电压互感器二次回路对电能计量的研究

电压互感器二次回路对电能计量的研究

文◎ 吴献（哈尔滨冰上训练基地 黑龙江哈尔滨）

摘要：由于电压互感器二次回路压降直接影响电能量计量的准确性，严重时会危及电力系统的稳定运行，因此本文从分析电压互感器二次压降的形成机理入手，并提出最为合理的二次压降治理方案。

关键词：电压互感器；二次压降；补偿随着电力市场的改革，电能计量关系到直接的经济利益，做好PT二次回路压降的管理与改造工作，对保证电能计费的公正合理意义较大。正确的电能计量对核算发、供电电能，综合平衡及考核电力系统经济技术指标，节约能源，合理收取电费等都有重要意义。

一、电压互感器二次回路的接线形式现场运行中按照电压等级的不同，电压互感器二次回路采用了不同的接线形式。主要范围大致分为1.10kV至3.5kV以及10 kV两个等级。

1.1 1.10kV至3.5kV电压互感器二次接线电压互感器一次侧(高压侧)有熔丝，二次不设熔丝和任何其他保护设施，以减小电压互感器二次回路压降。从电压互感器与电能表距离的远近进行如下分析。

电压互感器与电能表相距较远(一般大于10m。为了在测量电压互感器压降时，不断其一次侧刀闸进行试验接线，采用图1所示接线形式。电压互感器二次出线进专用接线盒A，由于一般情况下电压互感器二次端子与接线盒A之间的距离小于0. 5 m，可不考虑两者之间的电压降。测量电压互感器二次压降时，二次电缆线从接线盒A接至电能表专用接线盒B，即可测出其间的电压降。采用这种接线方式开展测试工作安全、方便。

1.2 10kV及以上电压互感器二次接线电压互感器一次侧没有熔丝，电压互感器二次侧必须装设保护设备(熔丝或快速空气开关)，防止电压互感器二次短路。对于进线供电的情况，为了保证计量准确，便于加封，在电压互感器杆下装设专用电压互感器端子箱，接线方式如图2所示。

将接线盒A和快速开关ZKK装于电压互感器二次箱内，二次电缆从快速开关ZKK直接接到电能表接线盒B，可测量出从接线盒A到电能表之间的电压降，同样电压互感器二次端子接头应至少2年1次检查和处理锈腐等情况。电压互感器电缆首端、中端和末端保护层金属部分一定要可靠接地，以屏蔽外磁场感生的电势，保证电压降测量的准确性。

二、降低二次压降的措施

由于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，为此人们在改善二次压降方面做了大量工作，归结起来可以分为降低回路阻抗、减小回路电流和增加补偿装置等三大类降低二次压降的措施。下面就这三种降低二次压降措施进行细致分析。

2.1 降低回路阻抗

在所有关于二次压降及降压措施的文献中，当分析二次压降的成因时，电压互感器二次回路阻抗是第一个被关注的参量。根据

前面分析的结果，电压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。

由于电压互感器二次回路的长度达100米至500米之间，而且导线截面积过小，因而二次回路导线电阻成为回路阻抗中最被关注的因素；接插元件内阻一般

很小，不易减小；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。

通过分析可知，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：

（1）电压互感器二次回路更换更大截面积导线。

（2）定期打磨接插元件、导线的接头，尽量减小接触阻抗。 但无论采取何种处理手段，都只能将二次回路阻抗减小到一个数值，不能减小到零。

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一次回路电流大于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，但通过专用电缆的电流因只有电能表计的负载而减小，因而电能表计回路的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1个辅助绕组，可取主绕组中的1个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。

2.3增加补偿方式

目前补偿器种类较多，从原理上分，主要有3种：定值补偿式、电流跟踪式、 电压跟踪式。主要介绍定值补偿式。

定值补偿式补偿器根据其工作原理可以分为有源定值补偿器和无源定值补偿器。无源定值补偿器的工作原理是利用自祸变压器补偿比差，利用移相器补偿角差。利用此补偿器可以将电能表计端电压与电压互感器二次端电压幅值与相位调至相等，从而达到补偿的目的。这种补偿器可以对回路阻抗和回路电流一定的线路调节补偿电压，使二次压降为零。但如果二次回路阻抗或电流发生变

化，例如熔体电阻或端子接触电阻增大或电压互感器二次负载电流发生改变，这种补偿器就不能适应了。采用无源定值补偿装置，可靠性相对较高。

有源定值补偿器的工作原理是在电压互感器二次回路中计量仪表接入端口处串入一个定值的电压源，达到提高计量仪表的入口电势以抵消二次压降影响的目的。当电压互感器二次回路阻抗和回路电流一定时，调节补偿电压，使二次压降接近于零，但二次回路阻抗或电流发生变化时，这种补偿器就不适应了。

总之，定值补偿器在电压互感器二次回路阻抗和回路电流不变的前提下，能够对二次压降进行有效补偿。

三、结论

综上分析，电压互感器二次回路线路压降由二次等效阻抗和二次回路电流共同影响。这两个影响因素又随环境和工况不同而变化：二次等效阻抗又随环境的变化而变化，二次电流也随二次运行方式的不同而改变。若要达到国家颁布的电能计量装置技术管理规程和电能计量装置检验规程SD109-83的要求，必须揭示PT二次压降的产生机理，并设计补偿办法，对电压互感器的二次负荷进行补偿。

电压互感器二次压降的治理措施有降低二次回路阻抗、减小回路电流和加装补偿装置三种。降低二次回路阻抗、减小回路电流两种方法在保证二次压降原有性质的基础上，可以有效降低二次压降，但不能保证二次压降始终不大于电压互感器二次出口电压的0.25%要求；加装电压跟踪式补偿装置，可以保证二次压降始终不大于电压互感器二次出口电压的0.25%要求，但要注意电压互感器二次压降单向性的特点，确保欠补偿才是有效的。

参考文献

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