摘 要：文章結(jié)合變電站實(shí)際情況，就如何采取相關(guān)措施減少電流互感器或電壓互感器的計(jì)量誤差，從而最大限度的減少變電站計(jì)量損失，為提高供電企業(yè)供電可靠性和安全性提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：變電站；計(jì)量；限度

引言

變電站在日常運(yùn)行中，時常存在變電站內(nèi)電流互感器、電壓互感器精度過低、選擇變比不恰當(dāng)、二次回路負(fù)載過大或者是二次容量選擇不恰當(dāng)?shù)仍?，造成變電站少?jì)或者是漏計(jì)電量的情況。由于發(fā)現(xiàn)的不及時以及長期未引起注意，既給我們供電企業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，也給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成了極大的安全隱患。本文結(jié)合變電站實(shí)際闡述如何最大限度的減少計(jì)量損失。

1 電流互感器的誤差分析

電流互感器的誤差有比值誤差和相角誤差兩種。電流互感器的工作原理相當(dāng)于一個阻抗很小的變壓器，它的一次繞組與一次主回路串聯(lián)，二次繞組接負(fù)荷。由于二次繞組存在著阻抗、勵磁阻抗和鐵芯損耗，故隨著電流及二次負(fù)載阻抗和功率因數(shù)的變化，會產(chǎn)生不同的誤差。

（1）比值誤差：比值誤差以百分?jǐn)?shù)fi%表示為

其中

式中：I2-流過電流互感器二次繞組的電流；I1'-歸算至電流互感器二次側(cè)的一次電流；I1-流過電流互感器一次繞組的電流；nl-電流互感器的變比。

（2）相角誤差：相角誤差？啄為

式中：？啄-相角誤差；？椎-電流互感器的勵磁電流越前磁通的相角差；？琢-電流互感器的二次阻抗角；AWlc-電流互感器的勵磁安匝；A1W1-電流互感器一次繞組的安匝。

因此，要提高電流互感器的計(jì)量精度，就必須考慮減小電流互感器的比值誤差和相角誤差。同時，從GB 1208-75可以看出，電流互感器準(zhǔn)確級次越高，一次變比選擇越恰當(dāng)，其對應(yīng)的比值差和相角差就越小，測量精度就越高。

2 電壓互感器的誤差分析

電壓互感器是將電力系統(tǒng)的一次電壓按一定的變比縮小為要求的二次電壓，向測量表計(jì)和繼電器供電。由于存在勵磁繞組、繞組的電阻及電抗，當(dāng)電流流過一次繞組和二次繞組時要產(chǎn)生壓降，就會形成數(shù)值上和相角上的誤差，即存在電壓的比值誤差和相角誤差。

（1）比值誤差：比值誤差以百分?jǐn)?shù)△fU%表示為

其中

式中：U2-電壓互感器二次繞組的電壓；U1'-歸算至電壓互感器二次側(cè)的一次電壓；U1-流過電壓互感器一次繞組的電壓；ny-電壓互感器的變比。

（2）相角誤差：由于勵磁電流和負(fù)載電流流過電壓互感器繞組，也會形成角度誤差，其為-■2與■1'之間的相位差，常以分“′”表示。

目前制作廠所生產(chǎn)的電壓互感器的額定一次電壓等級有0.5、3、6、10、15、18、20、35、60、110、220、330、500kv。上述電壓等級是指電壓互感器一次繞組接于電網(wǎng)的相電壓上，則一次繞組的額定電壓為：

，式中：Uxe為額定一次相電壓；Ux-xe為額定一次線電壓。所選擇的電壓互感器應(yīng)符合如下條件，即：1.1Ux-xe>Ule>0.9Ux-xe或1.1Uxe>Ule>0.9Uxe，式中：Ule-電壓互感器的額定一次電壓。

電壓互感器的準(zhǔn)確級次和誤差限值

電壓互感器的準(zhǔn)確級次和誤差限值如表1所示：

表1 電壓互感器的準(zhǔn)確級次和誤差限值

3 對典型事例進(jìn)行分析

通過前期資料的收集和整理，本文對35kv仙女變電站的典型事例進(jìn)行分析。

35kv仙女變電站情況：

（1）變電站改造前概況

35kv仙女變電站改造前狀況如圖1所示：

從上圖1看到仙女變2#主變型號：SZ11-6300kvA/35，容量為：6300kvA。

高壓側(cè)開關(guān)為DW16系列多油斷路器，內(nèi)置測量、計(jì)量電流互感器，電流互感器為LR系列，精度級次：0.5級。變比為150/5，無單獨(dú)的測量、計(jì)量繞組。

低壓側(cè)開關(guān)電流互感器為獨(dú)立電流互感器，型號：LZZW-12，測量、計(jì)量繞組準(zhǔn)確級次為0.2S，變比：400/5 。

根據(jù)年度電量累加計(jì)算，該主變變損率理論值為0.717%，但實(shí)際差異很大，實(shí)際變損率如表2所示：

表2 仙女變2010年電量及變損數(shù)據(jù)

原因分析：仙女變2#主變的月負(fù)荷較為穩(wěn)定，但實(shí)際變損率比理論值大很多。后經(jīng)過檢查，發(fā)現(xiàn)是主變高壓側(cè)電流互感器計(jì)量不準(zhǔn)導(dǎo)致。

（2）變電站改造后概況

2011年2月，枝江35千伏仙女變電站擴(kuò)建工程更換原2#主變35kv側(cè)多油斷路器1臺，并新增獨(dú)立電流互感器3臺，電流互感器型號為LB6-35，額定電流變比為2×150/5A，級次為10P25/10P25/10P25/0.5/0.2S，10P25、0.5級、0.2S級為級二次容量為25VA，爬電比距2.5cm/kv。35kv變電站仙女變改造后狀況如圖2所示：

圖2 枝江35kv仙女變電站電氣主接線圖（改造后）

改造后枝江35千伏仙女變電站高壓側(cè)計(jì)量、測量繞組分開，計(jì)量繞組準(zhǔn)確級次為0.2S級，改造后2#主變變損率如表3所示：

表3 仙女變改造后電量及2#主變變損數(shù)據(jù)

改造效果：通過更換高壓側(cè)電流互感器級次，高低壓側(cè)電量控制在一個合理的水平之類，2#變變損率控制在理論變損范圍之內(nèi)，從根本上減少了電流互感器的計(jì)量誤差，提高了電流互感器的計(jì)量準(zhǔn)確性。

4 減少計(jì)量損失的措施

4.1 科學(xué)合理選用電流互感器[1-2]

規(guī)定正常負(fù)荷電流在電流互感器額定電流的60%左右，對于季節(jié)性用電的用戶應(yīng)選擇二次繞組具有抽頭的多變比電流互感器，按如下原則進(jìn)行選擇：a.確定額定電壓。電流互感器的額定電壓un要和被測線路的電壓ul相適應(yīng)，即un？厶ul。b.確定額定變比。為確保計(jì)量的準(zhǔn)確性，選擇時應(yīng)確保正常運(yùn)行時的一次電流是其額定值的60%左右，至少大于等于30%。由額定一次電流與額定二次電流的比值來決定電流互感器的額定變比。c.確定額定二次負(fù)荷。若互感器接入的二次負(fù)荷比額定二次負(fù)荷要大，會造成準(zhǔn)確度等級下降。為確保計(jì)量準(zhǔn)確性，通常要求電流互感器的二次負(fù)荷s2一定要在額定二次負(fù)荷s2n的25%～100%范圍內(nèi)，即：0.25S2n？弁S2？弁S2n。d.確定額定功率因數(shù)。計(jì)量用電流互感器額定二次負(fù)荷的功率因數(shù)應(yīng)為0.8～1.0。e.確定準(zhǔn)確度等級。按照dl/t448-2000《電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程》中的規(guī)定，運(yùn)行中的電能計(jì)量裝置根據(jù)其所計(jì)量電能量的多少以及計(jì)量對象的重要程度，劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ五種，不同類別的電能計(jì)量裝置對電流互感器準(zhǔn)確度等級的要求也不一樣。

4.2 提高母線電壓互感器計(jì)量二次繞組的準(zhǔn)確級次。大多數(shù)110kv以下變電站計(jì)量電壓一般取自變電站母線電壓互感器的二次電壓。不少變電站母線電壓互感器的二次測量和計(jì)量共用一個繞組，測量二次繞組精度一般為0.5級或1級，造成計(jì)量誤差較大。為了更好的提高計(jì)量精度，減少電壓互感器二次負(fù)載和提高電度表精度，應(yīng)將各個繞組的功能分開，母線電壓互感器應(yīng)單獨(dú)設(shè)置一組計(jì)量繞組，專線計(jì)量精度需達(dá)到0.2級。

4.3 加粗電壓互感器二次導(dǎo)線截面，減少接點(diǎn)接觸電阻[3-4]?！峨娔苡?jì)量裝置管理技術(shù)規(guī)程》規(guī)定互感器二次回路的連接導(dǎo)線應(yīng)采用銅質(zhì)單芯絕緣線，電壓二次回路連接導(dǎo)線截面應(yīng)按允許電壓降計(jì)算確定，至少應(yīng)不小于2.5mm2，計(jì)量回路至少應(yīng)不小于4mm2。而根據(jù)一些經(jīng)驗(yàn)公式，導(dǎo)線截面S（mm2）估算如下：

對I類計(jì)量裝置S？厶0.24LI（mm2）；對其他計(jì)量裝置S？厶0.12LI（mm2）

L：導(dǎo)線長度（m）；I：PT二次電流的大?。ˋ）

4.4 減少電壓互感器二次導(dǎo)線長度。110kv及以下電壓等級的變電站，若一次設(shè)備采用戶內(nèi)開關(guān)柜時，可將電度表就近安裝在戶內(nèi)開關(guān)柜上。對戶外設(shè)備，若間隔采用專線計(jì)量互感器時，為減少電壓互感器二次導(dǎo)線長度，可將電度表就近安裝在在PT二次側(cè)出口處，此辦法效果顯著，但不利于運(yùn)行、維護(hù)、管理。

4.5 采用二次壓降補(bǔ)償器。二次壓降補(bǔ)償器是一種輸出電壓幅值和相角可調(diào)的裝置，利用它來提高加于電能表電壓回路的電壓，可補(bǔ)償二次壓降引起的負(fù)值比差，調(diào)整補(bǔ)償器輸出電壓的相角，同時亦可補(bǔ)償二次壓降引起的角差。其優(yōu)點(diǎn)是補(bǔ)償調(diào)整在二次回路中進(jìn)行，故使其簡便易行且補(bǔ)償效果好，可將組合比差和組合角差調(diào)整到0.0125%和0.35′以內(nèi)，使組合誤差不大于0.02%[5]。

4.6 加大對PT二次回路的維護(hù)和檢修。室外PT一般與主控室的電能表距離較遠(yuǎn)，其間有連接二者的電纜及刀開關(guān)、熔斷器、端子等電氣元件，電纜的電阻與刀開關(guān)、熔斷器、端子的接觸電阻構(gòu)成PT二次回路電阻，這些電阻在PT二次回路中引起壓降。刀開關(guān)、熔斷器、端子的接觸電阻的大小與許多因素有關(guān)，是個動態(tài)變量，不易準(zhǔn)確測量，其值在PT二次回路電阻中所占比例一般較大，故接觸電阻是PT二次回路壓降過大的主要原因。所以要定期對刀開關(guān)、輔助開關(guān)、熔斷器、端子的接觸部分進(jìn)行打磨，或取消這些元件[6]。

4.7 采用全電子多功能電能表，解決二次壓降超標(biāo)。全電子多功能電能表由電流傳感器，電壓傳感受器，A/O傳感器、CPU、LCD、電源等部份組成。CPU實(shí)時分析處理輸入的電流、電壓數(shù)據(jù)，用0分時計(jì)量正、反有功電量、無功電量，進(jìn)行時段控制、失壓監(jiān)視等。用全電子式多功能電能表取代感應(yīng)電能表，同時充分利用其多功能特點(diǎn)，一表多用，大大降低二次負(fù)載，可使PT二次壓降明顯減少。

5 結(jié)束語

本文首先對電流互感器、電壓互感器的誤差進(jìn)行了分析，然后通過典型事例-枝江35kv仙女變電站改造說明了電流互感器、電壓互感器對減少電能計(jì)量損失的影響，最后對減少計(jì)量損失的措施進(jìn)行了總結(jié)，這些知識為減少變電站計(jì)量損失，提高供電企業(yè)供電可靠性和安全性提供了理論支撐，在實(shí)際中能夠得到充分應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：郭家林，宜昌電力勘測設(shè)計(jì)院有限公司，從事變電一次設(shè)計(jì)7年，二次設(shè)計(jì)7年，技經(jīng)設(shè)計(jì)1年。