計量用電壓互感器二次回路改造設(shè)計

1、計量用電壓互感器二次回路改造設(shè)計一、前 言電能是一種商品，隨著電力企業(yè)走向市場，電能計量誤差正越來越受到電力客戶及供電公司的重視。電壓互感器的二次負荷電流通過連接導(dǎo)線至電能表的接線端會產(chǎn)生壓降，這樣加在電能表接線端的電壓就不等于電壓互感器二次線圈的端電壓，因而產(chǎn)生了測量誤差。這個誤差即為電壓互感器二次壓降誤差。它所引起的誤差大多是負誤差，使得供電公司的利益受到嚴重的損失。二、概 述電能計量裝置的綜合誤差是由電壓互感器的合成誤差、電流互感器的合成誤差、電能表的誤差、電壓互感器二次壓降導(dǎo)線引起的計量誤差所組成的。其中，電壓互感器二次壓降所引起的誤差往往是最大的，是電能計量綜合誤

2、差的主要來源。由于壓降過大，造成少計電量以及發(fā)供電量不平衡，線損出負數(shù)的事例均有出現(xiàn)。所以，電力部門對電壓互感器二次回路壓降作了嚴格的規(guī)定，根據(jù)DL/T448-2000電能計量裝置技術(shù)管理規(guī)程的規(guī)定，對于I、II類用于貿(mào)易結(jié)算的電能計量裝置中電壓互感器二次回路壓降應(yīng)不大于額定二次電壓的0.2%，其它計量裝置應(yīng)不大于額定二次電壓的0.5%。目前，我公司所屬部分老變電所的二次壓降均嚴重超標，2002年，我公司先后對部分變電所進行了計量用電壓互感器二次回路改造，通過改造，大大減少了電能計量綜合誤差。本文介紹了在改造過程中的一些經(jīng)驗以及在改造過程中遇到一些問題的解決方法。三、改造前狀況3.1變電所現(xiàn)狀

3、我公司所轄220kV變電所3座，110kV變電所11座，35kV變電所14座。其中，較老的220kV變電所2座，如蓮塘變建成于1985年，寧國變建成于1982年，110kV變電所7座（如郎溪變、廣德變），35kV變電所12座。大部分變電所計量用電壓回路都是和保護、指示儀表公用一組電壓二次繞組，且安裝于現(xiàn)場的電壓互感器離裝設(shè)于保護室的電能表距離較遠，之間的二次連接導(dǎo)線較長，電纜線徑也只有2.5 mm2?；芈分虚g還接有閘刀輔助接點、空氣開關(guān)等，造成二次負荷電流較大，由此引起的二次回路壓降也較大。3.2電能表現(xiàn)狀在這些變電所中,I類電能表有17只,占I類電能表總數(shù)的80.9%；II類電能表

4、有52只,占II類電能表總數(shù)的80%。這些變電所建成的較早,電能表多采用的是機械式電能表,其電壓線圈有一定的電阻。當數(shù)量較多時，會使回路阻抗增大，導(dǎo)致壓降增大。3.3改造前壓降測試情況通過以往的測試數(shù)據(jù)表明，部分老變電所的二次壓降均嚴重超標。變電所名稱 開關(guān)名稱 測試結(jié)果 標準要求郎溪變電所 #1主變301開關(guān) -0.95% 不大于額定二次電壓的0.2%郎溪變電所 #2主變302開關(guān) -0.98% 郎溪變電所 #1主變101開關(guān) -0.68% 郎溪變電所 #2主變1

5、02開關(guān) -0.67% 廣德變電所 #1主變301開關(guān) -0.78% 廣德變電所 #2主變302開關(guān) -0.84% 廣德變電所 #1主變101開關(guān) -0.76% 廣德變電所 #2主變102開關(guān) -0.64% 旌德變電所 #1主變101開關(guān) -0.88% 旌德變電所 #2主變102開關(guān) -0.85% 旌德變電所 #1主變301開關(guān) -0.48% 旌德變電所 #

6、2主變302開關(guān) -0.37% 績溪變電所 #1主變301開關(guān) -0.77% 績溪變電所 #2主變302開關(guān) -0.63% 績溪變電所 #1主變101開關(guān) -0.37% 績溪變電所 #2主變102開關(guān) -0.38% 四、改造設(shè)計方案4.1電壓互感器二次回路接線改造通過對以上壓降超標的變電所計量二次回路的檢查發(fā)現(xiàn)，其電壓互感器二次回路是采用傳統(tǒng)的接線方式。即電能計量裝置與保護、指示儀表等共用一個回路，該回路一般都要經(jīng)過以下幾個環(huán)節(jié)：熔斷器、電壓互感器刀閘輔助

7、接點、二次電纜、各配電單元母線側(cè)閘刀輔助接點、最后再經(jīng)二次電纜送至控制屏、保護屏和計量裝置，其中要兩次經(jīng)過刀閘輔助接點，多次通過端子排轉(zhuǎn)接。二次回路走向復(fù)雜且需要很長的電纜，而這些老變電所使用的一般都是2.5mm2的普通控制電纜，這就使二次回路的電阻變得很大，從而導(dǎo)致二次壓降超標。（見圖一）如果將電能計量裝置在電壓互感器附近就地安裝，二次回路壓降將降到最小值，但是受現(xiàn)場環(huán)境條件影響限制，因為電壓互感器大都安裝在室外，室外的溫度、濕度相對變化較大，這一較大的變化對電能表將產(chǎn)生附加誤差同時也使電能表的壽命縮短。結(jié)合現(xiàn)場時實際情況，通過加裝一只中間繼電器來解決計量電壓二次回路與保護、指示儀表回路共用

8、的問題。接線圖原理見圖二：                                        圖一：改造前電壓二次回路 圖二：通過加裝中間繼電器實現(xiàn)回路單獨分離首先，將電壓互感器

9、端子箱內(nèi)的三相保險更換為快速空氣開關(guān)，從快速空氣開關(guān)的下端頭直接將I、II母三相電壓引至電度表屏內(nèi)，在電度表屏內(nèi)加裝一只中間繼電器和快速空氣開關(guān)，快速空氣開關(guān)的安裝目的是方便在電度表二次回路上檢修和試驗工作。從電壓互感器端子箱內(nèi)快速空氣開關(guān)的下端頭引入電壓是防止在電壓互感器一次側(cè)工作二次側(cè)反送電。I、II母三相電壓通過中間繼電器轉(zhuǎn)換后接至電度表屏內(nèi)的屏頂小母線，再分別接至每條電度表電壓回路。正常情況下，每條線路用各自所在母線的電壓。為了便于I、II母電壓的相互切換，中間繼電器的啟動線圈通過在中央信號繼電器屏內(nèi)的電壓切換中間繼電器的常開接點來啟動，線圈的正負電源從中央信號控制屏內(nèi)引入。在保護回路

10、電壓切換的同時，QJ的常開接點閉合，啟動電度表屏內(nèi)的中間繼電器的線圈。這樣，無論在I母或是II母電壓互感器轉(zhuǎn)檢修的情況下，每條線路的電度表始終都有電壓。電度表屏內(nèi)的快速空氣開關(guān)選用的是天津梅蘭日蘭MWY-11型開關(guān)，這種空氣開關(guān)自身帶有一付常開接點，利用這付接點可以監(jiān)控計量電壓二次回路的失壓。當計量電壓二次回路有短路情況，可以通過這付常開接點引至中央信號控制屏，發(fā)出計量電壓二次回路斷線信號，便于運行值班人員及時發(fā)現(xiàn)。中間繼電器選用的是上海繼電器廠DZ-32B型、六常開接點DC220V的中間繼電器，每個接點并聯(lián)后控制相電壓，這樣可增加觸點容量，減少接觸電阻。4.2電壓互感器二次回路電纜改造在DL

11、/T448-2000電能計量裝置技術(shù)管理規(guī)程中規(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。對電壓二次回路，連接導(dǎo)線的截面積應(yīng)按允許的電壓降進行計算確定，至少應(yīng)不小于2.5mm2。按照DL/T448-2000電能計量裝置技術(shù)管理規(guī)程的規(guī)定，在改造過程中，將從電壓互感器端子箱至電度表屏內(nèi)的電壓電纜敷設(shè)為6mm2控制電纜，電度表屏內(nèi)的二次布線也全部更換為6mm2單股銅芯線。4.3電壓互感器二次回路其它設(shè)備改造老變電所大多采用的是感應(yīng)式機械表，有的線路因為有正反向計量，所以需要安裝四塊機械表，即正向有功、無功表和反向有功、無功表。這種機械式電能表其電壓線圈有一定的電阻，當電度表的數(shù)量較多時，也

12、會使電壓二次回路阻抗增大。采用全電子多功能電能表，可以解決一部分二次壓降超標。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實時分析處理輸入的電流、電壓數(shù)據(jù)，用分時計量正、反有功電量、無功電量，進行時段控制、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，可以充分利用其多功能特點，將機械式電能表的正反向計量合為一體，即四合一電度表，從而大大降低二次負載，可使電壓二次回路壓降明顯減少。在改造過程我們也發(fā)現(xiàn)，電壓二次回路的端子排也是影響壓降超標的因素之一。電度表屏內(nèi)的電壓端子都是老式的DB-2型端子排，電壓端子的接線頭全部裸落在外部，時間長了大

13、多氧化生銹且容易松動，增大了接觸電阻。我們采用了進口的菲靈克斯端子排，這種端子排表面采用了防氧化措施，且接線采用內(nèi)接式，從而從根本上解決了因接線端頭裸露在外部造成氧化生銹的問題。五、改造后取得的成效通過上述方法的改進，我們對改造后計量電壓二次回路的壓降重新測試，測試接果根本上達到了DL/T448-2000電能計量裝置技術(shù)管理規(guī)程的規(guī)定，即對于I、II類用于貿(mào)易結(jié)算的電能計量裝置中電壓互感器二次回路壓降應(yīng)不大于額定二次電壓的0.2%，測試接果如下：變電所名稱 電能表 整改前測試結(jié)果 整改后測試結(jié)果 標準要求郎溪變電所 301# -0.9

14、5% -0.18% 不大于額定二次電壓的0.2%郎溪變電所 302# -0.98% -0.196% 郎溪變電所 102# -0.68% -0.22% 郎溪變電所 101# -0.67% -0.24% 廣德變電所 301# -0.78% -0.19% 廣德變電所 302# -0.84% -0.17% 廣德變電所 101# -0.76% -0.086%

15、 廣德變電所 102# -0.64% -0.12% 旌德變電所 101# -0.88% -0.28% 旌德變電所 102# -0.85% -0.21% 旌德變電所 301# -0.48% -0.076% 旌德變電所 302# -0.37% -0.084 績溪變電所 301# -0.77% -0.18% 績溪變電所 302# -0

16、.63% -0.14% 績溪變電所 102# -0.37% -0.096% 績溪變電所 101# -0.38% -0.087% 通過整改前和整改后的測試結(jié)果比較,我們可發(fā)現(xiàn)其PT計量二次回路壓降大幅度下降,我們又統(tǒng)計了郎溪變電所、廣德變電所、績溪變電所、旌德變電所的2002年全年的用電量,計算出年流失電量，并進行了經(jīng)濟效益分析:2002年四個變電所年用電量的統(tǒng)計表變電所電能表 年用電量(萬KWH) 整改前年損電量(萬KWH) 整改后年損電量(萬KWH) 損

17、失電量差額(萬KWH)郎溪變301# 5025.699 47.74 9.04 38.7郎溪變302# 7382.276 72.34 14.46 57.88郎溪變101# 1497.88 10.035 3.59 6.445郎溪變102# 3833.552 26.068 8.43 17.638廣德變301# 4269.11 33.299 8.11 25.189廣德變302# 3647.117

18、 30.635 6.20 24.435廣德變101# 214.752 1.632 0.184 1.448廣德變102# 7260.142 46.464 8.71 37.754績溪變301# 1282.023 9.87 2.30 7.57績溪變302# 2.072 0.013 0.0029 0.0101績溪變101# 5449.084 20.706 4.74 15.966績溪變102# 230.74 0.853 0.221 0.633旌德變301# 29.292 0.14 0.022 0.118旌德變302# 2548.938 9.43 2.14 7.29旌德變101#