摘要：电压互感器二次回路电压降是电能计量装置综合误差的重要组成部分。根据传统理论，影响电压互感器二次回路电压降的因素有：电压互感器额定二次负荷偏小、电压二次回路导线长、电压二次导线线径太细、计量电压二次回路中并接了保护测量等设备、回路所接负载太大等等。然而，经过多年的改造及计量装置规范管理，已经大体实现了计量二次回路电压独立，二次线应使用独股铜芯线横截面积不小于2.5mm2，且电能表也由感应式机械表更换成了电子式电能表。在此条件下，现场实测中发现电压互感器二次回路电压降及由此压降产生的误差绝大多数都处于合格范围内，且数值较小。
关键词：变电站；电压互感器；二次回路；压降；分析
1导言
在运行中的电流互感器或电压互感器的二次回路上，必须只能通过一点接于接地网。因为一个变电所的接地网并非实际的等电位面，因而在不同点会出现电位差。当大的接地电流注入电网时，各点间可能有较大的电位差。如果一个电连通的回路在变电所的不同点同时接地，地网上的电位差将窜入这个连通的回路，有时还造成不应有的分流。在有的情况下，可能将这个在一次系统中不存在的电压引入继电保护的检测回路中，使测量电压数据不正确，波形畸变，导致阻抗元件和方向元件的不正确动作。
2电压互感器
2.1概念
电压互感器就是将电压由高变低的互感器。
2.2组成
电压互感器内部是由一个铁心构成的变压器。它是由一、二次线圈、铁心绝缘组成的。
2.3电压互感器的作用
一是可以使交流电压表的量程扩大：利用分压电阻的方法，在高电压的情况下，其实很难达到扩大仪表量程，那么如果将高电压变为低电压，再用仪表测量量程，就可以达到目的，同时还降低了功耗，一举两得。二是在工作进行中工作人员和设备的安全保障：由于电压互感器的工作原理是将高电压变为低电压，而且仪表和被测的电路是没有联系的，所以，这样是可以保障工作人员以及设备的安全。三是从侧面规定了仪表生产标准，同时可以降低成本：我们都知道电压互感器二次侧的标准电压为100V，所以这可以从侧面规定交流电压表 成为10V制造。
3常规变电站电压互感器二次回路压降的原因分析
3.1电压互感器过载运行
随着用电负荷不断增加，电力系统变电站增容，增加的二次设备可能造成电压互感器过负荷运行。当电压互感器二次回路的负荷，超过互感器标示的精度范围内的额定容量时，增大的负载电流，将造成计量回路二次电压降。
3.2计量电压回路控制电缆过长
设计规程规定，电压回路的导线应为独股铜芯线截面应不小于2.5mm2。在工程实际应用中，也都普遍采用1.5mm2规格的控制电缆敷设。众所周知，当电压互感器安装位置和电能表的安装位置距离较远，造成二次回路的电缆长，且线径小，将引起计量回路二次压降。
3.3计量回路接触电阻大
在常规变电站二次回路中，出于对保护测控等等二次设备安全，以及运行维护人员安全的考虑，串接了开关、保险、闭锁辅助接点等多个元件。PT二次侧至计量表接线柱之间，接线端子经过多次转接，这就增加了多个接点。这些串接原件、接线端子年久氧化现象，增加了各接点的电阻，使得即使二次回路未做任何改变，二次电压损失也将日益严重。
4变电站
4.1概念
变电站的功能，其实是改变电压，其目的就是为了能够把发电厂所产生的电量送到更远的地方，而工作内容就是把电压升高，再把周围用户的电压降低。
4.2组成和分类
变电站在输电和配电中扮演重要角色，它是把设备组装起来，然后完成切断、接通、改变、调整电压的工作。变电站主要是由：馈电线（进线、出线）和母线、隔离开关（接地开关）、断路器、电力变压器（主变）、站用变、电压互感器TV（PT)、电流互感器TA(CT)、避雷针所组成。
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5常规变电站电压互感器二次压降的综合改造措施
5.1合理选择配置电压互感器，避免过载运行
选择多绕组电压互感器，分别设置保护线圈、测量线圈以及计量线圈，同时，根据计算远景二次负荷容量选择电压互感器容量，避免电压互感器过载运行引发二次电压降。对于特别重要的贸易结算点，设置专用计量电压互感器。
5.2降低计量电压回路控制电缆损耗
根据电压互感器二次回路所连接的负载的大小、距离，适当放大计量电压回路控制电缆的截面，可以降低电压互感器二次导线的阻抗，从而降低电压互感器二次压降。
5.3减小电压互感器二次回路接触电阻
首先应减少电压互感器二次回路的节点，如无法减少开关节点，则必须装上接触良好的保险管，定期对开关、熔断器、辅助接点、接线端子等部位进行维护和保养，消除接触电阻的影响，这样能通过减小接触阻抗而降低电压互感器的二次阻抗，从而达到降低电压互感器二次压降的目的。
5.4采用全电子多功能电能表
将变电站的电能表更新为电子式多功能电能表。电子式多功能电能表负载较小，功率耗量也小。这样的更新改造，能降低因表计过多、表计本身损耗引起的电压互感器二次大大压降。
6智能变电站计量电压互感器二次压降
6.1智能化变电站控制二次压降的优势
智能化变电站在控制电压互感器二次压降引起的计量方面有以下优势：一是因为合并单元布置在就地智能控制柜，电缆长度可以大大缩短。二是母线电压互感器合并单元具有电压并列、电压切换的功能。母线计量电压并列、切换功能，不需要串接辅助接点实现，而是将所需的开关、断路器辅助接点，以GOOSE状态量输入合并单元实现，有效避免了串入过多辅助接点，增加接触电阻损耗造成二次电压降。三是常规变电站每段计量电压小母线并接多台电能表，选择电压互感器容量时，需计算所有表计的电压损耗。但是，智能变电站因使用合并单元采集的是数字量电压，无需将电能表损耗计入电压互感器的负荷容量。这样，计量电压互感器仅需考虑1台合并单元装置的电压损耗。可见，智能变电站特殊的计量采样方式，不仅可以降低电压互感器的选择容量，也有效控制电压互感器的二次电压降。
6.2智能化变电站计量相关装置存在的问题
智能化变电站采用数字式电能表计量还存在的问题：一是对智能变电站合并单元计量部分误差等级无法达到规程要求的等级，计量检定对其合并处理产生的数字量无法进行误差检测。二是合并单元计量部分无法满足用电信息采集系统中所要求的采集信息，如：母线平衡率、合格率、采集周期等。综上，现阶段因为技术和管理方面的原因，智能变电站数字接口仅做为参考计量用。但是，智能变电站特有的电量采样方式，以及数字接口的应用，在降低电压互感器二次压降方面的意义是革命性的、是未来发展的方向。
7结论
在影响电能计量准确性的因素中，电压互感器二次压降引起的计量误差往往是最大的，会给变电站和发电部门带来巨大的经济损失。所以，对常规变电站电压互感器二次压降问题，采取有效的措施进行综合的治理改造势在必行。
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论文作者:陈立军
论文发表刊物:《电力设备》2018年第15期
论文发表时间:2018/8/21
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