电压互感器二次回路压降在线监测的应用

梁朝辉,李 澜,刘丽娟

(阳泉供电分公司,山西阳泉 045000)

电压互感器二次回路压降在线监测的应用

梁朝辉,李 澜,刘丽娟

(阳泉供电分公司,山西阳泉 045000)

针对国内目前对电压互感器二次回路压降的检测和管理现状,提出了一个基于远程通讯控制技术的电压互感器二次回路压降远程在线监测系统,阐述了通过将传统的压降检测方法与远程通讯控制技术的有效结合,实现二次回路压降的远程在线检测,同时结合实例进一步说明其在实际应用中的作用。

电压互感器;二次回路压降;远程通讯控制技术;多路切换

0 引言

在电厂或变电站中,电压互感器的安装位置往往与电能表有较远的距离 (几m到几百m不等)。电压互感器二次回路压降指的是当电压互感器负荷电流流过二次连接导线时,二次连接导线上所产生的电压降。电压互感器二次回路压降使得加在电能表电压回路两端的电压无论是幅值还是相位均不等于电压互感器二次端电压[1]。为最大程度减小电压互感器二次压降对计量的影响和规范电压互感器二次回路的设计、施工,电力部门对电压互感器二次压降制订了严格的规程。《电能计量装置技术管理规程》DL/T448—2000规定,电压互感器二次回路压降对于I类计量装置,应不大于额定二次电压的0.2%;其他计量装置,应不大于额定二次电压的0.5%[2]。

1 电压互感器二次回路压降检测的现状

在电能计量的综合误差的4个组成误差中,人们关注的重点往往都是互感器的误差和电能表的误差,而忽视电压互感器二次回路压降所引起的计量误差。其实,电压互感器二次回路压降所引起的计量误差往往是最大的。由于二次回路压降过大,造成少计发电量、供电量、用电量,以致损失电费;造成发供电量不平衡、线损出现负数;造成省与省之间联网线路送受电量无法正确结算,地区之间电量分配出现纠纷等事例屡见不鲜[3]。

电压互感器二次回路压降是由现场的接线、开关、电压互感器负荷等因素引起的。由于它不能在实验室进行检测,因此只能由专业的计量检测人员携带专门的压降检测设备前往现场进行在线测量才能确定出电压互感器二次压降的大小。目前,电力部门控制电压互感器二次回路压降主要是通过以下几种方法。

a)对于新建、扩建、改建电压互感器二次回路时,严格按照 《电能计量装置管理规程》DL/T448-2000中规定的对各级计量装置二次回路压降要求施工,保证电压互感器二次回路压降满足设计、规定要求。在施工中,应注意二次回路各个环节的导线截面正确选择,回路中的开关、保险、接头采取防氧化等保护措施,保证各连接部分连接可靠。

b)为了保证电压互感器二次压降稳定在规程规定内,目前,电力部门都是主要由专业的计量检测人员携带专门大的压降检测设备前往现场,周期检定电压互感器二次回路压降。如:对于35 kV及以上电压互感器二次回路压降,每年检验1次,至少每2年检验1次;对于35 kV以下电压互感器二次回路压降应每2年检验1次,至少4年检验1次[4]。

如上所述,目前,电压互感器二次回路只是在新建、扩建、改建时以施工、验收控制和后期周期检定的方式进行运行、维护管理。但是,这种管理方式并不能有效地、全面地、及时地监测电压互感器二次回路压降情况:当电压互感器负荷发生变化时 (如电压互感器二次所接的电能表数量的增减),难以及时得到电压互感器二次回路压降;周期检定太长,在两次周检之间发生故障不能得到及时发现、处理;周期检定给电力部门带来大量的户外工作量等等。

2 电压互感器二次回路压降远程在线监测方案的提出

随着用电量的持续大幅上升和电力现代化改造步伐的加快,电力计量回路的数量也在飞速增长;传统的电压互感器二次回路压降的管理模式、检定方式开始面临科技进步的挑战和压力;在耗费电力部门大量的人力、物力和财力的同时,其周期检定方式也逐渐难以满足检定需求。随着电子、计算机、控制和通信技术的进步,如何实现计量装置的远程实时在线监测技术,受到研究、技术人员的关注。

图1 电压互感器二次回路压降远程在线监测方案

电压互感器二次回路压降作为规程规定的一个必检项目,实现其远程、在线、自动监测尤为必要。为有效控制传统周期检定无法及时发现、处理电压互感器二次回路故障、压降超限的切点,提高压降检定管理的自动化水平和管理效率,采用传统检测方法与远程通讯、控制技术的有效结合,提出电压互感器二次回路压降远程在线监测方案,如图1所示。

2.1 系统的组成

如图1电压互感器二次回路压降远程在线监测方案所示,系统应由以下几个部分组成:前端信号输入/切换模块、压降测试及通讯模块、通讯网络及远程管理中心。各个模块的主要功能如下。

a)前端信号输入/切换模块:在一个站点内应该有多条电压互感器二次回路,要全面地实现压降的远程、在线监测,就应该将同一个站点内的所有的电压互感器二次回路压降进行监测,这样前端信号输入/切换模块应至少具备多路压降的输入和切换功能。与常用的测差法类似,采用布线的方法分别对电压互感器二次端电压和电能表端电压信号接入测试设备;就是说,分别从电压互感器二次端和电能表电压进线端敷设电缆至监测设备。通过敷设电缆的方式将需要的信号引入到监测设备,再通过多路切换模块进行自动选择切换。

b)压降测试及通讯模块:利用前端输入/切换模块引入的信号进行压降测试。其采用直接测差原理,但需要注意的是:监测系统安装时,应对所有回路敷设的电缆进行自校验,确定线路补偿量。另外,该模块上还需要有负责与远程管理中心通讯的物理接口,如RS232、RJ45等等。

c)通讯网络:可利用现有的各种网络资源,如公共电话网络 (PSTN)、Internet/LAN、GSM/CDMA无线网络及SDH等专线网络。

d)远程管理中心:作为远程监测控制中心,其重要的功能有远程监测控制、数据下载、分析和统计,作为WEB数据共享的数据服务器。

2.2 远程监测技术的应用实例

下面以电压互感器二次回路压降远程在线监测设备在唐山某220 kV变电站的某关口点2218线路的监测数据为例。

2008年06月18日对该站2218线路的3组电压互感器的压降监测结果见表1。

表1 某220 kV变电站的某关口点2218线路改造前监测数据

根据 《电能计量装置技术管理规程》DL/T448—2000的规定,电压互感器二次回路压降对于I类计量装置,应不大于额定二次电压的0.2%。表1数据中:

A相,0.179 V＞59.2×0.2%=0.118 4 V;

B相,0.156 V ＞58.4×0.2%=0.116 8 V;

C相,0.181 V ＞58.2×0.2%=0.116 4 V。

数据显示:该2218线路的3组电压互感器的二次回路压降均超过规程规定要求。影响电压互感器二次回路压降主要因素有二次回路电缆截面、互感器二次负荷、回路连接部分的可靠性及防氧化措施等。如在相同条件下,导线截面越小,距离越远,压降就越大;负载越大,压降就越大,反之则小。根据上述依据,通过查阅该线路的建设、改造资料,同时监测回路中各个连接部分是否可靠,确定引起该压降超标的原因就是电压互感器二次负载过大。该回路在线路改造时,没有将已停用的4块机械电能表的电压线拆除,是造成负载过大的主要原因。

将该电压二次回路中的4块机械电能表的电压线拆除后,电压互感器二次回路压降远程在线监测设备,于 2008年06月25日对该2218线路的3组电压互感器的压降监测结果见表2。

表2 某220 kV变电站的某关口点2218线路改造后监测数据

根据表1数据,如:

A相,0.052 V＜59.9×0.2%=0.119 8 V;

B相,0.053 V＜58.8×0.2%=0.117 6 V;

C相,0.063 V＜58.2×0.2%=0.116 4 V。

显然,该线路通过改造后,压降已经完全满足规程要求。同时,通过电压互感器二次回路压降远程在线监测设备的长期在线监测,可有效控制、管理其电压互感器二次回路良好运行。

3 总结

电压互感器二次回路压降远程在线监测系统的成功应用对电压二次回路压降的在线监测和故障监测带来显著成效。同时,对传统的压降检测和管理手段提出了新的挑战和创新。但是,作为一个完善的系统其功能过于单一,从目前国内外电能计量装置的检测技术水平看,该系统功能在原有基础上还应能扩展,如:增加对电能表、电流互感器、二次负荷等的在线监测。

[1] 彭时雄.交流电能 (电功率)测量综合误差的测试计算及改进技术 [M].中国电力出版社,2008:20-25.

[2] 河南省电力工业局.DL/T448—2000电能计量装置技术管理规程 [S].北京:中国电力出版社,2008:8-9.

[3] 吴丽静.二次压降和二次负荷对电能计量准确度的影响[J].电测与仪表2007,44(3):49-57.

[4] 沈阳变压器研究所.GB 1207—1997电压互感器 [S].北京:中国电力出版社,1997:6-15.

The Application of on-line Monitoring to
Secondary Loop Voltage Drop in Voltage Transformer

LIANG Chao-hui,LI Lan,LIU Li-juan
(Yangquan Power Supply Company,Yangquan,Shanxi 045000,China)

According to the status quo of the detection and management of secondary loop voltage drop in voltage transformer,this paper,based on remote communication control techniques,puts forwards a remote on-line monitoring system of secondary loop voltage drop in voltage transformer.By integrating traditional detecting method and remote communication control techniques,remote on-line monitoring system becomes possible and some cases in real further prove its decent functions.

voltage transformer;secondary loop voltage drop;remote communication control techniques;multi-channel switch

TM45

A

1671-0320(2010)04-0013-03

2010-01-15,

2010-05-24

梁朝辉 (1974-),男,山西阳泉人,2001年毕业于太原理工大学电力系统及其自动化专业,工程师,主要从事计量工作;

李 澜 (1974-),男,山西阳泉人,1996年毕业于太原理工大学电气自动化专业,工程师,主要从事电力系统、网络信息工作;

刘丽娟 (1983-),女,山西朔州人,1996年毕业于太原理工大学阳泉分院,助理工程师,主要从事工业电气自动化工作。