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PT二次压降测试方法与应用研究

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随着电力市场的改革，电能计量直接关系到企业的经济利益，做好PT二次回路压降的管理与改造工作，对保证电能计量的公正合理意义较大。本文针对某220kV变电站电能计量不平衡的情况，进行相关多项试验，结合原理分析和试验数据结果比对，提出了一种新方法和技术改进措施，确保了电能计量的准确可靠。

PT；二次压降；电能计量；试验方法

1.概述

正确的电能计量对发电、供电企业电量核算，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。在电力系统中开展电能计量的综合误差测试是实现电能正确计量的基本技术措施之一。电能计量的综合误差包括电能表、电流互感器、电压互感器的计量误差以及电压互感器的二次回路电压降引起的误差。电能表、互感器的计量误差（出厂后误差基本固定不变）必须符合国家有关规程规定，当电压互感器二次侧到电能表端子之间二次电压回路的压降（简称为PT二次压降）增大，将导致电能计量产生很大偏差［1］。

电能计量综合误差过大是电能计量中普遍存在的一个关键问题，电压互感器二次回路压降所引起的误差往往是可变且很大，是电能计量综合误差的主要来源。由于压降过大时，将造成少计电量以至发供电量不平衡。因此《电能计量装置技术管理规程》DL/ T448-2000中规定，对于I、Ⅱ类计量装置，电压互感器二次回路压降，应不大于额定二次电压的0.2%。

2.原理

在变电站的电能计量回路中，通常电压互感器与控制室配电盘上的电能表有较远的距离，一般在200～400 米左右，整个回路导线很长并有接线端子排、开关、熔断器等，必然存在着导线电阻、接触电阻，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不相等，其大小和相角都不同。

在图1所示三相四线电路中，ao、bo及co相二次回路压降分别为、和，电能表端电压（或，）相对于PT二次端电压（或，）存在着比差和角差。

图1　　三相四线接线图

测量方法主要采用电压互感器二次回路压降测试仪法来测试PT二次压降。此方法是用压降测试仪测出电能表端电压相对于电压互感器二次端电压的比差fa、fb、fc，角差δa、δb、δc，通过公式（1），（2），（3）计算出电压互感器二次回路压降、、之值，进一步求得二次压降引起的计量误差之值。此方法的优点是基于直接测差法原理，测量准确度高；通常在设备运行状况下实负荷带电进行测试，可以直接测出比差与角差；测试结果不受电压波动的影响。

3.设备试验

3.1常规试验

常规测试方法采用压降测试仪直接测试，测试原理接线如图2所示，电压互感器二次导线压降的现场测试，是在设备不停电实负荷情况下，在电压互感器PT二次端子及电能表接线端子间接入专用导线及测试仪，测试其电压互感器二次导线压降值，测试结果如表1所示，按照DL/T 448-2000要求，对于I、II类用于贸易结算的电能计量装置中，其电压互感器二次回路电压降应不大于其额定二次电压的0.2%。从测试数据分析，压降为1.3%严重超出规定值0.2%误差。分析原因是二次回路导线电阻大及回路接触电阻大。经核查回路接触电阻基本正常，进一步判断分析压降超差的主要原因是二次回路导线电阻过大，使得二次回路压降增大［3］。

图2　常规试验原理接线图

表1　试验检测结果

3.2改进措施

按照《电能计量装置技术管理规程》要求，考虑更换二次电缆，决定采用更换电缆规格为4平方独芯铜电缆。用户按照我们的要求购置新电缆。对新电缆进行验收检查，为了精确测量小电阻，采用四线法测量，从理论计算电阻值得出：电缆的长度160米，截面积4平方毫米，温度为20℃时，电阻率0.01756，因而，理论电阻值R=0.01756*160/4=0.7024Ω。实际测得电缆直流电阻为0.69欧姆，符合理论值要求。改造后再次测量二次回路压降，检测结果如下：

表2　改造后压降检测结果

从上述测试数据看，压降最大值为0.03%小于规定值0.2%误差，完全符合规程要求。

4.计算分析

在变电站的电能计量回路中，通常电压互感器PT距离主控室内的配电盘中电能表比较远，整个回路存在着导线电阻及接触电阻，该回路阻抗造成电压互感器与电能表之间的二次回路上电压降［4］。对于中性点直接接地的大电流系统，通常采用三相四线接线计量方式，如图3所示。

图3　　PT三相四线电路原理图

在三相四线计量方式下，通过专用二次压降测试仪测量出

二次压降是通过测试出导线上比差和角差值，再经过计算得出压降值。

5.结论

通过对某220kV变电站电能计量不平衡的情况进行多次试验，分析了PT二次回路压降是产生电量不平衡的主要原因，提出改造方案及改进措施，降低了PT二次压降引起的误差。通过这次改造，使电能计量更准确，避免了企业经济损失。

［1］Chen Peijiang，Jiang Xuehua.Design and Implementation of Remote Monitoring System Based on GSM［J］.Computational Intelligence and Industrial Application，2008，20（1）:678-68.

［2］杨鹏，赵伟，黄松岭等.铁心开气隙电流互感器原理表述新探［J］.电测与仪表，2007，44（10）:44-47.

［3］Hou Zong-hao.Design and implementation of heartbeat inmultimachine environment［C］.//Advaced Information Networking and Applicati ons，2003:583-586.

［4］宋进良，周洁.基于交流采样自动化检测方法的研究［J］.东北电力技术，2012，33（3）:1-4.