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電壓互感器二次電能表回路壓降測(cè)試與計(jì)算
電能是一種商品，隨著電力企業(yè)走向市場(chǎng)，計(jì)量誤差正越來越受到電力客戶及供電公司的重視。電壓互感器的負(fù)荷電流通過二次連接導(dǎo)線時(shí)產(chǎn)生的壓降就是二次壓降，二次壓降的存在使得接至電能表電壓線圈端子上的電壓就不等于電壓互感器二次線圈的電壓，產(chǎn)生電能測(cè)量誤差。在計(jì)量誤差中，電壓互感器二次電壓降是造成計(jì)量誤差的重要因素之一。二次壓降引起的誤差始終是負(fù)誤差，使得供電公司的利益受到嚴(yán)重的損失。
1涉及的規(guī)程
在《電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程》DL/T448-2000中，對(duì)計(jì)量用電壓互感器二次回路及壓降的測(cè)試作出了如下的規(guī)定：①Ⅰ、Ⅱ類用于貿(mào)易結(jié)算的電能計(jì)量裝置中電壓互感器二次回路電壓降應(yīng)不大于其額定二次電壓的0.2%，其他電能計(jì)量裝置中電壓互感器裝置中電壓互感器二次回路電壓降應(yīng)不大于其額定電壓的0.5%。②Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類貿(mào)易結(jié)算用電能計(jì)量裝置應(yīng)按計(jì)量點(diǎn)配置電壓、電流互感器或者二次繞組。③電能計(jì)量電壓、電流互感器或二次繞組及其二次回路不得接入與電能計(jì)量無關(guān)的設(shè)備。④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2.5mm2。⑤運(yùn)行中的電壓互感器二次回路電壓降應(yīng)定期進(jìn)行校驗(yàn)，對(duì)35kV及以上的電壓互感器二次回路電壓降，至少每2年校驗(yàn)1次。當(dāng)二次回路負(fù)荷超過互感器額定二次負(fù)荷或二次回路電壓降超差時(shí)，應(yīng)及時(shí)查明原因，并在1個(gè)月內(nèi)處理。
2電壓互感器二次電壓降的分析和計(jì)算
2.1造成電壓互感器二次電壓降的主要原因
造成電壓互感器二次電壓降的主要原因是二次回路導(dǎo)線阻抗;回路中接人設(shè)備形成的節(jié)點(diǎn)接觸不良。規(guī)程中對(duì)電壓互感器二次的回路、導(dǎo)線材質(zhì)、截面積有了明確的規(guī)定?；芈方泳€形式是由現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際接人電壓互感器二次回路的設(shè)備所決定的，因而高壓供電高壓側(cè)計(jì)量電力客戶的計(jì)量用電壓互感器的二次接線方式就直接影響到二次壓降的測(cè)試方法及壓降值的大小。
2.2計(jì)算電壓互感器二次回路壓降的公式
用電壓校驗(yàn)儀測(cè)得二次壓降比差、角差，然后用下式計(jì)算電壓互感器二次回路壓降，即
3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。
3.110kV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。
3.1.1電壓互感器與電能表相距較遠(yuǎn)
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)，不停其一次側(cè)刀閘進(jìn)行試驗(yàn)接線，采用圖1所示接線形式。電壓互感器二次出線進(jìn)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0.5m，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接至電能表接線盒B，即可測(cè)出其間的電壓降。采用這種接線方式開展測(cè)試工作安全、方便。
3.1.2電壓互感器與電能表相距較近
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)線線截面積大于4mm2，如圖2所示。
至電能表圖210~35kV電壓互感器二次近距離接線盒B，二次導(dǎo)線線截面積大于4mm2，如圖2所示。
電能表與電壓互感器二次端子之間連線距離小于1m，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插件接至電能表接線盒，如圖3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，壓降不易測(cè)試。實(shí)際這類“插件”操作頻繁，接觸電阻不能忽略，解決問題的方法有以下2種。
①用QJ44型直流雙比電橋(測(cè)量范圍0.0001～11Ω)在停電情況下進(jìn)行測(cè)試，分別測(cè)出每相的回路電阻Ra，Rb，Rc，再測(cè)出電能表和監(jiān)視電壓表回路導(dǎo)納Yab，Yeo。必須在額定電壓下進(jìn)行測(cè)量，計(jì)算電壓互感器二次電壓降。通過測(cè)得的回路電阻Ra，Rb，Rc，及回路導(dǎo)納yab，Y00可計(jì)算出電壓互感器二次壓降比差、角差。
②在電壓互感器手車柜上裝設(shè)接線盒A，如圖4所示。用壓降測(cè)試儀測(cè)量接線盒A到電能表之間的壓降(因?yàn)殡妷夯ジ衅鞫味俗拥浇泳€盒之間距離小于0.5m，兩者之間的電壓降可以忽略)，但電壓互感器二次端子接頭至少每2年檢查和處理1次銹腐等情況。
3.2110kV及以上電壓互感器二次接線
電壓互感器一次側(cè)沒有熔絲，電壓互感器二次側(cè)必須裝設(shè)保護(hù)設(shè)備(熔絲或快速空氣開關(guān))，防止電壓互感器二次短路。從供電方式分析如下。
3.2.11路進(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)電壓互感器端子箱，接線方式如圖5所示。將接線盒A和快速開關(guān)ZKK裝于電壓互感器二次箱內(nèi)，二次電纜從快速開關(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至少2年檢查和處理銹腐等情況1次。ZKK應(yīng)使用單相的快速空氣開關(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。
3.2.22路進(jìn)線供電的情況
電壓互感器接在進(jìn)線線路上，這種接線在運(yùn)行方式上可用1條線帶2臺(tái)變壓器，存在電壓切換問題。為了減小電壓互感器二次壓降，保證電壓的正確可靠切換，電壓互感器二次采用如圖7的接線方式：接線盒A2和空氣開關(guān)ZKK2裝在2號(hào)進(jìn)線電壓互感器二次的電壓互感器端子箱內(nèi)，直流中間繼電器QJ1、QJ2、電能表和接線盒B裝在計(jì)量屏里(這種安裝一方面是為了便于加封管理，二是為了減小電壓互感器二次壓降)。正常運(yùn)行時(shí)，2路進(jìn)線同時(shí)供電，母聯(lián)拉開，圖7中的QJ1、QJ2均不工作，DS21、DS22和DS41、DS42分別是1、2號(hào)進(jìn)線兩刀閘常閉節(jié)點(diǎn);CB21、CB41分別是1、2號(hào)進(jìn)線開關(guān)常閉節(jié)點(diǎn)，電壓互感器二次電纜通過01Q：常閉接點(diǎn)接遏，坐，至電能表接線盒B。當(dāng)1號(hào)進(jìn)線帶2臺(tái)變壓器，2號(hào)進(jìn)線停電時(shí)，2號(hào)進(jìn)線兩刀閘常閉節(jié)點(diǎn)DS41、DS42及2號(hào)進(jìn)線開關(guān)常閉節(jié)點(diǎn)C馬：閉合，印2動(dòng)作，將計(jì)量2號(hào)線電能表的電壓切換到1號(hào)電壓互感器二次上。同理當(dāng)2號(hào)進(jìn)線帶2臺(tái)變壓器時(shí)，QJ1動(dòng)作將1號(hào)電能表電壓切換到2號(hào)電壓互感器二次上。
使用這種電壓切換接線方式時(shí)，需注意以下幾個(gè)問題:
(1)為了防止抖動(dòng)，QJ1和QJ2一定是用直流電壓吸合，但直流電源一定要從源的始端(可加封)直接接到電能表屏內(nèi)ZKK3上(參看圖6)。
(2)除了至少每2年檢查和處理1次電壓互感器二次端子接線銹腐等的情況外，至少每年還應(yīng)清理1次QJ1、QJ2節(jié)點(diǎn)的灰塵。
(3)測(cè)量接線盒到電能表之間的壓降要在2路進(jìn)線運(yùn)行正常情況下進(jìn)行，因?yàn)橥ǔ＿\(yùn)行方式為1條線帶1臺(tái)變壓器，1條進(jìn)線帶2臺(tái)變壓器運(yùn)行方式1年中只有幾天。
3.2.310kV及以上大電流接地系統(tǒng)測(cè)試二次壓降時(shí)的注意事項(xiàng)
在進(jìn)行電壓互感器二次回路壓降測(cè)試時(shí)，應(yīng)注意檢查電能表零線是否與電壓互感器零線可靠地連接、接地，原因是：①當(dāng)電能表零線、電壓互感器零線各自就近接地時(shí)，由于接地網(wǎng)允許有一定的阻抗值，這個(gè)阻值上形成的壓降在測(cè)得的二次壓降值中占有很大的比例，使得二次壓降的測(cè)試值偏離實(shí)際壓降值;②當(dāng)三相電壓不平衡時(shí)，電能表、電壓互感器中性點(diǎn)電壓漂移不一致，使得測(cè)量不準(zhǔn)確。