河南省网关口电能计量装置是指省网内部发供电企业之间电量结算、供电企业电量考核、供电企业与用户之间电量结算、区域性电网之间电量结算的关键设备。关口电能计量装置由电压互感器及其二次回路、电流互感器及其二次回路和关口电能表等组成。经过近几年现场的全面普查测试，发现关口电能计量装置合格率为85%左右。关口电能计量装置的合格需同时满足4个条件:(1)关口电能计量装置用电流互感器、电压互感器误差合格；(2)关口电能计量装置用电能表误差合格；(3)电流二次回路负荷在3.75VA与电流互感器额定二次负荷之间(电流互感器二次额定电流为5A)或在1VA与电流互感器额定二次负荷之间(电流互感器二次额定电流为1A)、电压二次回路负荷在2.5VA与电压互感器额定二次负荷之间；(4)二次电压回路压降不大于0.2%。
     一、现状及问题分析
     关口电能计量装置中的电流互感器和电压互感器在投入使用前都经过现场校验，合格后投入运行，关口电能表也是经过严格的实验室和现场检验合格后投入使用。因此现场测试中发现不合格的关口电能计量装置都是二次电压回路压降超差引起的。主要有两个方面的问题:(1)计量用二次电压回路电缆有效横截面积较小，有相当一部分电缆有效横截面积仅为2.5mm²；(2)计量二次电压回路熔断器(俗称“保险”)使用不当，更甚的一些外界震动就可能导致某相二次电压回路的失压。下面以一个二次电压回路带有螺旋保险的220kV关口电能计量点的二次压降测试数据来说明:
     测试过程中发现基层很多技术人员对电流互感器二次回路认识存在问题，认为电流互感器二次电流相当于恒流源，二次电流回路电缆的有效横截面积的大小对其影响不大，结果在测试中发现二次电流回路电缆有效横截面积较小，大都在4mm²及以下。尤其是对于电流互感器二次额定电流是5A，二次电缆较长的关口电能计量装置其电流互感器实际二次负荷大于电流互感器的额定二次负荷，这样就会使电流互感器运行中计量绕组过压，长期运行就会损坏电流互感器二次计量绕组绝缘造成短路从而导致电流互感器的误差不准确或导致其他事故。
     二、措施和建议
     根据笔者多年现场经验和大量测试数据分析产生问题的原因，提出以下解决措施和对关口电能计量装置方案设计的建议。
     1.尽量选择主电容量大的电容式电压互感器做关口电能计量装置用电压互感器
     目前，关口电能计量装置用电压互感器90%以上都是电容式电压互感器，电容式电压互感器运行中容易受到温度、外界电磁场、本体分布电容和杂散电容等因素的影响，其误差不稳定，为使外界因素对电容式电压互感器影响减小，尽量选用主电容量大的电容式电压互感器。一般情况下，1000kV、500kV、220kV、110kV电容式电压互感器主电容量应分别选5000pF、5000pF、10000pF、20000pF。
     2.计量回路专用
     关口电能计量装置用的电压互感器和电流互感器的计量绕组只接入关口电能表，其他记录监控等二次设备的信号由电压互感器、电流互感器的其他二次绕组来提供。测试中发现部分关口电能计量装置的计量回路中还接有失压计时仪，部分失压计时仪导致电流互感器计量绕组回路负荷增大很多，这样电流互感器二次计量绕组可能会超过其额定负荷而致使计量绕组端电压过大破坏其绝缘，长期运行下去就会造成匝间短路等故障。目前多功能电子式电能表都具有失压计时的功能，可以省去失压计时仪以减小电流互感器计量二次回路负荷。有条件的关口电能计量装置也可以采用专用计量电流互感器和专用计量电压互感器。
     3.用空气开关代替熔断器
     二次电压回路使用熔断器(俗称“保险”)作为断开点存在很多隐患，测试中发现几乎所有使用熔断器二次电压回路，其保险前后的二次压降数据差别都很大。因为熔断器的接触是否良好存在人为因素，操作人员的力量和方法都能导致熔断器的接触问题。目前，熔断器作为二次电压回路断开点的关口电能计量装置大都在运行时间较长又未进行改造的老变电站。用空气开关作为二次电压回路的断开点不存在接触问题，新220kV及以上电压等级的变电站和改造过的变电站都是使用空气开关作为二次电压回路断开点。大量测试数据也表明，空气开关作为二次电压回路断开点的电能计量装置其二次压降数据在开关前后基本没有变化。
     4.科学选择电流互感器变比
     在关口电能计量装置二次电流回路负荷测试中发现，电流互感器二次实际电流在其额定二次电流20%左右的约占关口计量点总数的70%。这表明大量的电流互感器运行在20%左右的额定电流，一次电流的大小对电流互感器的误差有很大影响，越接近电流互感器的额定一次电流其误差特性越好，过大或过小选择电流互感器的变比都不科学。根据规程要求和现场经验，电流互感器的实际运行一次电流应在其额定一次电流的60%左右，这样既能保证电流互感器有良好的误差特性，又给电流互感器过载留下了足够的裕度。
      5.增大二次计量回路电缆有效横截面积
     大量测试数据表明，二次电压回路电缆有效横截面积在4mm²以下和二次电流回路较长的关口电能计量装置，基本都存在二次负荷过大的问题。根据规程要求和笔者多年现场经验:二次电压回路电缆横截面积应不小于4mm²；220kV及以下电压等级的电流互感器二次额定电流基本都是5A，二次电流回路的阻抗对二次电流回路负荷有很大影响，因此二次电流回路应根据电流互感器端子箱到控制室电能表处的距离来选择4mm²及以上有效横截面积的电缆。
      6.合理选择电压互感器计量绕组额定负荷
     大量的关口电能计量装置二次电压回路实际负荷测试数据表明，母线用电压互感器计量绕组二次实际负荷都在35VA以下，线路用电压互感器计量绕组二次实际负荷都在15VA以下。电压互感器计量绕组二次负荷对计量绕组的误差有很大影响，因此合理的选择电压互感器计量绕组额定容量对其误差特性至关重要。建议母线用电压互感器计量绕组额定容量不大于50VA，线路用电压互感器计量绕组额定容量不大于30VA。
     三、结束语
     随着市场经济的发展，电力体制改革与经营机制改革的深化，关口电能计量装置会越来越引起各方重视。为切实维护好发、供电双方的利益，关口电能计量装置的科学、准确、可靠运行至关重要。这就需要对关口电能计量装置日常运行加强管理、维护和监测，确保关口电能计量装置的各个部分都在合格范围内安全可靠运行。
转载自中国计量网