电压互感器二次回路降压对电能计量产生影
(1)降低回路阻抗
在所有关于二次压降及降压措施的文献中,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。根据前面分析的结果,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。
1)导线阻抗。由于电压互感器二次回路的长度达100~500m 之间,而且导线截面积过小,因而二次回路导线电阻成为回路阻抗中最被关注的因素。为此在DL/T 448-2000《电能计量装置技术管理规程》中,对计量用电压互感器二次回路的测试作出了相关的规定:互感器二次回路的连接导线应采用铜质单芯绝缘线。 对电压二次回路,连接导线的截面积应按允许的电压降计算确定,应不小于...全部
(1)降低回路阻抗
在所有关于二次压降及降压措施的文献中,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。根据前面分析的结果,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。
1)导线阻抗。由于电压互感器二次回路的长度达100~500m 之间,而且导线截面积过小,因而二次回路导线电阻成为回路阻抗中最被关注的因素。为此在DL/T 448-2000《电能计量装置技术管理规程》中,对计量用电压互感器二次回路的测试作出了相关的规定:互感器二次回路的连接导线应采用铜质单芯绝缘线。
对电压二次回路,连接导线的截面积应按允许的电压降计算确定,应不小于2。5mm。在实际工作中,电压互感器二次回路的连接导线截面积一般选在6mm。但导线阻抗是存在的,只是量值的大小不同而已。
2)接插元件内阻。
考虑到电压互感器二次回路中存在刀闸、熔断器、转接端子和电压插件等接插元件,在不考虑接触电阻的前提下,各元件的内阻值和可以认为是一个定值,该值很小,并且不易减小。
3)接触电阻。
许多文献指出,在电压互感器二次回路阻抗中,接触电阻占很大的比重,其阻值是不稳定的,受接触点状态、压力以及接触表面氧化等因素的影响,阻值不可避免地发生变化,且这种变化既是随机的,又是不可预测的。
接触电阻的阻值在不利情况下,将比二次导线本身的电阻还大,有时甚至大到几倍。测试中,二次线压降通常都比计算值大许多,其根本原因就是没有估计到接触电阻有如此大的变化。
从上述分析中可以清楚看到,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。
(2)减小回路电流
在一般情况下,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,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侧一般有多个绕组,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。
2)单独引出电能表。专用电缆对于电压互感器二次计量绕组用于电能表计较多的情况,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 次主绕组和一个辅助绕组,可取主绕组中的一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。
采用在电能表电压端子间并接补偿电容的方法,可以降低电压互感器二次回路电流的无功分量,从而降低 电压互感器二次回路电流,达到降低压降的目的。实际并接电容时,应选好电容值,一般以压降的角差最小为最佳选值。
还应注意电容的耐压,以保证可靠性。但是此措施由于未被有关部门完全认可,所以并未被广泛采用,建议慎重使用。
5)装设电子电能表,电子电能表功能全,往往一只表可代替有功、无功,最大需量及复费率等表,因而可减小电能表计数量,同时电子电能表输入阻抗高,单只表负载电流只有30mA左右,因而使得电压互感器二次回路电流大大降低,压降也就较小。
在上述五种减小电压互感器二次回路电流的方法中,采用专用计量回路和装设电子电能表的效果明显,而且易于实现。但使用上述方法减小电压互感器二次回路电流方案,只能有效降低回路中电流到一定值,因为该值是由仪表数量和仪表阻抗性质决定的,一旦接线形式和连接仪表数量确定了,二次回路电流的大小就基本确定了,即 由于电压互感器二次回路接线特点决定了二次回路电流,无论采用何种方法,电压互感器二次电流不可能等于零。
(3)增加补偿装置
目前补偿器种类较多,从原理上分,主要有3种:定值补偿式、电流跟踪式、电压跟踪式。下面重点介绍定值补偿器。
定值补偿器根据工作原理可以分为有源定值补偿器和无源定值补偿器。
无源定值补偿器的工作原理是利用自耦变压器补偿比差,利用移相器补偿角差。利用此补偿器可以将电能表计端电压与电压互感器二次端电压幅值与相位调至相等,从而达到补偿的目的。这种补偿器可以对回路阻抗和回路电流一定的线路调节补偿电压,使二次压降为零。
但如果二次回路阻抗或电流发生变化,例如熔体电阻或端子接触电阻增大或电压互感器二次负载电流发生改变,这种补偿器就不能适应了。采用无源定值补偿装置,可靠性相对较高。
有源定值补偿器的工作原理是在电压互感器二次回路中计量仪表接入端口处串入一个定值的电压源,达到提高计量仪表的入口电动势以抵消二次压降影响的目的。
当电压互感器二次回路阻抗和回路电流一定时,有源定值补偿器可以调节补偿电压,使二次压降接近于零;但当二次回路阻抗或电流发生变化时,这种补偿器就不适应了。
总之,定值补偿器在电压互感器二次回路阻抗和回路电流不变的前提下,能够对二次压降进行有效补偿,由于不能跟踪电压互感器二次回路阻抗和回路电流发生变化而引起二次压降的变化,因此不可避免地引起电压互感器二次综合压降欠补偿域过补偿现象发生。
由此可以说,定值补偿装置(无论是有源的,还是无源的)在设计时就存在缺陷,是绝对禁止用于二次压降补偿的。
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