电压互感器极性错误造成的计量误差

电压互感器极性错误造成的计量误差 文章来源：保定久鼎保互电气有限公司

湖南省保靖水利局(416500)　彭文季高压计量箱多采用三相二元件电能表，且这里电能表是通过互感接入，容易出现接线错误。判断电能表接线正确与否，可采用抽中相法、电压交叉法等方法判定。若确有接线错误，再进一步根据电能表两个元件的工作原理与故障情况对比，作理论推算，即可找到错误点。但笔者在工作中遇到另外一种情况：计量箱出线端子标记明显且电能表接线正确，电能表(无止逆)正转，就是该线路的线损较大(一般26%左右)，一般很难使人怀疑到这过高的线损是计量箱内部PT极性错误造成的计量误差。 1　问题提出我国某县35kV变电站有10kV出线4回，其中1XL、2XL分别向甲乙两个乡镇农村供电，且两线路结构、长度及其负荷相当，每回出线均装有一高压总计量(PT是V/V)接线，出现以下两种情况： (1)1XL线损较大，比2XL高出10%。虽然供电所采取了许多措施，如加强巡线砍青、加大反窃电力度等都无法使线损降下来。 (2)逆向送电电能表不反转即不能计量。1XL上并有一座装机75kW的小型水电站，虽然该电站发电时间较短，但发现该电站发电期间反而使1XL线损更大，*高达48%。该电站停止发电后，线损又回落至原来水平。这两种情况都表明电表计量不准，可经过校表后情况仍未改变，于是提出了计量本身是否有问题的疑问。 2　带电检查 (1)用抽中相法和电压交叉法初步检查。未拆B相电压前，电能表每40s转动一圈，拆去B相电压后，电能表每30s转一圈，转速不仅没有降低反而略有加快；另一方面，将a、c两相电压交换后发现电能表并不停转。这两种方法都证实了是电能表接线不正确，事实上该电表的接线又是正确的，那么问题出在哪里呢?估计是在计量箱内部。 (2)用万用表测量a、b、c三相电压，发现Uab=114V、Ucb=116V、Uca=201V，三相电压不相等，且Uca约为UAB、Ucb的√3 倍，这可以肯定是计量箱内部PT的某组极性接反所致，一般PT的V/V接法可能的接线有如下3种： 3　分析与推算 3.1　借助向量图和电表接线图，对三相二元件电能表的两个元件的工作情况进行分析与推算 (1) 若PT的极性正确 ①　正向送电即小电站未发电，该线路是通过下县网供电： P1=UabIacos(30°＋φ)=UIcos(30°＋φ) P2=UcbIccos(30°－φ)=UIcos(30°－φ)　两元件总功率P=P1＋P2=UIcosφ，即电能表正转计量准确。 ② 逆向送电即小电站发电，该线路自用有余，向网上返供电： P1′=Uab(－Ia)cos(150°－φ)=－UIcos(30°＋φ) P2′=Ucb(－Ic)cos(150°＋φ) =－UIcos(30°－φ) 两元件总功率：P′=P1′＋P2′=－UIcosφ即电能表反转，计量准确。 (2) 若PT的A组极性接反、C组极性正确 ① 正向送电即小电站未发电，该线路是通过下县网供电： P1=UbaIacos(150°－φ)=－UIcos(30°＋φ) P2=UcbIccos(30°－φ)=UIcos(30°－φ) 两元件总功率P=P1＋P2=UIsinφ，即电能表正转，计量不准确。 ② 逆向送电即小电站发电，该线路自用有余，向网上返供电： P1′=Uba(－Ia)cos(30°＋φ)=UIcos(30°＋φ) P2′=Ucb(－Ic)cos(150°＋φ)=－UIcos(30°－φ) 两元件总功率P′=P1′＋P2′=－UIsinφ，即电能表反转，计量不准确。 (3) 若PT的C组极性接反、A组极性正确 ① 正向送电即小电站未发电，该线路是通过下县网供电： P1=UabIacos(30°＋φ)=UIcos(30°＋φ) P2=UbcIccos(150°＋φ)=－UIcos(30°－φ) 两元件总功率P=P1＋P2=－UIsinφ，即电能表反转，计量不准确。 ② 逆向送电即小电站发电，该线路自用有余，向网上返供电： P1′=Uab(－Ia)cos(150°－φ)=－UIcos(30°＋φ) P2′=Ubc(－Ic)cos(30°－φ)=UIcos(30°－φ) 两元件总功率P′=P1′＋P2′=UIsinφ，即电能表正转，计量不准确。 3.2　计量误差分析通过以上分析可知，应该是PT的A组极性接反才与实际情况相符(错误接线如图2)。 (1) 正向送电。因为Uab极性接反后两元件测得的总功率为P=UIsinφ，相当于下网的无功电量，由于线路需电网输送无功，故电能表正转，此时该电能表的电量更正系数为k=UIcos/UIsinφ=√3UIcos/tanφ，考虑到该变电站总的功率因素cosφ=0.46(因该线路无功电能表已坏，无法求出线路的功率因素)，求得k=0.897，即1XL的实际电量为实计电量的0.897倍，也就是说电表多计量10%，原来“线损”过高的原因在这里!是计量箱内部电压互感器极性错误造成的计量误差，并非真正的线损。 (2) 逆向送电。由于Uab极性接反后两元件测得的总功率为P=－UIsinφ，相当于上网的无功电量，按道理电能表应该反转，事实上该并网的小水电站根本没发功，其机端电压是靠电网维持的，此时cosφ=1,P=0，当然电能表不转，也就是说有功电能上网后无法计量，使上下网电量不能够互抵，当然1XL上的小水电站发电愈多“线损”愈大。 4　结语线损是多方面原因造成的，但若线损过高就应多从计量装置本身找原因，从以上的分析可知计量箱内部极性错误也会造成“线损”，1XL的计量箱经吊芯更正极性后，通过实践证明计量是正确的，当然“线损”也降了下来。本来Uab极性接反后，只要再把a相电流接反，同样能够达到正确计量的效果，但考虑到今后不便查线而再弄错，*后还是通过吊芯恢复了正确的接法。

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