二次计量压降消除装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力装置技术领域，具体涉及一种二次计量压降消除装置及其控制方 法。
【背景技术】
[0002] 电能计量中时常存在误差，究其原因，综合误差是由电压互感器（PT)的误差、电 流互感器（CT)的误差、电度表的误差、电压互感器二次导线压降所引起的计量误差所组 成。根据多处电网普查测试的结果，在这四项误差中，电压互感器二次导线压降引起的计量 误差往往是最大的。造成电压互感器二次导线压降过大的原因是：由于变电站各馈线电能 表的电压输入信号一般是共用同一组母线上的PT信号，从PT到电能表之间的二次信号线 较长。变电所和大中型用电户的高压电能计量装置中，PT二次接线端子与电能表之间需要 数十米甚至几百米的连接电缆线，二者通过二次线路连接。而二次线路电缆存在一定的电 阻，尤其是当导线的截面积较小时，长导线的电阻就比较可观。此外，中间接有快速开关、保 险管，再加上二次接线端子松动以及保险管两端的金属部分氧化等原因造成二次接线阻抗 较大。在这样长的具有较大电阻的连接电缆线上，如果PT二次回路所接入的表计、继电保 护装置及其它负荷较大，则较大的负荷电流将引起较大的二次回路压降，其直接后果是造 成少计发电量、供电量、用电量，以致少收电费，造成发供电量不平衡、线损超标等。因此，对 PT二次压降产生的误差进行测试及改造，在全电力系统来说已显得非常重要，对电厂生产、 经营核算、合理计量具有重要的意义。为避免电量的流失以及降低线损率创造条件，目前急 需通过技术手段提升其计量准确性和安全可靠性，以整体提高计量准确度。
[0003] 针对传统电压互感器二次输出的模拟电压信号传输过程中存在的电压降，国内外 提出了很多方法，典型的有以下四种： 1) 加粗电压互器感二次连接导线的截面、减小二次连接导线的长度，以及减小各接点 接触电阻。这是最为简单和常见的方法，这种方法的缺点是：即使导线再粗，也不能解决接 触电阻及导线电阻所带来的问题； 2) 将电度表调快。根据一次回路消耗电能的有功分量及无功分量计算出的平均 炫#，以及测得的PT二次导线压降，可以计算得出PT二次导线压降所引起的电能计量误差 -#i:值，将电度表调快戎％，用以抵消二次导线压降所引起的负误差。应指出，当％^变 化过大或一輕过大时，均不宜采用此法。因此该方法的适应面窄，存在较大的不确定性， 不符合计量法的规定，因而不存在科学性和推广价值； 3) 装设电度表的专用二次回路，采用专用计量回路。包括采用专用的电压互感器二次 计量绕组，避免继电保护、测量回路对计量回路的影响；采用专用的计量二次电缆及专用 的开关、熔断器和接线端子等。此措施可从设备配置的角度减少了电压互感器二次回路电 压降，但由于还存在开关、熔断器和接线端子等设备，因它们的接触电阻较大造成的PT二 次压降较大，难于满足对I类电能计量装置中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%的要求； 4)采用电压误差补偿器来补偿二次导线压降引起的比差和角差。其原理是在二次回 路中加入一个补偿电压，用以补偿二次导线压降引起的比差和角差。产生这个补偿电压的 装置有多种：定值补偿器、电流跟踪式补偿器、电压跟踪式补偿器。第一种利用自耦变压器 和移相器来补偿比差和角差，使得PT二次端电压和电能表计端电压幅值和相位相等，从 而达到补偿的目的。它的缺点是受负载影响大，仅适合于负载不变或变化小的工况，它的 效果较差；第二种利用电子线路通过对PT二次回路电流的跟踪，产生一个与二次回路阻 抗相等的负阻抗，使得二次回路总阻抗等效为零，从而压降为零。它的缺点是如果二次 回路的阻抗变化了，就不能自动跟踪了。第三种方法利用实时测量PT二次端电压和电能 表计端电压的电压，对它们进行比较，产生一个与二次回路压降大小相等、方向相反的 电压叠加于PT二次回路，使压降等效为零。这种补偿器是动态补偿，适用于较多的场 合。缺点是：需要铺设长的获取比较信号的电缆，从而引入一定的电磁干扰；此外还存在 补偿电压有谐波的问题，成本较高且可靠性要求高。
[0004] 综上所述，上述方法都不同程度的存在缺陷，以至于长期以来，PT二次压降产生 的计量误差问题都没有得到良好解决。现有技术中，由电压跟随器组成的零压降装置较为 普遍使用，由于电压跟随器的输入阻抗很高，可认为无穷大，导致二次导线上几乎无电流流 过，这样可大大减小二次压降。由于零压降装置对电压跟随器的核心元件高压运放的工作 稳定性要求很高，因此需要接入零压降保护装置。零压降保护装置的工作原理是当高压运 放或高压运放供电电源出现故障时，检测出故障信息，并通过继电器切换电路智能切除高 压运放。但在使用中我们发现，在电路中有时会产生虚假信号，形成干扰混杂在正常的电信 号中，这就对零压降保护装置的切换造成了干扰，从而导致错误切换情况时有发生。
【发明内容】
[0005] 为解决上述问题，本发明公开了一种二次计量压降消除装置，能够消除电压互感 器二次信号传输过程中存在的电压降引起的电能计量误差，实现电压互感器二次信号精确 传输，并提升了装置可靠性。
[0006] 为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案： 二次计量压降消除装置，包括电源，电源故障检测电路，PLC控制器，故障信号分析处理 单元，A、B、C三相高压运放电路，以及分别与三相高压运放电路连接的各相输入切换电路、 输出切换电路、故障检测电路，所述电源故障检测电路、各相故障检测电路分别向故障信号 分析处理单元输出信号，故障信号分析处理单元对接收到的信号进行分析处理，滤除虚假 信号后将真正的故障信号传输至PLC控制器中，所述PLC控制器分别向各相输入切换电路、 输出切换电路输出控制信号，令各相高压运放电路在正常状态下投入运行或在故障状态下 切除运行。
[0007] 进一步的，所述故障信号分析处理单元对接收到的信号进行分析处理，滤除虚假 信号的过程为：故障信号分析处理单元记录同一幅度信号的持续时间，当持续时间超过预 先设定的时间阈值时，将该信号送入PLC控制器中。
[0008] 进一步的，所述各相故障检测电路包括正向检测二极管支路和反向检测二极管支 路，正向检测二极管支路与正向过载故障信号的检测光耦连接；反向检测二极管支路与反 向过载故障信号的检测光耦连接。
[0009] 进一步的，所述二极管支路中包括数个串联二极管。
[0010] 进一步的，还包括安装在高压运放散热器上的高低温热敏继电器电路，所述高低 温热敏继电器电路与故障信号分析处理单元相连，所述故障信号分析处理单元对高低温热 敏继电器电路输出的信号进行过滤后将真正的温度异常信号送入PLC中，PLC根据接收到 的信号的不同控制散热器开启或控制三相输入继电器、输出继电器、主电源断开。
[0011] 进一步的，所述高低温热敏继电器电路包括低温度检测热敏继电器和高温检测热 敏继电器，所述低温度检测热敏继电器和高温检测热敏继电器分别串联一反向驱动器。
[0012] 二次计量压降消除装置的控制方法，包括如下步骤：电源给三相高压运放提供功 率电源；正常工作情况下，各相高压运放的同相输入端和反相输入端是等电位的，两条二极 管支路均无电流通过；正向过载故障检测光耦和反向过载故障检测光耦内部的输入发光二 极管不被点亮，输出的故障检测信号为低电平，当任一相高压运放电路出现正向过载故障 时，该电路中高压运放同相输出端处电位高于其反相输入端处的电位，正向检测二极管支 路导通，并接在正向检测二极管支路上的正向检测光耦输出高电平；反向检测二极管支路 截止，并接在反向检测二极管支路上的反向检测光耦输出维持低电平，正向检测光耦和反 向检测光耦