浅谈互感器二次回路降压对电能计量的影响

石忠密

(湖南省电力公司怀化辰溪电力局,湖南 怀化 419500)

随着电力市场的改革，电能计量关系到直接的经济利益，做好PT二次回路压降的管理与改造工作，对保证电能计费的公正合理意义较大。正确的电能计量对核算发、供电电能，综合平衡及考核电力系统经济技术指标，节约能源，合理收取电费等都有重要意义。

1 TV二次回路接线现状分析

近几年来，经常发生电压互感器二次接线故障，直接影响二次回路的安全运行，给厂家经济造成一定的损失。电压互感器是一次和二次回路的重要元件，向测量仪表、继电器的线圈等供电，能正确反映电气设备的正常运行。

对110kV、35kVTV二次回路进行现场检查发现以下问题。

（1）110kV TV二次回路计量装置未用专用电缆引线，而是通过保护装置端的电缆串接到关口计量装置。

（2）TV二次回路接有不用的测量表计等负载装置。

（3）TV二次回路保护装置使用的继电器等负载均为老式的电磁式，其功耗较大。

（4）110kV、35kV TV 二次回路采用R1-2A型管式熔断器，现场检查发现有锈蚀等现象。

2 导致TV二次回路压降的原因

在电厂及变电站计量回路中，室外的电压互感器与装设于控制室电度表盘上的电能表距离较远，一般在200m～400m左右，整个二次回路中有接线端子排、开关、熔断器及导线，必然存在接触电阻、导线电阻及分布参数，从而就存在着一定的回路阻抗，造成电压互感器与电能表间的二次回路上有电压降△u,导致电压互感器二次端电压与电能表端电压的大小和相角都不相同，即比差和角差。

三相三线计量方式将校验仪测得的比差 fab、fcb 及角差 δab、δcb 之值代入下式，即可求得TV二次回路压降△uab、△ucb的值。

电压降引入的电能计量误差εr的计算。式中：φ为线路平均功率因数角。三相四线计量方式将校验仪测得的比差fa、fb、fc 及角差 δa、δb、δc 之值代入下式，即可求得TV二次回路压降△ua、△ub和△uc的值。

电压降引入的电能计量误差εr的计算。式中：φ为线路平均功率因数角。TV二次回路使用R1-2A型管式熔断器，其两端嵌在簧片内，通过螺丝压接引线，形成多个的接触点，且其簧片受外部环境的影响，易形成表面氧化和锈蚀，造成受力不匀，致使端子排螺丝松动，如图1所示：

现场用仪器测量熔断器上下口间电压及其电流结果见表1。

根据表1近似计算得出R1-2A型熔断器所引起的接触电阻可能达到0.96Ω，对TV二次回路压降有很大影响。

感应式的三相电能表，其电压线圈的功率因数约为0.2～0.3，电子式电能表由于其电压回路一般都使用小型TV作为隔离和采样，工作电源也由小型变压器降压整流获得，故其功率因数也在0.3～0.5，加上其它接入设备的感性负载，整个电压二次回路的功率因数约为0.3左右。目前广泛用于电力系统的电磁式TV，额定功率因数为0.8（感性），当TV二次负载的功率因数与额定功率因数相差较大时，将会超出答应误差。

3、影响电压互感器二次导线压降过大的因素

影响电压互感器二次导线压降过大的因素可以概括为以下几点：①二次回路导线过长或导线截面积的过小。②二次回路转接点太多造成接触电阻过大。③电压互感器二次负荷过大。

4、技改措施

由于电压互感器二次压降直接影响电能计量的准确性，甚至对系统稳定运行产生不良影响，为此人们在改善二次压降方面需要做大量的工作。

4.1 降低回路阻抗

当分析二次压降的成因时，电压互感器二次回路阻抗是第一个被关注的参量。根据相关数据分析，电压互感器二次回路阻抗包括：导线阻 抗、接插元件内阻和接触电阻等三个组成部分。在电压互感器二次回路阻抗的三个组成部分中，可以通过增加导线截面积降低导线阻抗;接插元件内阻基本不变;接触电阻占主导地位，且其阻抗变化具有随机性。于是得到降低电压互感器二次回路阻抗的具体方案为：

（1）电压互感器二次回路更换更大截面积导线;

（2）定期打磨接插元件、导线的接头，尽量减小接触阻抗。但无论采取何种处理手段，都只能将二次回路阻抗减小到一个数值，不能减小到零。

4.2 减小回路电流

一般情况下，电压互感器二次计量绕组与保护绕组是分开的，计量绕组负载为电能表等，负载电流小于200mA，因而现场测试若发现电压互感器一次回路电流大于200mA时，可采取以下措施减小电流：

（1）采用专用计量回路。目前电压互感器二次一般有多个绕组，且计量绕组与保护绕组各自独立。否则电压互感器二次回路电流较大。

表1 现场测得的熔断器有关数据(以110kV为例)

（2）单独引出电能表。专用电缆对于计量绕组表计较多的情况，即使该绕组负载电流较大，但通过专用电缆的电流因只有电能表计的负载而减小，因而电能表计回路的电压互感器二次回路压降也较小。

（3）选用多绕组的电压互感器。对于新建或改造电压互感器的情况，有的电压互感器有两个二次主绕组和1个辅助绕组，可取主绕组中的1个作为电能计量专用二次绕组，这样该回路因只接有电能表而使电流较小，从而压降也较小。

（4）电能表计端并接补偿电容。由于感应式电能表电压回路为电压线圈，电抗值较大，使得流过电压线圈的电流即电压互感器二次回路电流无功分量较大，电压互感器二次回路负载功率因数较低。

4.3 电流跟踪式

电流跟踪式补偿器基本原理是利用电子线路通过对电压互感器二次回路电流的跟踪产生一个与二次回路阻抗大小相等的负阻抗，最终使二次回路总阻抗等效为零。这样，即使有PT二次回路电流的存在，由于回路阻抗为零，压降也为零。由于二次回路总阻抗等效为零，可以保持压降为零。但对于二次回路阻抗变化的情况，则不能自动跟踪，也就是说，如果熔体电阻或接点接触电阻发生改变，则回路等效阻抗就不为零了，这是该补偿器的局限性。

4.4 电压跟踪式

电压跟踪式补偿器的原理是通过一取样电缆，将电压互感器二次端电压信号与电能表计端电压信号进行比较，以产生一个与二次回路压降大小相等，方向相反的电压叠加于电压互感器二次回路，使电压互感器二次回路电压降等效为零。当电压互感器二次回路电流或阻抗改变导致回路电压改变时，补偿器自动跟踪压降的变化并产生相应变化的补偿电压叠加于电压互感器二次回路，以保持回路压降始终为零。因而这种补偿器几乎适用于所有场合，唯一不足的是需同时敷设一条从电压互感器二次端电压信号取样的电缆。

4.5 其他方法：取消PT二次回路的开关、熔断器、端子排等；调快电能表（可临时性地解决PT二次压降问题，但在开关、熔断器、接线端子上形成的接触电阻是变化的，此措施在电能计量管理规定上是不允许的）；对PT二次同路实施定值补偿:进行临时性地解决PT二次压降问题，不能实施动态补偿。

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