【摘 要】：由于電壓互感器二次回路壓降直接影響電能量計(jì)量的準(zhǔn)確性，嚴(yán)重時(shí)會(huì)危及電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，因此本文從分析電壓互感器二次壓降的形成機(jī)理入手，并提出最為合理的二次壓降治理方案。

【關(guān)鍵字】：電壓互感器，二次壓降，補(bǔ)償

   一、緒論 

   隨著電力市場(chǎng)的改革，電能計(jì)量關(guān)系到直接的經(jīng)濟(jì)利益，做好PT二次回路壓降的管理與改造工作，對(duì)保證電能計(jì)費(fèi)的公正合理意義較大。正確的電能計(jì)量對(duì)核算發(fā)、供電電能，綜合平衡及考核電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，節(jié)約能源，合理收取電費(fèi)等都有重要意義。在電力系統(tǒng)中開(kāi)展電能計(jì)量的綜合誤差測(cè)試是實(shí)現(xiàn)電能正確計(jì)量的基本技術(shù)措施之一。電能計(jì)量的綜合誤差包括電能表、電流互感器、電壓互感器的計(jì)量誤差以及電壓互感器到電能表的二次回路線路壓降。當(dāng)電能表、互感器的計(jì)量誤差符合國(guó)家有關(guān)規(guī)程規(guī)定時(shí)，由電壓互感器二次側(cè)到電能表端子之間二次回路線路的電壓降(簡(jiǎn)稱為PT二次電壓降)，將導(dǎo)致電壓量測(cè)量產(chǎn)生偏差。

   PT二次壓降問(wèn)題是電力發(fā)、輸、變、配企業(yè)普遍存在的問(wèn)題，它使系統(tǒng)電壓量測(cè)量產(chǎn)生偏差，不僅影響電力系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量，而且直接導(dǎo)致電能計(jì)量誤差，這種計(jì)量誤差直接歸算到電能計(jì)量綜合誤差之中。

幾年來(lái)，經(jīng)常發(fā)生電壓互感器二次接線故障，直接影響二次回路的安全運(yùn)行，給廠家經(jīng)濟(jì)造成一定的損失。電壓互感器是一次和二次回路的重要元件，向測(cè)量?jī)x表、繼電器的線圈等供電，能正確反映電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。故障現(xiàn)象：35kV母線電壓互感器大部分采用的型號(hào)3XJDJJ-35，電壓比是： （請(qǐng)參考參考文獻(xiàn) ）。每年當(dāng)春秋陰雨季節(jié)或天氣潮濕、有大霧時(shí)，中控室就會(huì)經(jīng)常發(fā)出單相接地或電壓降低信號(hào)，經(jīng)值班人員切換電壓表，有一相或兩相電壓指示下降，另兩相或一相電壓指示值不變，報(bào)告梯調(diào)請(qǐng)電氣二次班前來(lái)處理。

電氣二次人員對(duì)二次回路及繼電保護(hù)觸點(diǎn)進(jìn)行了打磨，對(duì)保護(hù)的繼電器進(jìn)行了整定，均未發(fā)現(xiàn)異常。經(jīng)多方查找，發(fā)現(xiàn)3 5 K V母線電壓互感器的二次接線的線頭長(zhǎng)年老化，有放電的痕跡。經(jīng)分析，這種戶外式電壓互感器的二次接線引出端比較短，二次配線時(shí)所留線頭端子比較短。一般正常運(yùn)行時(shí)，由于北方氣候干燥，常年少雨、灰塵大，空氣中的污物比較多。當(dāng)天氣是陰雨或潮濕時(shí)，就會(huì)在電壓互感器的二次接線表面形成一個(gè)導(dǎo)電層構(gòu)成回路，致使電壓互感器的二次側(cè)發(fā)生單相接地或電壓降低。但這不是真正線路上的接地和短路，只是二次回路保護(hù)誤發(fā)信號(hào)，造成故障，影響了二次回路的穩(wěn)定運(yùn)行，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。

   有文獻(xiàn)指出，電壓互感器裝置在變電設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)，二次電壓需要通過(guò)幾十米至幾百米的電纜及各種輔助接點(diǎn)接到控制室，供繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置、測(cè)量?jī)x表的電壓線圈及電壓回路。這些負(fù)載的大小，決定了二次回路電流的大小。由于二次回路電纜導(dǎo)線和各種輔助接點(diǎn)直流電阻的存在，在電纜兩端產(chǎn)生了電壓降，使負(fù)載端電壓低于PT端電壓 U伏，產(chǎn)生了幅值(變比)和相角誤差。其誤差大小決定于二次回路直流電阻大小，負(fù)載大小(二次電流大小)、性質(zhì)(負(fù)載功率因數(shù))及其連接方式。

   有文獻(xiàn)指出，某省網(wǎng)年售電100億度，PT二次壓降平均為1伏，按PT二次額定電壓為100伏計(jì)算，漏計(jì)電能為1億度，按0.2元/度計(jì)算，損失電費(fèi)2000萬(wàn)元。

   文獻(xiàn)指出，某發(fā)電廠110 kVI段電壓互感器二次回路壓降為0.62%。110kVI段電壓互感器二次回路壓降超標(biāo)，直接影響到3號(hào)發(fā)電機(jī)關(guān)口電能表計(jì)量裝置的準(zhǔn)確計(jì)量。3號(hào)機(jī)每年平均上網(wǎng)電量為2億千瓦時(shí)，丟失電量△W=W * 0.62%=1240000kWh，即年損失電量達(dá)124萬(wàn)度。

   從上述例子中，可以看出PT二次壓降直接影響電能量計(jì)量的準(zhǔn)確度，由于PT二次壓降的單向性，致使電力企業(yè)漏計(jì)電能，導(dǎo)致巨額經(jīng)濟(jì)損失;同時(shí)對(duì)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行也是一種潛在的威脅。

   二、電壓互感器二次回路的接線形式

   現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行中按照電壓等級(jí)的不同，電壓互感器二次回路采用了不同的接線形
式。

   1.10kV至35kV電壓互感器二次接線

   電壓互感器一次側(cè)(高壓側(cè))有熔絲，二次不設(shè)熔絲和任何其他保護(hù)設(shè)施，以減小電壓互感器二次回路壓降。從電壓互感器與電能表距離的遠(yuǎn)近進(jìn)行如下分析。

   電壓互感器與電能表相距較遠(yuǎn)(一般大于10m)。為了在測(cè)量電壓互感器壓降時(shí)，不斷其一次側(cè)刀閘進(jìn)行試驗(yàn)接線，采用圖一所示接線形式。電壓互感器二次出線進(jìn)專用接線盒A，由于一般情況下電壓互感器二次端子與接線盒A之間的距離小于0. 5 m，可不考慮兩者之間的電壓降。測(cè)量電壓互感器二次壓降時(shí)，二次電纜線從接線盒A接至電能表專用接線盒B，即可測(cè)出其間的電壓降。采用這種接線方式開(kāi)展測(cè)試工作安全、方便。

當(dāng)電壓互感器與電能表相距較近時(shí)，在實(shí)際電力客戶接線時(shí)又分為兩種情況。
(1)電能表直接裝在電壓互感器柜上(如手車柜)，電壓互感器二次電纜直接進(jìn)入電能表接線盒B，二次導(dǎo)線截面積大于4mm 如圖二所示。電能表與電壓互感器二次端子之間連線距離小于lm，一般不考慮電壓降誤差，但至少應(yīng)每2年1次在停電的情況下檢查和處理電壓互感器二次端子接頭生銹、腐蝕等情況。

(2)電壓互感器二次通過(guò)插件接至電能表接線盒，如圖三所示。這種接線方式一般是電壓互感器裝在手車柜上，用上電后就不再管理，壓降不易側(cè)試。實(shí)際這類“插件”操作頻繁，接觸電阻不能忽略。

    2.110kV及以上電壓互感器二次接線

    電壓互感器一次側(cè)沒(méi)有熔絲，電壓互感器二次側(cè)必須裝設(shè)保護(hù)設(shè)備(熔絲或快速空氣開(kāi)關(guān))，防止電壓互感器二次短路。對(duì)于進(jìn)線供電的情況，為了保證計(jì)量準(zhǔn)確，便于加封，在電壓互感器桿下裝設(shè)專用電壓互感器端子箱，接線方式如圖四所示。將接線盒A和快速開(kāi)關(guān)ZKK裝于電壓互感器二次箱內(nèi)，二次電纜從快速開(kāi)關(guān)ZKK直接接到電能表接線盒B，可測(cè)量出從接線盒A到電能表之間的電壓降，同樣電壓互感器二次端子接頭應(yīng)至少2年1次檢查和處理銹腐等情況。ZKK應(yīng)使用單相的快速空氣開(kāi)關(guān)，便于對(duì)電壓互感器進(jìn)行一相一相的測(cè)量，同時(shí)測(cè)量時(shí)應(yīng)有足夠的操作距離，保證工作人員的安全。電壓互感器電纜首端、中端和末端保護(hù)層金屬部分一定要可靠接地，以屏蔽外磁場(chǎng)感生的電勢(shì)，保證電壓降測(cè)量的準(zhǔn)確性。

    三、降低二次壓降的措施

    由于電壓互感器二次壓降直接影響電能計(jì)量的準(zhǔn)確性，甚至對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生不良影響，為此人們?cè)诟纳贫螇航捣矫孀隽舜罅抗ぷ鳎瑲w結(jié)起來(lái)可以分為降低回路阻抗、減小回路電流和增加補(bǔ)償裝置等三大類降低二次壓降的措施。下面就這三種降低二次壓降措施進(jìn)行細(xì)致分析。    

1.降低回路阻抗

在所有關(guān)于二次壓降及降壓措施的文獻(xiàn)中，當(dāng)分析二次壓降的成因時(shí)，電壓互感器二次回路阻抗是第一個(gè)被關(guān)注的參量。根據(jù)前面分析的結(jié)果，電壓互感器二次回路阻抗包括：導(dǎo)線阻抗、接插元件內(nèi)阻和接觸電阻等三個(gè)組成部分。

1.1導(dǎo)線阻抗

由于電壓互感器二次回路的長(zhǎng)度達(dá)100米至500米之間，而且導(dǎo)線截面積過(guò)小，因而二次回路導(dǎo)線電阻成為回路阻抗中最被關(guān)注的因素。為此在《電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程》D L / T 448-2000中，對(duì)計(jì)量用電壓互感器二次回路的側(cè)試作出了相關(guān)的規(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。對(duì)電壓二次回路，連接導(dǎo)線的截面積應(yīng)按允許的電壓降計(jì)算確定，至少應(yīng)不小于2.5mm 。在實(shí)際工作中，電壓互感器二次回路線路的截面積一般選在6mm 。但無(wú)論若何選取導(dǎo)線截面積，導(dǎo)線阻抗是存在的，只是量值的大小而已。

1.2接插元件內(nèi)阻

考慮到電壓互感器二次回路中存在刀閘、保險(xiǎn)、轉(zhuǎn)接端子和電壓插件等接插元件，在不考慮接觸電阻的前提下，各元件的自阻和可以認(rèn)為是一個(gè)定值，該值很小，并且不易減小。

1.3接觸電阻

許多文獻(xiàn)指出，在電壓互感器二次回路阻抗中，接觸電阻占很大的比重，其阻值是不穩(wěn)定的，受接觸點(diǎn)狀態(tài)和壓力以及接觸表面氧化等因素的影響，阻值不可避免地發(fā)生變化，且這種變化是隨機(jī)的，又是不可預(yù)測(cè)的。接觸電阻的阻值在不利情況下，將比二次導(dǎo)線本身的電阻還大，有時(shí)甚至大到幾倍。測(cè)試中，二次線壓降通常都比計(jì)算值大許多，其根本原因就是沒(méi)有估計(jì)到接觸電阻有如此大的變化。

從上述分析中，可以清楚看到，電壓互感器二次回路阻抗的三個(gè)組成部分中，可以通過(guò)增加導(dǎo)線截面積降低導(dǎo)線阻抗;接插元件內(nèi)阻基本不變;接觸電阻占主導(dǎo)地位，且其阻抗變化具有隨機(jī)性。于是得到降低電壓互感器二次回路阻抗的具體方案為：