纳电一厂500kV电能计量装置改造与分析.doc

纳电一厂500kV纳二线电能计量装置改造纳雍发电总厂 吴兆敏摘 要 本文在论述减小电能计量装置综合误差的方法的同时，介绍了纳雍发电总厂一厂500kV纳二线电能计量装置改造的方案、过程和效果，指出提高关口电能计量装置的准确性、安全性是电能计量装置改造两个主要目的。关键词 电能计量装置 改造电能计量装置在发电、供电、用电企业中有着极为显著和重要的地位，特别是关口电能计量装置，更是直接用于贸易结算，电能计时装置计量的准确与否，安全与否，直接关系着各企业的直接经济效益！以我厂为例，总厂年计划发电量为120亿千瓦时，如果电能计量装置的综合误差减小0.01%，每年结算电量就可以增加120万千瓦时！因此，在保证电能计量装置安全运行的前提下，在符合电能计时装置技术管理规程要求的前提下，尽可能地减小电能计量装置的综合误差，提高电能计量装置运行的安全性、稳定性，是企业对对电测计量人员的要求。影响电能计量装置综合误差的因数很多，包括电能表本身误差，配套使用的PT、CT的比差和角差，PT二次压降的大小，CT二次负载的大小等等。因此，减小电能计量装置综合误差的方法大多从以上各方面入手。 一、减小电能计量装置的方法1、减小电压互感器的二次压降电压互感器的二次压降： U7Ir其中 I流过电压互感器二次回路的电流； r电压互感器二次回路电缆的电阻值。从公式中可以看出二次压降与流过电压互感器二次回路的电流和电压互感器二次回路电缆的电阻值有关，减小其中的任意一个，都可以达到减小二次压降的目的。通常采用的方法有以下几种：（1）就地安装电能表，使电压互感器二次导线距离减小，因此电压互感器二次导线的电阻减小，从而减小二次压降。但是，500kV升压站磁场干扰很大，如果电能表安装在500kV开关现场，电能表能否正常工作不能保证，而且电能表正常工作所需的温度、湿度很难保证，同样不利于提高计量的准确度。（2）加粗电缆的线径，以减小电阻。（3）减小PT二次回路中各个环节的接触电阻，从而减小整个回路的电阻。在实际中，可以通过使用接触良好的端子、保险、刀闸，减少接触电阻来实现。（4）减小电压互感器二次电流。主要方法是电压互感器的计量回路单独使用，与其他测量回路、保护回路分开，减小计量回路的负载，从而降低电压互感器的二次电流。这种方法是最容易实现，也最有效的。（5）采用辅助电源给电子式电能表供电，而PT二次电压只提供给电能表作为电压信号。据相关资料统计：对EDMI红相表而言，当电能表取PT二次电压作为工作电源时电压回路的电流为27mA左右；而当加装辅助电源时电压回路的电流仅为0.26mA，二者相差为100倍。2、减小电流互感器的误差电流互感器一旦生产完成，很多参数就无法改变，从理论上说，其误差是一定的。但从电流互感器的典型误差特性曲线来看，在不同的负荷电流和二次负载不同的情况下，其误差是不同的：电流互感器的误差随负荷电流的增大而减小，随二次负荷的增大而增大。因此，电流互感器安装到现场后我们可以利用电流互感器的上述特点来减小其实际误差。一般方法有：（1）增大电流互感器的电流，使电流互感器尽量运行在实际负荷的60%以上。（2）减小电流互感器二次负荷。主要是加粗电缆线径、减小电缆长度来实现，另外，拧紧电缆与端子之间的连接螺丝，也可以达到很好的效果，但必须同时保证二次负荷在额定负荷的25%-100%之间。3、减小电压互感器的误差 与电流互感器相同，电压互感器在制造好之后，其误差也就确定了。现场影响电压互感器的主要因素是电压和二次负荷。由于电力系统的电压是很稳定的，所以无需考虑现场电压互感器的电压对误差的影响，主要是二次负荷的影响。一般来说，二次负荷减小，电压互感器的误差向正方向变化，比差变小，所以可以通过减小电压互感器的二次负荷来减小误差。同时，减小电压互感器的二次负荷也能有效减小其二次压降，但是二次负荷也必须在25%-100%额定二次负荷下才能保证误差在合格范围内。4、减小电能表的误差目前，用于关口计量的电能表基本上都是电子式电能表，其误差一般都比较小，误差曲线也比较平稳。一般来说，流过电能表的电流在额定电流的20%-80%之间时，误差较小，在低负荷下，电能的误差明显增大。因此，根据负荷电流的大小选择合适的电能表，可以有效减小电能表的误差。此外，改善电能表运行环境条件，减小现场干扰，也可以减小电能表的误差。5、互感器之间组合配对及互感器与电能表之间的配对减小误差一套电能计量装置误差由以上四部分误差组成，除了上述方法外，各部分之间选择适合的组合配对也可以减小电能计量装置的综合误差，主要有以下几种方法：(1)选择误差正负相反的互感器配套安装在电能计量装置中，可以相互抵消一部分误差以减小整个装置的误差，但这必须要事先测出互感器的误差后才好确定。(2)电能表的量程与电流互感器相对应。比如500kV的电流互感器额定二次电流一般都是1A，对应的电能表就不能选择额定电流的电能表。(3)选择电能表误差与互感器误差符号相反的设备配对使用。在知道互感器合成误差后，可以选择与互感器误差符号相反的电能表与之配对使用，以减小整个电能计量装置的误差。(4)选择合理的计量方式。对于三相三线式的电能计量，可以采用三相三线方式或三相四线方式计量；对于三相四线式电能计量，则必须采用三相四线方式计量，以免三相不平衡时产生计量误差。二、存在的问题在明确了解有效减小电能计量装置综合性误差的方法后，我们按照中华人民共和国电力行业标准DL/T4482000电能计量装置技术管理规程及贵州电网电能计量装置安装技术导则的要求，对现场电能计量装置的端子、电缆线径、端子箱的位置、电缆的走向等等进行检查、核对，并申请贵州省电力试验研究院对一厂500kV电能计量装置进行现场综合误差测试，对PT、CT进行了误差测试和二次压降进行测量， 列出一厂500kV纳二线线路电能计量装置存在的问题：1、没有专用的PT二次计量回路（线路计量装置PT二次回路中除电能表外，还有500kV测控装置）；现场用端子质量较差，氧化比较严重，断路器的接触电阻较大；电能表没有辅助电源，上述原因造成PT二次压降较大，测试结果为0.034%.2、关口表主、副表电压回路为同一回路，采用同一PT二次专用断路器进行电压回路保护。当回路失压，主表、副表同时失去计量功能。3、电压回路中没有配置完善的分支回路失压报警功能，只在总回路中配置电压检测装置，在单个电能计量装置失压时不能及时报警，造成计量缺损。4、电压回路端子因无并接点，关口表现校时必须打开表端接线盒取电压量，增加了现校工作的难度和危险性，同时也不便于开展回路二次压降测试等工作。5、500kV纳二线PT测量误差超差，CT测量误差虽然合格，但为负误差。三、改造方案及效果从上述存在的问题来看，除了要通过改造降低综合误差之外，一厂500kV线路电能计量装置安全方面也存在隐患，必须进行改造以确保安全运行。 本着经济、安全的原则，制定了相应的改造方案如下：1、关口表换型将原MK6关口表更换为红相公司生产的0.2S级MK3表，表的工作电源采用以辅助电源供电为主、PT供电为辅的供电方式；新表辅助电源可直接使用501小室电度表屏内交流电源，使用降压变将电压转换为交流110V接入关口表辅助电源端子，为保证供电可靠，另需加装一台UPS电源；由于我厂CT误差多为负误差，在贵州电力试验研究院的支持下，全部选用误差为正的电子式电能表，以减小计量装置的综合误差。2、 主、副表电压回路两套配置主、副表电压回路改为两套，即表计电压从同一PT二次线圈引出，经不同的PT二次专用断路器分别进入主、副表电压端子，保证接线方式相同，两表电流引入方向保持一致。在主表因某种原因失去计量效力时，可启用副表作为法定计量器具。3、二次电缆更换电压回路电缆改为ZRKVV2286，电流回路电缆改为ZRKVV2246、ZRKVVP22266，截面从原来的4mm2提高为6 mm2。减小PT及CT二次回路的压降。4、二次回路端子更换将原二次回路端子全部更换为新端子，且电压回路端子改用电流端子接入。以降低回路电阻，减少回路端子上的压降，从而降低互感器二次负荷和二次压降。提高结算电量。同时降低关口电压回路工作的难度，提高回路工作的安全性。5、加装电压回路分支失压报警及电压切换装置在501小室安装电压检测装置，并配置防雷装置。将电压检测装置与线路A、B、C三相电压互感器的主、副表电压回路并联。电压检测装置的电压回路采用高性能互感器，保证功耗不大于0.5VA。所有报警信息通过通信方式上传或通过信号接点方式接入报警系统，并直接将报警信号直接送到集控室，保证在单个回路失压时均能及时报警，及时处理，减少计量缺损。6、 更换超差的PT，以减小整个电能计量装置的误差。按照上述方案，我们花了5天的时间完成了改造工作，收到了显著的效果：首先，二次回路压降由改造前的0.043%降到改造后的0.0033%，减小了因二次回路压降带来的上网电量损失，提高了计量的准确性。其次电压回路失电的可能性大大减小，即使回路失压也能在第一时间得到信号并进行处理，提高了电能计量回路安全性和可靠性。同时更换了原有的计量回路端子，