四川省乐山电业局 成都电力职工大学 钟志翔 张德威 章志刚
电能计量是收取电费的依据,电能计量装置是买卖双方的一杆“秤”,它的精度直接关系到电力部门与电力用户之间的利益。电压互感器PT二次压降的存在使这杆“秤”不准。本文讨论采用技术手段如何xxPT二次回路的压降,使其误差小于电能计量装置管理规程的要求值。
一、PT二次压降产生的原因及对准确计量的影响
室外PT一般与主控室的电能表距离较远,其间有连接二者的电缆及刀开关、熔断器、端子等电气元件,电缆的电阻与刀开关、熔断器、端子的接触电阻构成PT二次回路电阻,这些电阻在PT二次回路中引起压降。电缆电阻的大小与其长度和截面积有关,该电阻受外界因素影响较小,可以认为是一个定值,且在PT二次回路电阻中所占比例一般不大。刀开关、熔断器、端子的接触电阻的大小与许多因素有关,如接触面上是否有氧化层或污垢、机械震动和温度变化等等,因此是个动态变量,不易准确测量,其值在PT二次回路电阻中所占比例一般较大,故接触电阻是PT二次回路压降过大的主要原因。PT二次回路压降会造成电能计量值偏低,使供电方少收电费。长期以来,这部分损失被含糊地计入了线损,是线损一直居高不下的原因之一。PT二次压降占PT二次绕组端子电压的百分数,就是漏计电量的百分数。根据《电力网电能损耗管理规定》和《电能计量装置管理规程》,电压互感器二次回路电压降,Ⅰ类计费用计量装置不应超过额定电压的0.2%;Ⅱ、Ⅲ类计费用计量装置不应超过额定电压的0.5%。《供电营业规则》规定:PT二次压降超过允许值,致使计量记录不准时,供电企业应退减或补收相应电量的电费;并应予改造或采取必要的技术措施予以更正。
二、目前降低PT二次压降的措施
2.将电能表装在PT二次侧出口处,此办法效果显著,但不利于运行、维护、管理。
3.定期对刀开关、辅助开关、熔断器、端子的接触部分进行打磨,或取消这些元件。采用“打磨”方案增加了对PT二次回路维护工作量,采用取消熔断器等元件方案不利于PT的安全运行。
4.在主控室电能表屏处集中或每个电能表外加装静止补偿电容,以补偿PT二次回路的感性电流,PT二次压降亦随之下降,此办法投资较省,但在实际操作上有一定困难,有时效果不明显。
5.每次周期检定时,临时从PT出口拉一条采样电缆,以PT二次出口电压为基准,通过调整电能表达式误差来补偿PT二次压降所引起的误差。此办法属于单点静止补偿,受电能表负荷电流及功率因数等参数的影响,而电能表长期处在超差状态,无法向用户解释收费是合理的。
三、自适应PT二次回路压降补偿装置
PT二次回路压降自适应补偿装置,能实时自适应跟踪二次回路阻抗和回路电流的乘积,即二次回路压降变化值从矢量上实现动态补偿,使补偿后的二次回路压降远远小于《电能计量装置管理规程》的要求值。
1.补偿原理及示意图。图中,V为PT二次绕组出口a点电压;V1为二次回路末端电能表端子C点电压;△Vab为二次回路综合电阻R(导线电阻及接触电阻之和)上的电压降,即PT二次回路压降;△Vcb为自适应补偿装置的输出电压。当调整电路参数得当,使△Vab=△Vcb则下式成立:V1=V-△Vab+△Vcb=V即补偿装置抵消了PT二次回路电压△Vab的影响,使电能表端子C点的电压V1等于PT出口a点的电压V,如同将电能表直接接到PT出口a点上。
2.主要性能和指标。(1)补偿电压范围:0~5V(线电压降);(2)负载能力:0~600mA(可带3只以上表计);(3)补偿准确度:补偿后PT二次压降小于额定二次电压的0.1%;(4)附加波形失真:小于0.2%;(5)外接工作电源:AC220V±10%。
3.辅助功能。(1)工作电源消失后,补偿装置自动退出工作,恢复PT二次回路原接线状态,并通过厂(站)内中央音响信号系统声光报警。(2)PT二次回路相电压降超过5V或二次回路断线,补偿装置自动退出工作,恢复二次装置,内部蜂鸣器报警,并指示超限或断线相别。(3)补偿装置内部故障时,补偿装置自动退出工作,恢复二次回路原接线状态,装置内部蜂鸣器报警,并指示故障相相别。(4)补偿装置具有抗感应电势干扰措施,故能在发电厂、变电站等强电磁场环境中正常工作。
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四、PT二次压降合成误差的计算及整改效益分析
1.PT二次回路计算压降
(4—1)
式中:i为各项代号,如ab、cb;△Vi为某相的电压降(V);Vi为某相PT出口的电压值(V)fi为某相电压降的比值差(%)δi为某相电压降的角差(′)
式中:Wr为平均每月无功电量(kvar.h)Wa为平均每月有功电量(kW.h)fab、fcb、δab、δcb含义同上。3.三相四线电能计量方式的合成误差的计算εr (4—3)
(4—4)
式中:Wa为平均每月有功电量(kW.h);ε*r为整改前的合成误差值;εr为整改后的合成误差值。5.计算实列某用户平均每月用电量为:有功电量Wa=4554838kW.h,无功电量Wr=1411999kvar.h,电能表为三相三线接线,用PT二次压降测试仪测量该表用PT二次回路整改前后的比差和角差列表如下:
整改前的比差和角差 | 整改前线路压降计算值(V) | ||||
Ab相间 | Cb相间 | △Vab1 | △Vcb1 | ||
fab1(%) | δab1(′) | fcb1(%) | δcb1(′) | ||
-2.5 | 21 | -1.36 | 23 | 2.57 | 1.51 |
整改后的比差和角差 | 整改后线路压降计算值(V) | ||||
Ab相间 | Cb相间 | △Vab1 | △Vcb1 | ||
fab1(%) | δab1(′) | fcb1(%) | δcb1(′) | ||
-0.04 | -0.5 | -0.03 | -0.4 | 0.04 | 0.032 |
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