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電壓互感器二次回路降壓的治理措施

2018-04-13 15:44:17 大云網(wǎng)  點擊量: 評論 (0)
【摘 要】:由于電壓互感器二次回路壓降直接影響電能量計量的準(zhǔn)確性,嚴(yán)重時會危及電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行,因此本文從分析電壓互感器二次壓降


(1)電壓互感器二次回路更換更大截面積導(dǎo)線;
(2)定期打磨接插元件、導(dǎo)線的接頭,盡量減小接觸阻抗。
但無論采取何種處理手段,都只能將二次回路阻抗減小到一個數(shù)值,不能減小到零。


   2.減小回路電流


   一般情況下,電壓互感器二次計量繞組與保護繞組是分開的,計量繞組負(fù)載為電能表等,負(fù)載電流小于200mA,因而現(xiàn)場測試若發(fā)現(xiàn)電壓互感器一次回路電流大于200mA時,可采取以下措施減小電流:


(1)采用專用計量回路
   目前電壓互感器二次一般有多個繞組,且計量繞組與保護繞組各自獨立。否則電壓互感器二次回路電流較大。


(2)單獨引出電能表
   專用電纜對于計量繞組表計較多的情況,即使該繞組負(fù)載電流較大,但通過專用電纜的電流因只有電能表計的負(fù)載而減小,因而電能表計回路的電壓互感器二次回路壓降也較小。


(3)選用多繞組的電壓互感器
   對于新建或改造電壓互感器的情況,有的電壓互感器有兩個二次主繞組和1個輔助繞組,可取主繞組中的1個作為電能計量專用二次繞組,這樣該回路因只接有電能表而使電流較小,從而壓降也較小。


(4)電能表計端并接補償電容
   由于感應(yīng)式電能表電壓回路為電壓線圈,電抗值較大,使得流過電壓線圈的電流即電壓互感器二次回路電流無功分量較大,電壓互感器二次回路負(fù)載功率因數(shù)較低。采用在電能表電壓端子間并接補償電容的方法,可以降低電壓互感器二次回路電流的無功分量,從而降低電壓互感器二次回路電流,達(dá)到降低壓降的目的。實際并接電容時,應(yīng)選好電容值,一般以壓降的角差最小為最佳選值。還應(yīng)注意電容的耐壓,以保證可靠性。但是此措施由于未被有關(guān)部門完全認(rèn)可,所以并未被廣泛采用,建議慎重使用。


  2.5裝設(shè)電子電能表


   電子電能表功能全,往往1只表可代替有功、無功,最大需量及復(fù)費率等表,因而可減小電能表計數(shù)量,同時電子電能表輸入阻抗高,單只表負(fù)載電流只有30mA左右,因而使得電壓互感器二次回路電流大大降低,壓降也就較小。


   在上述5種減小電壓互感器二次回路電流的方法中,采用專用計量回路和裝設(shè)電子電能表的效果明顯,而且易于實現(xiàn)。但使用上述方法減小電壓互感器二次回路電流方案,只能有效降低回路中電流到一定值,因為該值是由儀表數(shù)量和儀表阻抗性質(zhì)決定的,一旦接線形式和連接儀表數(shù)量確定了,二次回路電流的大小就基本確定了,即由于電壓互感器二次回路接線特點決定了二次回路電流,無論采用何種方法,電壓互感器二次電流不可能等于零。

 
   3.增加補償裝置(雖然是不提倡,但是在方法是卻是可行的,許多文獻上都有這個方法)
   目前補償器種類較多,從原理上分,主要有3種:定值補償式、電流跟蹤式、
電壓跟蹤式。


   3.1定值補償式


   定值補償式補償器根據(jù)其工作原理可以分為有源定值補償器和無源定值補償器。無源定值補償器的工作原理是利用自禍變壓器補償比差,利用移相器補償角差。利用此補償器可以將電能表計端電壓與電壓互感器二次端電壓幅值與相位調(diào)至相等,從而達(dá)到補償?shù)哪康摹_@種補償器可以對回路阻抗和回路電流一定的線路調(diào)節(jié)補償電壓,使二次壓降為零。但如果二次回路阻抗或電流發(fā)生變化,例如熔體電阻或端子接觸電阻增大或電壓互感器二次負(fù)載電流發(fā)生改變,這種補償器就不能適應(yīng)了。采用無源定值補償裝置,可靠性相對較高。


   有源定值補償器的工作原理是在電壓互感器二次回路中計量儀表接入端口處串入一個定值的電壓源,達(dá)到提高計量儀表的入口電勢以抵消二次壓降影響的目的。當(dāng)電壓互感器二次回路阻抗和回路電流一定時,調(diào)節(jié)補償電壓,使二次壓降接近于零,但二次回路阻抗或電流發(fā)生變化時,這種補償器就不適應(yīng)了。


   總之,定值補償器在電壓互感器二次回路阻抗和回路電流不變的前提下,能夠?qū)Χ螇航颠M行有效補償,由于不能跟蹤電壓互感器二次回路阻抗和回路電流發(fā)生變化而引起二次壓降的變化,因此不可避免地引起電壓互感器二次綜合壓降欠補償或過補償現(xiàn)象發(fā)生。由此可以說,定值補償裝置(無論是有源的,還是無源的)在設(shè)計時就存在缺陷,是絕對禁止用于二次壓降補償?shù)摹?/p>


   3.2電流跟蹤式


   電流跟蹤式補償器基本原理是利用電子線路通過對電壓互感器二次回路電流的跟蹤產(chǎn)生一個與二次回路阻抗大小相等的負(fù)阻抗,最終使二次回路總阻抗等效為零。這樣,即使有PT二次回路電流的存在,由于回路阻抗為零,壓降也為零。這種補償器對于二次線路較長的,可補償線阻。對于PT二次負(fù)載不穩(wěn)定、二次電流變化的回路,由于二次回路總阻抗等效為零,可以保持壓降為零。但對于二次回路阻抗變化的情況,則不能自動跟蹤,也就是說,如果熔體電阻或接點接觸電阻發(fā)生改變,則回路等效阻抗就不為零了,這是該補償器的局限性。


   換句話就是說,電流跟蹤式補償器的設(shè)計前提是電壓互感器二次回路阻抗不變,只要跟蹤二次回路變化的電流就可以達(dá)到補償二次壓降的目的。從前面對二次回路阻抗的特性分析可以看出,電壓互感器二次回路阻抗是變化的,且具有一定隨機性,顯然電流跟蹤式補償器同樣存在設(shè)計缺陷,可能造成過補償或欠補償現(xiàn)象的發(fā)生,因而也是絕對禁止用于二次壓降補償?shù)摹?/p>


   3.3電壓跟蹤式


電壓跟蹤式補償器的原理是通過一取樣電纜,將電壓互感器二次端電壓信號與電能表計端電壓信號進行比較,以產(chǎn)生1個與二次回路壓降大小相等,方向相反的電壓疊加于電壓互感器二次回路,使電壓互感器二次回路電壓降等效為零。當(dāng)電壓互感器二次回路電流或阻抗改變導(dǎo)致回路電壓改變時,補償器自動跟蹤壓降的變化并產(chǎn)生相應(yīng)變化的補償電壓疊加于電壓互感器二次回路,以保持回路壓降始終為零。因而這種補償器幾乎適用于所有場合,唯一不足的是需同時敷設(shè)一條從電壓互感器二次端電壓信號取樣的電纜。


3.4目前應(yīng)用較多,效率較高的二次壓降自動補償裝置


3.4.1自動補償裝置的原理


PT二次壓降自動跟蹤補償器的原理如圖五所示,圖五中:

U為PT二次繞組出口a點電壓,U1為二次回路末端電能表端子c點電壓:
U為PT二次回路綜合電阻R (導(dǎo)線電阻和接觸電阻之和)上的壓降,即PT二次回路壓降;
U1為PT二次壓降自動跟蹤補償器的輸出電壓。
當(dāng)調(diào)整電路參數(shù)得當(dāng),使 U= U1,則下式成立:
U1=U- U+ U1=U
即抵消PT二次回路壓降 U的影響,使電能表端子c點的電壓等于PT出口a點的電壓,如同將電能表直接接到PT出口點上。從而達(dá)到了提高計量精度、減少計量損失的目的。


3.4.2應(yīng)用效果


PT二次壓降自動跟蹤補償器要選擇通過權(quán)威電力部門的產(chǎn)品型式試驗合格的產(chǎn)品,并結(jié)合本單位的具體情況,選擇相應(yīng)型號。在投運前,必須進行現(xiàn)場的性能、功能、抗干擾、附加波形失真等試驗,確保裝置的技術(shù)指標(biāo)和功能滿足產(chǎn)品的技術(shù)要求和符合現(xiàn)場實際條件。


某發(fā)電單位220kV電壓互感器二次電能計量回路應(yīng)用PT二次壓降自動跟蹤補償器,效果良好,其投運帶滿負(fù)載后PT二次壓降測量值如下表:從下表可知,PT二次壓降自動跟蹤補償器實現(xiàn)了矢量補償,即實現(xiàn)比差和角差的補償,補償后的PT二次壓降小于二次額定電壓的0.2%,完全能滿足電能計量裝置管理規(guī)程的要求,達(dá)到了提高計量精度、減少計量損失的目的。


4.其他方法


4.1取消PT二次回路的開關(guān)、熔斷器、端子排等:此措施可避免開關(guān)、熔斷器、端子排的接觸電阻造成的PT二次壓降,但取消開關(guān)、熔斷器設(shè)備后,計量二次回路的失去故障保護,后果嚴(yán)重,不宜采用。


4.2調(diào)快電能表:此措施可臨時性地解決PT二次壓降問題,但在開關(guān)、熔斷器、接線端子上形成的接觸電阻是變化的,隨著時間的推移,導(dǎo)體接觸部位逐漸老化,其接觸電阻亦逐漸增大,PT二次壓降增大。同時,此措施在電能計量管理規(guī)定上是不允許的。


  4.3對PT二次同路實施定值補償:此措施與調(diào)快電能表的措施相仿,只能臨時性地解決PT二次壓降問題,不能實施動態(tài)補償。


四、結(jié)語


綜上分析,電壓互感器二次回路線路壓降由二次等效阻抗和二次回路電流共同影響。這兩個影響因素又隨環(huán)境和工況不同而變化:二次等效阻抗又隨環(huán)境的變化而變化,二次電流也隨二次運行方式的不同而改變。若要達(dá)到國家頒布的電能計量裝置技術(shù)管理規(guī)程和電能計量裝置檢驗規(guī)程SD109-83的要求,必須揭示PT二次壓降的產(chǎn)生機理,并設(shè)計補償辦法,對電壓互感器的二次負(fù)荷進行補償。


電壓互感器二次壓降的治理措施有降低二次回路阻抗、減小回路電流和加裝補償裝置三種。降低二次回路阻抗、減小回路電流兩種方法在保證二次壓降原有性質(zhì)的基礎(chǔ)上,可以有效降低二次壓降,但不能保證二次壓降始終不大于電壓互感器二次出口電壓的0.25%要求;加裝電壓跟蹤式補償裝置,可以保證二次壓降始終不大于電壓互感器二次出口電壓的0.25%要求,但要注意電壓互感器二次壓降單向性的特點,確保欠補償才是有效的。

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責(zé)任編輯:電力交易小郭

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