文|王志

計(jì)量二次回路壓降測(cè)量與研究

文|王志

影響電能計(jì)量誤差的主要因素

電能計(jì)量系統(tǒng)由電能表、電流互感器、電壓互感器以及連接電能表和互感器的二次連接線等組成。電壓互感器的二次出口電壓通過二次線接到電度表上，由于電纜阻抗及回路接觸電阻產(chǎn)生電壓降，導(dǎo)致電度表上的電壓小于電壓互感器二次端電壓，從而產(chǎn)生電能計(jì)量誤差。電能計(jì)量的綜合誤差除了取決于電能表、電流互感器、電壓互感器的誤差外，還取決于電壓互感器二次回路壓降的誤差。DL448—2000《電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程》明確規(guī)定“電壓互感器二次回路電壓降：對(duì)I、II類貿(mào)易結(jié)算用計(jì)量裝置，應(yīng)不大于額定二次電壓的0.2%；其它計(jì)量裝置，應(yīng)不大于額定二次電壓的0.5%”。

電壓互感器二次壓降測(cè)試及原因分析

風(fēng)電場(chǎng)接入電壓等級(jí)由35kV至330kV不等。電壓互感器多安裝在升壓站，計(jì)量表計(jì)安裝在繼保室，計(jì)量二次電壓回路通過小型空氣斷路器（代熔斷器）、電壓互感器隔離開關(guān)輔助觸點(diǎn)、二次電纜與控制室內(nèi)的電能表計(jì)相連。小型空氣斷路器及隔離開關(guān)輔助接點(diǎn)的氧化、接線端子螺絲松動(dòng)導(dǎo)致接觸不良、二次電纜阻值大小等因素均影響二次壓降。二次壓降的增大必然使電能計(jì)量負(fù)誤差增大，是造成電量損失的一個(gè)不可忽視的因素，下面以某風(fēng)電場(chǎng)為例進(jìn)行說明。

一、風(fēng)電場(chǎng)基本情況

某風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)規(guī)模12.7萬千瓦，變電站內(nèi)安裝1回220kV 送出線路、2臺(tái)220kV 63MVA主變壓器、7回35kV集電線路，其中220kV電壓互感器一組，二次線圈三卷，分別用于保護(hù)、計(jì)量、開口三角，至控制室電纜長(zhǎng)度80m。

二、電壓互感器計(jì)量二次回路的接線現(xiàn)狀

測(cè)量用電壓回路二次線由電壓互感器二次接線柱2a、2n（保護(hù)卷）通過2.5mm2電纜接到電壓互感器就地端子箱，經(jīng)互感器隔離開關(guān)輔助觸點(diǎn)切換后送計(jì)量總保險(xiǎn)（空氣斷路器），再經(jīng)80m，截面積4mm2電纜送至電度表屏。

三、電壓互感器二次回路壓降測(cè)量。

二次回路壓降測(cè)量使用二次回路壓降測(cè)試儀，其原理是在測(cè)差法原理的基礎(chǔ)上，通過測(cè)PT二次端電壓和電能表端電壓之間的比值差f和相位差δ，根據(jù)公式（1）計(jì)算出電壓互感器二次回路壓降相對(duì)值Δu。

PT二次回路壓降測(cè)試儀主要由隔離PT、測(cè)量電路、控制電路等組成，其基本工作原理框圖如圖2所示。

圖中的“切換開關(guān)或繼電器組”的作用是選擇測(cè)量回路，對(duì)于三相四線的電能計(jì)量裝置應(yīng)選擇A-O、B-O及CO回路，儀器在一個(gè)時(shí)刻只測(cè)一個(gè)回路的電壓降。圖中的“測(cè)差電路”主要是測(cè)量ce端的電壓即電壓降Δu，圖中的“工作回路”接在隔離PT的二次測(cè)量，主要是通過隔離PT測(cè)量始端電壓U1。圖中的“計(jì)算、顯示等電路”主要是計(jì)算Δu和U1的比值并且得到Δu相對(duì)于U1的同相分量（比差）和正交分量（角差）。

測(cè)試時(shí)從被測(cè)試電壓互感器二次端子及電能表接線端子分別取電壓至測(cè)試儀器，測(cè)試原理接線見圖3。

根據(jù)測(cè)試結(jié)果分析， 2013年該風(fēng)電場(chǎng)年發(fā)電量為30233萬千瓦時(shí)，因二次壓降造成計(jì)量誤差，由此帶來計(jì)量損失發(fā)電量28.8萬千瓦時(shí)，相當(dāng)于經(jīng)濟(jì)損失15.55萬元。

四、互感器二次壓降產(chǎn)生的原因。

風(fēng)電場(chǎng)升壓站電壓互感器安裝地點(diǎn)與計(jì)量電能表距離較遠(yuǎn)，二次連接導(dǎo)線較長(zhǎng)，二次導(dǎo)線壓降使電能表電壓低于電壓互感器出口端電壓，產(chǎn)生計(jì)量負(fù)誤差。影響二次導(dǎo)線壓降的主要因素為二次導(dǎo)線截面積小，風(fēng)電場(chǎng)多使用4mm2獨(dú)芯銅塑線，由于生產(chǎn)廠家偷工減料，大多導(dǎo)線的截面積達(dá)不到標(biāo)稱值；還存在使用銅的純度不夠，造成電阻率偏高等情況；其次計(jì)量電壓二次回路在接線中過渡端子太多，端子松緊及接觸面氧化層造成接觸電阻增加。

現(xiàn)場(chǎng)不夠重視計(jì)量回路電壓降引起的測(cè)量誤差，存在互感器二次卷使用錯(cuò)誤，電能表計(jì)應(yīng)該使用0.2級(jí)互感器，不應(yīng)使用0.5級(jí)。計(jì)量互感器二次卷與保護(hù)、測(cè)量混用，二次負(fù)載過大，造成計(jì)量誤差增加等情況。

為降低計(jì)量電壓回路電阻，DL448—2000《電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程》規(guī)定“35kV以上貿(mào)易結(jié)算用電能計(jì)量裝置中電壓互感器二次回路，應(yīng)不裝設(shè)隔離開關(guān)輔助接點(diǎn)”，風(fēng)電場(chǎng)計(jì)量回路大都經(jīng)隔離開關(guān)輔助接點(diǎn)切換，不符合規(guī)程規(guī)定。

降低計(jì)量回路二次壓降的技術(shù)措施

一、 計(jì)量回路配置專用的0.2或0.2S級(jí)互感器，風(fēng)電場(chǎng)電壓互感器有計(jì)量、保護(hù)、開口三角三個(gè)二次卷，梳理計(jì)量電壓二次回路，將保護(hù)和測(cè)量負(fù)載移到保護(hù)二次卷，做到計(jì)量卷專用，減小回路負(fù)載，降低計(jì)量誤差。

二、 降低二次回路阻抗。增加二次電纜截面積，對(duì)壓降達(dá)不到允許范圍的計(jì)量二次電壓回路使用的電纜進(jìn)行更換或增加并聯(lián)電纜，將2.5mm2和4mm2的獨(dú)芯銅塑線更換為6 mm2的銅塑多股線或增加并聯(lián)同規(guī)格電纜；減小計(jì)量電壓二次回路接觸電阻，根據(jù)規(guī)程規(guī)定，取消隔離開關(guān)輔助接點(diǎn)；適當(dāng)取消部分過渡端子，降低回路接觸電阻。

三、根據(jù)DL448-2000《電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程》規(guī)定“運(yùn)行中的電壓互感器二次回路電壓降檢驗(yàn)周期：對(duì)35kV及以上電壓互感器二次回路電壓降，至少每?jī)赡隀z驗(yàn)一次。按要求定期對(duì)計(jì)量回路二次壓降進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)壓降偏差超出允許值及時(shí)整改。

結(jié)束語

減小電壓互感器二次回路壓降是降低計(jì)量誤差的一個(gè)重要因素，應(yīng)貫穿電力生產(chǎn)的工程設(shè)計(jì)、初設(shè)審查、設(shè)備選型、安裝調(diào)試到生產(chǎn)運(yùn)行。在風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)中采用計(jì)量專用電壓互感器和電壓二次回路，減小回路接觸電阻等方法降低電壓互感器二次壓降；運(yùn)行生產(chǎn)中，定期開展計(jì)量回路二次壓降測(cè)量分析，做好二次回路壓降監(jiān)控措施，實(shí)現(xiàn)全過程技術(shù)監(jiān)督管理，在風(fēng)電場(chǎng)技術(shù)管理中提升效益。

（作者單位：大唐新能源試驗(yàn)研究院試驗(yàn)研究所）