摘要：任何一种电能计量装置都会存在或多或少的误差，而导致误差的原因有电能表的性能质量问题、互感器合成而引起的计量误差，还有电压互感器二次回路压降而产生的计量误差。前两种误差，目前有了妥善解决的方法，但是二次回路压降的误差比较大，还需找到好的解决方法。本文主要分析了电压互感器二次回路压降产生的原因，概述了电压互感器二次回路压降的措施，最后分析了几种主要的补偿技术。
关键词：电压互感器；二次；回路；电压降；补偿
引言
由于电压互感器二次回路压降引起的计量误差十分严重，这使得供电企业时常会出现少计量发电量，使得收支明显不平衡，由于少收电费，因此对供电部门以及发电部门来说，损失严重，而且也能够反映出我国的计量测量事业的确存在着非常大的不足。目前研究人员认为应用自动补偿装置是减少电压互感器二次回路压降误差的主要手段，但是自动补偿装置的设计与应用都并不简单，也正是如此，笔者对此展开了研究。
1 电压互感器二次回路压降产生的原因
电压互感器二次回路压降主要是指电压互感器二次侧端子到电能表接线端子两者之间的电压降相对于电压互感器二次实际电压的百分数。电压互感器是连接接线端子与用户端计量装置的必经通道，实际应用中，两个端点之间具有较长的传输距离，为保证电力传输的稳定和正常，通常需要利用二次电缆等线材将两个端点串联起来，同时在串联电路中添加空气开关、熔断器、端子排等必须配件。无论是连接电缆还是串联配件在其接触端和材料内部均存在一定的阻抗，这就会使得电流流经电压互感器二次回路时产生压降。常见的电压互感器二次回路结构图如图1 所示。
图1 电压互感器二次回路结构图
2 电压互感器二次回路压降的措施
电压互感器二次压降直接影响电能计量的准确性，甚至对系统稳定运行产生不良影响。常用降低二次压降措施分为降低回路阻抗、减小回路电流和增加补偿装置等三大类。
2.1降低回路阻抗
电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100m～500m 之间，而且导线截面积小，因而二次回路导线电阻成为回路阻抗中最重要的因素。在《电能计量装置技术管理规程》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，至少应不小于2.5mm。在实际工作中，电压互感器二次回路线路的截面积一般选在6mm。但无论如何选取导线截面积，导线阻抗都是存在的，只是量值的大小而已。
（2）接插元件内阻
考虑到电压互感器二次回路中存在刀闸、保险、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，各元件的自阻和可以认为是一个定值，该值很小，不易减小。
（3）接触电阻
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，受接触点状态和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。
从上述分析中，可以清楚看到，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：电压互感器二次回路更换更大截面积导线；定期打磨接插元件、导线接头，尽量减小接触阻抗。
2.2 减小回路电流
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二次回路电流大于200mA 时，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
专用电缆对于计量绕组表计较多的情况，即使该绕组负载电流较大，但通过专用电缆电流因只有电能表计的负载而减小，因而电能表计回路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，可取其中一个主绕组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。
（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效果明显，且易于实现。
2.3 增加补偿装置
补偿装置的选取可以由电路属性和要求决定，如采用定值补偿、电流跟踪、电压跟踪等。
其中，定值补偿主要是利用自耦变压器实现的，通过自耦变压器可以将二次回路中电能表端电压幅值与相位调至与电压互感器端相同的水平，这样既可实现对电压的补偿，消除压降的影响。
电流跟踪主要是通过相关电子技术生成一个与二次回路阻抗绝对值相等的负阻抗进行阻抗抵消的方式实现的电压补偿。鉴于电压互感器二次回路中的阻抗值存在随机性故这种设计方式的局限性较大，可实用性较小。
3 各种补偿方式的比较
目前国内还没有与补偿器相关的技术标准，产品的许多技术指标都无统一的规定。对于电子式补偿器，有些设计不当的产品还会引起自激，从而增大二次回路的高次谐波。而定值式补偿器因结构简单，又多是无源的．因此不会有那么多的问题。这些都是选择产品时应值得注意的问题。
为了便于比较．现将上述三种类型补偿器的技术特点和适用范围小结如下：
适用范围负荷不变，而且线路中不稳定的接触电阻相对干线路总阻抗变化幅度鞍小的二次回路线路中不稳定的接鲢电阻对于线路总阻抗变化幅度较小；二次负荷却随时变化较大的二发回路线路中不稳定的接触电阻相对于线路总阻抗变化幅度较大批；二发负荷却随时变化较大且有条件敷设专用电缆的二发回路补偿器的保护功能是指以下几方面：
外部接线错误及断线缺相报警；
内部故障报警、保护及自动切除；
远程报警及控制接口。
4结束语
总之，可知电压互感器二次回路压降已经成为电能计量误差的最重要的原因，通过自动补偿装置的应用，能够将误差降到最低。但是需要满足一定的工作条件以及技术指标。
参考文献：
[1]刘阳，杨洪耕.基于独立分量分析的电压闪变检测方法[J].电力自动化设备，2007（11）.
[2]阳靖，周有庆，刘琨.电子式互感器相位补偿方法研究[J].电力自动化设备，2007（3）.
论文作者:夏明皓
论文发表刊物:《电力设备》2018年第11期
论文发表时间:2018/8/2
标签：电压互感器论文; 回路论文; 阻抗论文; 绕组论文; 电流论文; 导线论文; 电压论文; 《电力设备》2018年第11期论文;