相角误差。其误差年夜小决议于二次回路直流电阻年夜小,负载年夜小(二次电流年夜小)、性质(负载功率因数)及其毗连方式。
有文献指出,某省网年售电100亿度,PT二次压降平均为1伏,按PT二次额定电压为100伏计较,漏计电能为1亿度,按0.2元/度计较,损失电费2000万元。
文献指出,某发电厂110kVI段电压互感器二次回路压降为0.62%。110kVI段电压互感器二次回路压降超标,直接影响到3号发机电关口电能表计量装配的准确计量。3号机每一年平均上网电量为2亿千瓦时,丢失电量△W=W*0.62%=1240000kWh,即年损失电量达124万度。
从上述例子中,可以看出PT二次压降直接影响电能量计量的准确度,由于PT二次压降的单向性,致使电力企业漏计电能,致使巨额经济损失;同时对电力系统平安运行也是一种潜在的威胁。
2、电压互感器二次回路的接线形式
现场运行中依照电压品级的分歧,电压互感器二次回路采用了分歧的接线形
式。


1.10kV至35kV电压互感器二次接线
电压互感器一次侧(高压侧)有熔丝,二次不设熔丝和任何其他庇护举措措施,以减小电压互感器二次回路压降。从电压互感器与电能表距离的远近进行以下分析。
电压互感器与电能表相距较远(一般年夜于10m)。为了在丈量电压互感器压降
时,不竭其一次侧刀闸进行实验接线,采用图一所示接线形式。电压互感器二次出线进专用接线盒A,由于一般情况下电压互感器二次端子与接线盒A之间的距离小于0.5m,可不斟酌两者之间的电压降。丈量电压互感器二次压降时,二次电缆线从接线盒A接至电能表专用接线盒B,即可测出其间的电压降。采用这类接线方式展开测试工作平安、利便。


当电压互感器与电能表相距较近时,在现实电力客户接线时又分为两种情况。
(1)电能表直接装在电压互感器柜上(如手车柜),电压互感器二次电缆直接进进电能表接线盒B,二次导线截面积年夜于4mm(请参考),如图二所示。电能表与电压互感器二次端子之间连线距离小于lm,一般不斟酌电压降误差,但至少应每2年1次在停电的情况下检查和处置电压互感器二次端子接头生锈、侵蚀等情况。




(2)电压互感器二次经由过程插件接至电能表接线盒,如图三所示。这类接线方式通常为电压互感器装在手车柜上,用上电后就不再经管,压降不容易侧试。现实这类“插件”操作频仍,接触电阻不能疏忽。




2.110kV及以上电压互感器二次接线
电压互感器一次侧没有熔丝,电压互感器二次侧必需装设庇护装备(熔丝或快速空气开关),避免电压互感器二次短路。对于进线供电的情况,为了保证计量准确,便于加封,在电压互感器杆下装设专用电压互感器端子箱,接线方式如图四所示。将接线盒A和快速开关ZKK装于电压互感器二次箱内,二次电缆从快速开关ZKK直接接到电能表接线盒B,可丈量出从接线盒A到电能表之间的电压降,一样电压互感器二次端子接头应至少2年1次检查和处置锈腐等情况。ZKK应使用单相的快速空气开关,便于对电压互感器进行一相一相的丈量,同时丈量时应有足够的操作距离,保证工作人员的平安。电压互感器电缆首端、中端和结尾庇护层金属部门一定要靠得住接地,以屏障外磁场感生的电势,保证电压降丈量的准确性。




3、下降二次压降的措施
由于电压互感器二次压降直接影响电能计量的准确性,甚至对系统稳定运行发生不良影响,为这人们在改善二次压降方面做了年夜量工作,回结起来可以分为下降回路阻抗、减小回路电流和增加抵偿装配等三年夜类下降二次压降的措施。下面就这三种下降二次压降措施进行细致分析。

1.下降回路阻抗
在所有关于二次压降及降压措施的文献中,当分析二次压降的成因时,电压互感器二次回路阻抗是第一个被关注的参量。凭据前面分析的成效,电压互感器二次回路阻抗包括:导线阻抗、接插元件内阻和接触电阻等三个组成部门。
1.1导线阻抗
由于电压互感器二次回路的长度达100米至500米之间,而且导线截面积太小,因而二次回路导线电阻成为回路阻抗中最被关注的身分。为此在《电能计量装配技术经管规程》DL/T448-2000中,对计量用电压互感器二次回路的侧试作出了相关的划定:互感器二次回路的毗连导线应采用铜质单芯尽缘线。对电压二次回路,毗连导线 的截面积应按允许的电压降计较肯定,至少应不小于2.5mm。在现实工作中,电压互感器二次回线路路的截面积一般选在6mm。但不管若何拔取导线截面积,导线阻抗是存在的,只是量值的年夜小而已。
1.2接插元件内阻
斟酌到电压互感器二次回路中存在刀闸、保险、转接端子和电压插件等接插元件,在不斟酌接触电阻的条件下,各元件的自阻和可以认为是一个定值,该值很小,而且不容易减小。
1.3接触电阻
许多文献指出,在电压互感器二次回路阻抗中,接触电阻占很年夜的比重,其阻值是不稳定的,受接触点状态和压力和接触概况氧化等身分的影响,阻值不成避免地发生变化,且这类变化是随机的,又是不成展望的。接触电阻的阻值在晦气情况下,将比二次导线自己的电阻还年夜,有时甚至年夜到几倍。测试中,二次线压降凡是都比计较值年夜许多,其基本缘由就是没有估量到接触电阻有如斯年夜的变化。
从上述分析中,可以清晰看到,电压互感器二次回路阻抗的三个组成部门中,可以经由过程增加导线截面积下降导线阻抗;接插元件内阻基本不变;接触电阻占主导地位,且其阻抗变化具有随机性。因而获得下降电压互感器二次回路阻抗的具体方案为:
(1)电压互感器二次回路更换更年夜截面积导线;
(2)定期打磨接插元件、导线的接头,尽量减小接触阻抗。
但不管接纳何种处置手段,都只能将二次回路阻抗减小到一个数值,不能减小到零。
2.减小回路电流
一般情况下,电压互感器二次计量绕组与庇护绕组是分隔的,计量绕组负载为电能表等,负载电流小于200mA,因而现场测试若发现电压互感器一次回路电流年夜于200mA时,可接纳以下措施减小电流:
(1)采用专用计量回路
今朝电压互感器二次一般有多个绕组,且计量绕组与庇护绕组各自自力。否则电压互感器二次回路电流较年夜。
(2)零丁引出电能表
专用电缆对于计量绕组表计较多的情况,即使该绕组负载电流较年夜,但经由过程专用电缆的电流因只有电能表计的负载而减小,因而电能表计回路的电压互感器二次回路压降也较小。
(3)选用多绕组的电压互感器
对于新建或改造电压互感器的情况,有的电压互感器有两个二次主绕组和1个辅助绕组,可取主绕组中的1个作为电能计量专用二次绕组,这样该回路因只接有电能表而使电流较小,从而压降也较小。
(4)电能表计端并接抵偿电容
由于感应式电能表电压回路为电压线圈,电抗值较年夜,使得流过电压线圈的电流即电压互感器二次回路电流无功份量较年夜,电压互感器二次回路负载功率因数较低。采用在电能表电压端子间并接抵偿电容的方式,可以下降电压互感器二次回路电流的无功份量,从而下降电压互感器二次回路电流,到达下降压降的目的。现实并接电容时,应选好电容值,一般以压降的角差最小为最好选值。还应注重电容的耐压,以保证靠得住性。可是此措施由于未被有关部门完全认可,所以并未被普遍采用,建议慎重使用。
2.5装设电子电能表
电子电能表功能全,往往1只表可取代有功、无功,最年夜需量及复费率等表,因而可减小电能表计数目,同时电子电能表输进阻抗高,单只表负载电流只有30mA左右,因而使得电压互感器二次回路电流年夜年夜下降,压降也就较小。
在上述5种减小电压互感器二次回路电流的方式中,采用专用计量回路和装设电子电能表的效果较着,而且易于实现。但使用上述方式减小电压互感器二次回路电流方案,只能有用下降回路中电流到一定值,由于该值是由仪表数目和仪表阻抗性质决议的,一旦接线形式和毗连仪表数目肯定了,二次回路电流的年夜小就基本肯定了,即由于电压互感器二次回路接线特点决议了二次回路电流,不管采用何种方式,电压互感器二次电流不成能等于零。
3.增加抵偿装配(虽然是不提倡,可是在方式是却是可行的,许多文献上都有这个方式)
今朝抵偿器种类较多,从原理上分,主要有3种:定值抵偿式、电流跟踪式、
电压跟踪式。
3.1定值抵偿式
定值抵偿式抵偿器凭据其工作原理可以分为有源定值抵偿器和无源定值抵偿器。无源定值抵偿器的工作原理是哄骗自祸变压器抵偿比差,哄骗移相器抵偿角差。哄骗此抵偿器可以将电能表计端电压与电压互感器二次端电压幅值与相位调至相等,从而到达抵偿的目的。这类抵偿器可以对回路阻抗和回路电流一定的线路调理抵偿电压,使二次压降为零。但若是二次回路阻抗或电流发生变化,例如熔体电阻或端子接触电阻增年夜或电压互感器二次负载电流发生改变,这类抵偿器就不能顺应了。采用无源定值抵偿装配,靠得住性相对较高。
有源定值抵偿器的工作原理是在电压互感器二次回路入彀量仪表接进端口处串进一个定值的电压源,到达提高计量仪表的进口电势以抵消二次压降影响的目的。当电压互感器二次回路阻抗和回路电流一按时,调理抵偿电压,使二次压降接近于零,但二次回路阻抗或电流发生变化时,这类抵偿器就不顺应了。
总之,定值抵偿器在电压互感器二次回路阻抗和回路电流不变的条件下,能够对二次压降进行有用抵偿,由于不能跟踪电压互感器二次回路阻抗和回路电流发生变化而引发二次压降的变化,是以不成避免地引发电压互感器二次综合压降欠抵偿或过抵偿现象发生。由此可以说,定值抵偿装配(不管是有源的,仍是无源的)在设计时就存在缺陷,是尽对制止用于二次压降抵偿的。
3.2电流跟踪式
电流跟踪式抵偿器基来源根基理是哄骗电子线路经由过程对电压互感器二次回路电流的跟踪发生一个与二次回路阻抗年夜小相等的负阻抗,最终使二次回路总阻抗等效为零。这样,即使有PT二次回路电流的存在,由于回路阻抗为零,压降也为零。这类抵偿器对于二次线路较长的,可抵偿线阻。对于PT二次负载不稳定、二次电流变化的回路,由于二次回路总阻抗等效为零,可以连结压降为零。但对于二次回路阻抗变化的情况,则不能自动跟踪,也就是说,若是熔体电阻或接点接触电阻发生改变,则回路等效阻抗就不为零了,这是该抵偿器的局限性。
换句话就是说,电流跟踪式抵偿器的设计条件是电压互感器二次回路阻抗不变,只要跟踪二次回路变化的电流就能够到达抵偿二次压降的目的。畴前面临二次回路阻抗的特征分析可以看出,电压互感器二次回路阻抗是变化的,且具有一定随机性,显然电流跟踪式抵偿器一样存在设计缺陷,可能造成过抵偿或欠抵偿现象的发生,因而也是尽对制止用于二次压降抵偿的。
3.3电压跟踪式
电压跟踪式抵偿器的原理是经由过程一取样电缆,将电压互感器二次端电压旌旗灯号与电能表计端电压旌旗灯号进行比力,以发生1个与二次回路压降年夜小相等,标的目的相反的电压叠加于电压互感器二次回路,使电压互感器二次回路电压降等效为零。当电压互感器二次回路电流或阻抗改变致使回路电压改变时,抵偿器自动跟踪压降的变化并发生响应变化的抵偿电压叠加于电压互感器二次回路,以连结回路压降始终为零。因而这类抵偿器几近适用于所有场所,唯一不足的是需同时敷设一条从电压互感器二次端电压旌旗灯号取样的电缆。
3.4今朝运用较多,效率较高的二次压降自动抵偿装配
3.4.1自动抵偿装配的原理
PT二次压降自动跟踪抵偿器的原理如图五所示,图五中:



U为PT二次绕组出口a点电压,U1为二次回路结尾电能表端子c点电压:
U为PT二次回路综合电阻R(导线电阻和接触电阻之和)上的压降,即PT二次回路压降;
U1为PT二次压降自动跟踪抵偿器的输出电压。
当调整电路参数适当,使U=U1,则下式成立:
U1=U-U+U1=U
即抵消PT二次回路压降U的影响,使电能表端子c点的电压等于PT出口a点的电压,如同将电能表直接接到PT出口点上。从而到达了提高计量精度、削减计量损失的目的。
3.4.2运用效果
PT二次压降自动跟踪抵偿器要选择经由过程权威电力部门的 产物型式实验及格的产物,并连系本单元的具体情况,选择响应型号。在投运前,必需进行现场的性能、功能、抗干扰、附加波形失真等实验,确保装配的技术指标和功能知足产物的技术要求和合适现场现实条件。
某发电单元220kV电压互感器二次电能计量回路运用PT二次压降自动跟踪抵偿器,效果优秀,其投运带满负载后PT二次压降丈量值以下表:从下表可知,PT二次压降自动跟踪抵偿器实现了矢量抵偿,即实现比差和角差的抵偿,抵偿后的PT二次压降小于二次额定电压的0.2%,完万能知足电能计量装配经管规程的要求,到达了提高计量精度、削减计量损失的目的。



4.其他方式
4.1取消PT二次回路的开关、熔断器、端子排等:此措施可避免开关、熔断器、端子排的接触电阻酿成的PT二次压降,但取消开关、熔断器装备后,计量二次回路的失往故障庇护,后果严重,不宜采用。
4.2调快电能表:此措施可姑且性地解决PT二次压降问题,但在开关、熔断器、接线端子上形成的接触电阻是变化的,随着时间的推移,导体接触部位逐渐老化,其接触电阻亦逐渐增年夜,PT二次压降增年夜。同时,此措施在电能计量经管划定上是不允许的。
4.3对PT二次同路实施定值抵偿:此措施与调快电能表的措施相仿,只能姑且性地解决PT二次压降问题,不能实施动态抵偿
4、结语
综上分析,电压互感器二次回线路路压降由二次等效阻抗和二次回路电流配合影响。这两个影响身分又随情况和工况分歧而变化:二次等效阻抗又随情况的变化而变化,二次电流也随二次运行方式的分歧而改变。若要到达国家公布的电能计量装配技术经管规程和电能计量装配检验规程SD109-83的要求,必需揭示PT二次压降的发生机理,并设计抵偿法子,对电压互感器的二次负荷进行抵偿。
电压互感器二次压降的治理措施有下降二次回路阻抗、减小回路电流和加装抵偿装配三种。下降二次回路阻抗、减小回路电流两种方式在保证二次压降原有性质的根蒂根基上,可以有用下降二次压降,但不能保证二次压降始终不年夜于电压互感器二次出口电压的0.25%要求;加装电压跟踪式抵偿装配,可以保证二次压降始终不年夜于电压互感器二次出口电压的0.25%要求,但要注重电压互感器二次压降单向性的特点,确保欠抵偿才是有用的。

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    收录时间:2015年08月25日 23:05:06 来源:E路风机网 作者:匿名
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