上海人民电器厂

全国服务热线
13761171482021-51602713
当前位置 >> 新闻资讯 >> 产品知识 >> 电压互感器二次回路压降对计量影响

电压互感器二次回路压降对计量影响

点击数: 发布时间:2020-11-07 01:11:06

1  电压互感器二次回路的接线形式现场运行中按照电压等级的不同,电压互感器二次回路采用了不同的接线形式。

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保护设施,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如下分析。电压互感器与电能表相距较远(一般大于10m)。为了在测量电压互感器压降时,不断其一次侧刀闸进行试验接线,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,可不考虑两者之间的电压降。测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。采用这种接线方式开展测试工作安全、方便。

image.png

当电压互感器与电能表相距较近时,在实际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入电能表接线盒B,二次导线截面积大于4mm,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,一般不考虑电压降误差,但至少应每2年1次在停电的情况下检查和处理电压互感器二次端子接头生锈、腐蚀等情况。

image.png

(2)电压互感器二次通过插件接至电能表接线盒,如图三所示。这种接线方式一般是电压互感器装在手车柜上,用上电后就不再管理,压降不易侧试。实际这类“插件”操作频繁,接触电阻不能忽略。

image.png

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须装设保护设备(熔丝或快速空气开关),防止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,可测量出从接线盒A到电能表之间的电压降,同样电压互感器二次端子接头应至少2年1次检查和处理锈腐等情况。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测量,同时测量时应有足够的操作距离,保证工作人员的安全。

电压互感器电缆首端、中端和末端保护层金属部分一定要可靠接地,以屏蔽外磁场感生的电势,保证电压降测量的准确性。

image.png

2  降低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产生不良影响,为此人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回路阻抗、减小回路电流。和增加补偿装置等三大类降低二次压降的措施。下面就这三种降低二次压降措施进度

2.1降低回路阻抗

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。根据前面分析的结果,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分。

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,而且导线截面积过小,因而二次回路导线电阻成为回路阻抗中最被关注的因素。为此在《电能计量装置技术管理规程》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规定:互感器二次回路的连接导线应采用铜质单芯绝缘线。对电压二次回路,连接导线的截面积应按允许的电压降计算确定,至少应不小于2.5mm。在实际工作中,电压互感器二次回路线路的截面积一般选在6mm。但无论若何选取导线截面积,导线阻抗是存在的,只是量值的大小而已。

2)接插元件内阻

考虑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,在不考虑接触电阻的前提下,各元件的自阻和可以认为是一个定值,该值很小,并且不易减小。

3)接触电阻

许多文献指出,在电压互感器二次回路阻抗中,接触电阻占很大的比重,其阻值是不稳定的,受接触点状态和压力以及接触表面氧化等因素的影响,阻值不可避免地发生变化,且这种变化是随机的,又是不可预测的。接触电阻的阻值在不利情况下,将比二次导线本身的电阻还大,有时甚至大到几倍。测试中,二次线压降通常都比计算值大许多,其根本原因就是没有估计到接触电阻有如此大的变化。

从上述分析中,可以清楚看到,电压互感器二次回路阻抗的三个组成部分中,可以通过增加导线截面积降低导线阻抗;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。于是得到降低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大截面积导线;

(2)定期打磨接插元件、导线的接头,尽量减小接触阻抗。

但无论采取何种处理手段,都只能将二次回路阻抗减小到一个数值,不能减小到零。

2.2减小回路电流

一般情况下,电压互感器二次计量绕组与保护绕组是分开的,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大于200mA时,可采取以下措施减小电流:

1)采用专用计量回路

目前电压互感器二次一般有多个绕组,且计量绕组与保护绕组各自独立。否则电压

互感器二次回路电流较大。

2)单独引出电能表

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大,但通过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)电能表计端并接补偿电容

由于感应式电能表电压回路为电压线圈,电抗值较大,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分量较大,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补偿电容的方法,可以降低电压互感器二次回路电流的无功分量,从而降低电压互感器二次回路电流,达到降低压降的目的。实际并接电容时,应选好电容值,一般以压降的角差最小为最佳选值。还应注意电容的耐压,以保证可靠性。但是此措施由于未被有关部门完全认可,所以并未被广泛采用,建议慎重使用。

5)装设电子电能表

电子电能表功能全,往往1只表可代替有功、无功,最大需量及复费率等表,因而可减小电能表计数量,同时电子电能表输入阻抗高,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大大降低,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法中,采用专用计量回路和装设电子电能表的效果明显,而且易于实现。但使用上述方法减小电压互感器二次回路电流方案,只能有效降低回路中电流到一定值,因为该值是由仪表数量和仪表阻抗性质决定的,一旦接线形式和连接仪表数量确定了,二次回路电流的大小就基本确定了,即由于电压互感器二次回路接线特点决定了二次回路电流,无论采用何种方法,电压互感器二次电流不可能等于零。

2.3增加补偿装置

目前补偿器种类较多,从原理上分,主要有3种:定值补偿式、电流跟踪式、电压跟踪式。

1)定值补偿式

定值补偿式补偿器根据其工作原理可以分为有源定值补偿器和无源定值补偿器。无源定值补偿器的工作原理是利用自祸变压器补偿比差,利用移相器补偿角差。利用此补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,从而达到补偿的目的。这种补偿器可以对回路阻抗和回路电流一定的线路调节补偿电压,使二次压降为零。但如果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大或电压互感器二次负载电流发生改变,这种补偿器就不能适应了。采用无源定值补偿装置,可靠性相对较高。有源定值补偿器的工作原理是在电压互感器二次回路中计量仪表接入端口处串入一个定值的电压源,达到提高计量仪表的入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定时,调节补偿电压,使二次压降接近于零,但二次回路阻抗或电流发生变化时,这种补偿器就不适应了。

总之,定值补偿器在电压互感器二次回路阻抗和回路电流不变的前提下,能够对二次压降进行有效补偿,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起二次压降的变化,因此不可避免地引起电压互感器二次综合压降欠补偿或过补偿现象发生。由此可以说,定值补偿装置(无论是有源的,还是无源的)在设计时就存在缺陷,是绝对禁止用于二次压降。

2)电流跟踪式

电流跟踪式补偿器基本原理是利用电子线路通过对电压互感器二次回路电流的跟踪产生一个与二次回路阻抗大小相等的负阻抗,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。这种补偿器对于二次线路较长的,可补偿线阻。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,可以保持压降为零。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,如果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,这是该补偿器的局限性。

换句话就是说,电流跟踪式补偿器的设

计前提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可以达到补偿二次压降的目的。从前面对二次回路阻抗的特性分析可以看出,电压互感器二次回路阻抗是变化的,且具有一定随机性,显然电流跟踪式补偿器同样存在设计缺陷,可能造成过补偿或欠补偿现象的发生,因而也是绝对禁止用于二次压降补偿的。

3)电压跟踪式

电压跟踪式补偿器的原理是通过一取样电缆,将电压互感器二次端电压信号与电能表计端电压信号进行比较,以产生1个与二次回路压降大小相等,方向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导致回路电压改变时,补偿器自动跟踪压降的变化并产生相应变化的补偿电压叠加于电压互感器二次回路,以保持回路压降始终为零。因而这种补偿器几乎适用于所有场合,唯一不足的是需同时敷设一条从电压互感器二次端电压信号取样的电缆。

2.4其他方法

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、端子排的接触电阻造成的PT二次压降,但取消开关、熔断器设备后,计量二次回路的失去故障保护,后果严重,不宜采用。

2)调快电能表:此措施可临时性地解决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大,PT二次压降增大。同时,此措施在电能计量管理规定上是不允许的。

3)对PT二次同路实施定值补偿:此措施与调快电能表的措施相仿,只能临时性地解决PT二次压降问题,不能实施动态补偿。

在线咨询

点击这里给我发消息 客服主管

在线咨询

微信扫一扫

微信联系
返回顶部