摘要：电压互感器是电力系统的主要组成部分之一，对电力系统的稳定运转具有重要意义，但是电压互感器会在电能表端子之间二次回路线路中产生二次压降，这一现象会导致电压计量与真实值之间出现一定偏差，为用户带来经济方面的损失。鉴于电压互感器二次回路压降具有普遍存在性，且对电力系统的运行以及电能的计量等具有重要影响，在实际应用中必须充分了解和掌握该造成该现象的原因，并针对这种现象做出必要的应对措施，以减小或消除二次压降对电力系统造成的影响，确保计量误差在合理范围内。基于此，本文对电压互感器二次回路压降超差原因和改进措施进行分析。
关键词：电压互感器；二次回路；压降超差原因；改进措施
电力系统电能计量装置综合误差由电压互感器误差、电流互感器误差、电能表误差以及电压互感器二次回路压降引起的误差四部分组成。随着社会科技进步以及生产技术的不断提高，电压互感器误差、电流互感器误差、电能表误差在电能计量综合误差中所占的比例越来越少，因此，电压互感器二次回路压降所引起的误差越来越明显。可见，分析电压互感器二次回路压降产生的原因以及寻求降低其误差的方法意义重大。
1电压互感器二次回路压降超差原因分析
1.1二次回路连接电缆。变电站及大用户电能表一般都装在主控室电能表屏上,与户外母线电压互感器距离较远,近则几十米,远则上百米，甚至更长。加之现场电压回路的电缆不是按照回路所接负载的大小及距离来计算确定电缆截面,导致电缆截面过小,使得电压互感器二次侧出线端钮处的电压大于二次回路末端电能表表头端钮处的电压。
1.2二次回路中所接快速开关、保险、继电器、辅助接点、试验端子等的接触电阻较大,35kV及以上电压等级的电压互感器,其端子箱、隔离刀闸辅助接点等大都在户外,由于室外环境污染,温湿度变化等导致这些接点氧化较为严重,使得接触电阻增大,二次回路电压损失也增大。
1.3保护、测量、计量共用一个电压互感器二次绕组,二次负载大,从而引起负载电流增大,使得二次回路的电压损失增加。
1.4中性点偏移。在三相四线电路中,当I1+I2+I3≠0或其他原因,中性点发生偏移,对电压互感器二次电压降影响很大,表现为二次压降三相极不对称,严重时某些相比差还将出现正值,严重影响计量准确性。以500kV橄榄变电站1号站用变319为例,以前为三相三线电能表,改为三相四线电能表后,由于电压互感器采用三相三线接入方式,电能表位置无电压中性线,电能表电压中性点临时接入电流公共点,使电压中性点发生偏移。
1.5二次负荷大小的影响
电压互感器二次回路压降过大的另一个主要原因是二次负载过多。500kV电压等级的变电站其220kV及以下电压线路电能表的计量电压一般取自母线电压互感器，而母线上连接的一般都有十几条以上的出线，电压互感器二次回路的负载较大。特别是220kV侧出线往往更多，而且很多出线装设了两块电能表，这些变电站220kV电压互感器二次压降超差比较明显。例如，某500kV变电站220kVI段母线有10多个出线间隔，现场测试其压降时发现其AB、CB相压降分别为0.61%和0.56%。为验证线路电能表负载过大是引起电压互感器二次压降超差的主要原因，将电压互感器二次回路上连接的电能表退出运行后再测量其二次压降，发现测量的压降将远远低于原来的值。
2电压互感器二次回路改进措施
2.1装设计量专用电压二次回路
采用计量专用电压二次回路，有以下几个优点：采用专用电压二次回路，通过专用电缆线中的电流I显著减小，从而可以减小二次回路电压降ΔU及由此带来的电能计量误差。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆采用专用二次回路，电能表与继电保护、测量指示仪表的电压回路彻底分开，消除了相互之间的影响，其回路电压降不受接于其他二次回路中的继电保护、测量仪表等负荷变化的影响，并且提高了电压回路的可靠性，可按各自回路的负荷大小，准确度等级以及回路的接线不同而采用不同的设计方案。
2.2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（建议采用2.5mm²或以上），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。一次配电装置现场条件许可，比如为户内安装时，将计量表计下放配电装置现场，以此缩短电压二次回路控制电缆长度，不失为一种降低电压互感器二次压降的良方。
2.3减小回路电流
在实际应用中，电压互感器二次回路的负载通常为电能表等计量装置，其所需的负载电流非常小，通常小于200毫安，若实际检测中发现回路电流超过该阈值可以采用适当的端接方式和端接器材降低回路电流，进而降低回路中的压降。常用的减小回路电流的方法有：更换计量绕组，在实际应用中可以使保护绕组和计量绕组相互分离，这样可以降低回路中产生的电流；更换电压互感器，为减小回路电流可以选用精度更高的绕组作为电能计量使用的绕组降低压降；选用全电子多功能电能表对电能表进行更新换代，全电子电能表具有更高的输入阻抗，可以产生更低的负载电流，对于减小回路电流具有明显作用。
2.4增加补偿装置
首先，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。
其次，电流跟踪式补偿器基本原理是利用电子线路通过对电压互感器二次回路电流的跟踪产生一个与二次回路阻抗大小相等的负阻抗，最终使二次回路总阻抗等效为零。这样，即使有PT二次回路电流的存在，由于回路阻抗为零，压降也为零。由于二次回路总阻抗等效为零，可以保持压降为零。但对于二次回路阻抗变化的情况，则不能自动跟踪，也就是说，如果熔体电阻或接点接触电阻发生改变，则回路等效阻抗不为零，这是该补偿器的局限性。
最后，电压跟踪式补偿器的原理是通过一取样电缆，将电压互感器二次端电压信号与电能表计端电压信号进行比较，以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电压互感器二次回路，使电压互感器二次回路电压降等效为零。当电压互感器二次回路电流或阻抗改变导致回路电压改变时，补偿器自动跟踪压降的变化并产生相应变化的补偿电压叠加于电压互感器二次回路，以保持回路压降始终为零。因而这种补偿器几乎适用于所有场合，唯一不足的是需同时敷设一条从电压互感器二次端电压信号取样的电缆，提高了一些施工成本。
2.5采用接触电阻小的优质重动继电器
一次系统具有两条及以上母线时，母线电压互感器的二次计量回路应安装专用自动电压切换装置，电压切换装置的切换接点应接触可靠，不得影响电压回路的压降值。由于继电器的接点是活动接点，经多次操作或长期运行后易产生接触不良或锈蚀而引起接触电阻增大，这也会影响到二次压降。为此，在母线电压互感器自动电压切换装置中，宜采用优质重动继电器，以减小接触电阻和压降。
结束语：
综上所述，引起电压互感器二次回路压降的原因有很多，应根据计量装置现场运行的实际情况查找原因，做到有的放矢，制定整改措施，将电压互感器二次压降降到最低，保证电能计量装置准确可靠。根据超差的原因采取相应的改进措施，降低电压互感器二次回路压降造成的计量误差，减少了计量误差给供电企业带来的经济损失，确保了供电企业的经济效益。
参考文献：
[1]电压互感器二次回路压降矢量分析法[J].穆小星,段梅梅.电测与仪表.2015(23)
[2]电压互感器二次回路压降超差原因和改进措施分析[J].黄东兰.中国电力教育.2015（29）
论文作者:栾洪利
论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期
论文发表时间:2019/3/29
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