PT二次压降超差问题分析及对策

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【摘要】电压互感器二次压降问题是电力发、输、变、配企业普遍存在的问题，它使系统电压量测量产生偏差，不仅影响电力系统运行质量，而且直接导致电能计量误差，这种计量误差直接归算到电能计量综合误差之中。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，本文通过笔者多年来的实际经验以及在实际工作中碰到和解决的问题，从分析电压互感器二次压降的形成机理入手，提出了二次压降的治理方案、交流学习解决的方法和建议，
【关键词】电压互感器    二次压降    电能计量误差  处理
引  言
电测技术监督是电力系统的一个重要组成部分，定期做好电压互感器二次回路压降的检测工作，确保电能计量的准确性对核算运行经济技术指标，综合平衡及节约能源等都有重要意义。在电力系统中开展电能计量的综合误差测试是实现电能正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以及电压互感器到电能表的二次回路线路压降。长期以来，计量的准确性一般都只从电能表误差、电压互感器和电流互感器误差作考核，从而忽略了二次电压线路的压降损耗。当电能表、互感器的计量误差符合国家有关规程规定时，由电压互感器二次侧到电能表端子之间二次回路线路的电压降(简称为PT二次电压降)，将导致电压量测量产生偏差。根据《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电压互感器二次回路电压降应不大于其额定二次电压的0.25%；其他电能计量装置中电压互感器二次回路电压降应不大于其额定二次电压的0.5%。”同时规定：“当二次回路负荷超过互感器额定二次负荷或二次回路电压降超差时应及时查明原因。”
本文以拜城发电厂开展电能计量综合误差测试现状调查为例证，进行分析。
一、现状分析
1、电压互感器是一次和二次回路的重要元件，向测量仪器|仪表、继电器的线圈等供电，能正确反映电气设备的正常运行。每年当春秋阴雨季节或天气潮湿、有大雾时经常发出单相接地或电压降低信号，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。电气二次维护人员对二次回路及继电保护触点进行打磨，对保护的继电器进行了整定，均未发现异常，经过全面检查，发现110kV母线电压互感器的二次接线的线头长年老化，有放电的痕迹。分析认为这种户外式电压互感器的二次接线引出端比较短，造成二次配线时所留线头端子短。正常运行时，由于北方气候干燥，常年少雨，但灰尘大，空气中的污物比较多。当天气是阴雨或潮湿时，就会在电压互感器的二次接线表面形成一个导电层构成回路，致使电压互感器的二次侧发生单相接地或电压降低。但这不是真正线路上的接地和短路，只是二次回路保护误发信号，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。
2、电压互感器装置在变电设备现场，二次电压需要通过几十米至几百米的电缆及各种辅助接点接到控制室，供继电保护、自动装置、测量仪表的电压线圈及电压回路。由于二次回路电缆导线和各种辅助接点直流电阻的存在，在电缆两端产生了电压降，使负载端电压低于PT端电压U伏，产生了幅值（变比）和相角误差。校验拜城发电厂110kVⅠ、Ⅱ段电压互感器二次回路压降均为0.7285％，110kVⅠ、Ⅱ段电压互感器二次回路压降超标，不仅影响了二次回路的稳定运行，而且直接影响到110 kV四条出线关口电能表计量装置的准确性。
从现状调查中，可以看出电压互感器二次压降直接影响电能计量的准确度，由于电压互感器二次压降的单向性，致使电力企业漏计电能，同时对电力系统安全运行也是一种潜在的威胁。技术维护人员商讨后决心彻底解决这个问题，使110kVⅠ、Ⅱ电压互感器二次回路压降由0.7285％减小到电压互感器二次出口电压的0.15％。
二、原因分析
若要达到国家颁布的电能计量装置技术管理规程和电能计量装置检验规程SD109-83的要求，必须揭示电压互感器二次压降的产生机理， 电压互感器二次导线压降引起的误差的大小与二次导线的长度和线径以及二次负载的大小和性质有很大关系。技术人员通过查询记录、技术资料、现场检查等，对直接影响到110kV关口电能表计量装置的每个环节都进行了全面分析。拜城发电厂升压站已投入运行20多年，原110kV电压互感器二次回路的开关接点多且是串联的，接触点不同程度氧化，还有二次回路中闲置的电能表多，从而导致电压互感器二次回路接触电阻大。原110kV电压互感器测量、计量与保护共用一个二次回路，现场测试发现电压互感器一次回路电流大于200mA；原110kV电压互感器二次导线截面为2.5mm2，长度100米左右，测试其二次导线压降引起的误差为—2.81%，不合符《计量检定规程》规定。电压互感器二次压降由二次回路电流、二次回路导线阻抗和二次回路接触电阻共同影响。二次回路导线阻抗和二次回路接触电阻随环境的变化而变化，二次电流又随二次运行方式的不同而改变。
三、制定对策 
序号 1 2 3
要因 TV二次导线阻抗大 TV二次回路接触电阻大 TV二次回路电流大
对策 降低TV二次导线阻抗 减小TV二次回路接触电阻 减少TV二次回路电流
目标 110kVⅠ、Ⅱ段TV二次回路压降由0.7285%减小到TV二次出口电压的0.15%
措施 增加TV二次导线截面积 定期打磨TV二次回路接插元件及导线的接头 TV二次采用专用计量回路
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产生不良影响，为此我们在改善二次压降方面做了大量工作，归结起来可以分为降低二次导线阻抗、减少二次回路接触电阻、减小回路电流，三大类降低电压互感器二次压降的措施。　
四、对策实施　
1、降低电压互感器二次回路阻抗
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，电压互感器二次导线阻抗是第一个被关注的参量。电压互感器二次导线阻抗，可以通过增加导线截面积降低导线阻抗，且其阻抗变化具有随机性。于是得到降低电压互感器二次回路阻抗的具体方案为：
将拜电110kV电压互感器Ⅰ、Ⅱ母线的电度表电压回路的二次电缆单独铺设，同时加增二次导线的截面为2×4mm 2，以减少二次回路导线电阻。实现了减少二次电缆电阻的目的。
2、减小电压互感器二次回路接触电阻
电压互感器二次回路的开关接点采用多接点并联，装用接触良好的保险管，并定期对刀闸开关、熔断器、端子的接触部位进行打磨、维护，消除接触电阻的影响。通过减小接触阻抗，从而降低电压互感器二次回路阻抗，因此使二次导线压降引起的误差大大减少了。
3、减少电压互感器二次回路电流
　采用专用计量回路减小电流，将计量绕组与保护绕组各自独立，负载电流小于200mA。减小电压互感器二次回路电流，从而降低110kV电压互感器二次压降。  电能表重新装设一条电能计量专用的电压互感器二次回路，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，直接由电压互感器二次端子单引电缆专线至电能表。通过降低电压互感器二次回路电流，因而使得电压互感器二次回路电流减小，压降也就降低了，从而达到了提高计量精度、减少计量损失的目的。
五、效果
在二次维护技术人员的共同努力下，解决了影响拜城电厂110kV电压互感器二次压降超标的各方面因素，通过效果验证110kVⅠ、Ⅱ段母线电压互感器二次回路压降由0.7285%减小到电压互感器二次出口电压的0.147%，共减小误差0.5815％，满足了国家电力部颁布的规程规定（对Ⅰ类计量对象的电压互感器二次压降与一次额定电压≤0.25%）。减小设备故障率，延长了设备的使用寿命。
4、结束语
电压互感器二次压降定期检测对电测计量管理和继电保护的正确动作起到十分重要的作用，所以应每年对其进行校核，若出现超差，应结合实际情况采取有效措施，进行及时处理
参考文献：
1、电力系统继电保护实用技术问答（第二版）    中国电力出版社
2、王维俭.电气主设备继电保护原理与应用.北京：中国电力出版社，1996
3、国家技术监督局.GB 1208—97电流互感器.北京：1997
作者简介：
曾祥东，男，助理工程师、变电检修技师，从事电气设备技术管理工作。
电话： 13899253379  
  景香玲，女，汉族，电测计量高级工，从事电测技术监督工作。
罗斐，女，汉族，电气高级工，从事电测技术维护工作。