電壓互感器二次壓降對電能計量的影響及改進措施

王海燕

摘 要：經濟的快速發展，加快了電力市場改革的進程，電力企業為了在激烈的市場競爭中占據優勢，只有不斷的提升企業的經濟效益，增加企業的核心競爭力。在電力企業發展過程中，電能計量與企業的經濟效益具有直接的關系，所以為了確保電能計費的公正性和合理性，則需要做好管理和改造電壓互感器二次回路的工作，從而實現正確的電能計量。有利于加強能源的節約和提高收費的合理性。

關鍵詞：電壓互感器；二次回路特性分析；電能計量

前言

近年來，各行各業發展過程中對電能的需求量不斷增加，這就需要確保電力系統穩定的運行，使其能夠提供持續穩定的電力能源供應。而電壓互感器作為電力系統的重要組成部分，直接關系到電力系統運轉的穩定性。但目前在電壓互感器運行過程中，由于其二次回路會有二次壓降產生，這就使電能計量會有誤差產生，為用戶帶來經濟上的損失。所以需要我們在實際應用過程，對電壓互感器二次壓降的現象進行充分的了解和掌握，并采取必要的措施，以盡量減少二次壓降給電能計量所帶來的影響，確保計量的公正性和合理性。

1 電壓互感器二次回路接線現狀

電壓互感器為測量儀器儀表和繼電器線圈提供電能的供應，屬于一次和二次回路的重要元件，一旦二次接線故障發生，則會使二次回路的安全運行受到嚴重的影響，導致一定的經濟損失發生。在實際工作中通過對110kV、35kV電壓互感器二次回路進行現場檢查發現了一些問題，這些問題充分的反映了電壓互感器二次回路的接線現狀。

1.1 在對110kV電壓互感器檢查中發現，其二次回路計量裝置沒有使用專用的電纜進行引線，而是利用保護裝置端的電纜串接到關口計量裝置的。

1.2 部分不用的測量表計等負載裝置還有接在電壓互感器二次回路的情況。

1.3 二次回路中使用的繼電器較為落后，多為老式的電磁式繼電器，功率消耗較大。

1.4 二次回路使用的管式熔斷器存在著銹蝕的情況。

2 常規變電站電壓互感器二次回路壓降的原因分析

2.1 電壓互感器過載運行

目前隨著用電量的增加，電力負荷的增大，電力系統的變電站普遍進行了增容，這樣就導致電壓互感器的負荷加重，一旦電壓互感器的負荷超過其額定容量，則會導致其負載電流增大，從而導致計量回路二次壓降現象發生。

2.2 計量電壓回路控制電纜過長

在實際應用中，通常都會采用1.5平方毫米的電壓回路導線作為電纜進行鋪設，雖然這個規格的導線符合設計規程的要求，但一旦電壓互感器與電能表在安裝位置上距離較遠時，則會導致控制電纜過長，這必將會導致二次回路上出現壓降。

2.3 計量回路接觸電阻大

通常為了變電站內二次設備及運行維護人員的安全，都會在常規變電站二次回路中進行開關、保險及閉鎖等裝置的安裝，這樣就會導致電壓互感器的二次側與計量表接線柱之間的接線端子需要進行多次的轉接，出現了若干個接點，而且隨著使用時間的增加，這些串接的原件及接線端子不可避免的會出現老化及氧化的情況，導致各接點的電阻增加，從而增加二次電壓的損失。

3 改進措施

由于電壓互感器二次壓降對于電能計量的準確性及電力系統的穩定運行都具有重要的影響，所以在日常應用過程中，對二次壓降問題進行了大量的改善工作，以確保實現電能的公正計量，確保電力系統的正常運行。

3.1 降低回路阻抗

在改善電壓互感器二次回路壓降問題時，則需要重點對二次回路阻抗進行關注，二次回路阻抗主要包括導線阻抗、接插元件內阻和接觸電阻三個部分，這三個部分要想對其導線阻抗進行降低，則需要通過增加導線截面積來實現。而在這其中，接插元件的內阻是處于固定狀況的，不會發生變化，而占主導地位的是接觸電阻，但其具有較大的隨機性，所以具體的降低阻抗的方案可以如下設計：通過對電壓互感器二次回路的導線進行更換，選擇截面積更大的導線。由于接插元件阻抗具有不變性，所以可以利用定期對接插元件及接頭進行打磨，從而盡可能的減少接觸阻抗，令二次回路阻抗的數值盡可能減小。

3.2 減小回路電流

一般情況下，電壓互感器二次計量繞組與保護繞組是分開的，計量繞組負載為電能表等，負載電流小于200mA，因而現場測試若發現電壓互感器一次回路電流大于200mA時，可采取以下措施減小電流：（1）采用專用計量回路。目前電壓互感器二次一般有多個繞組，且計量繞組與保護繞組各自獨立。否則電壓互感器二次回路電流較大。（2）單獨引出電能表。專用電纜對于計量繞組表計較多的情況，即使該繞組負載電流較大，但通過專用電纜的電流因只有電能表計的負載而減小，因而電能表計回路的電壓互感器二次回路壓降也較小。（3）選用多繞組的電壓互感器。對于新建或改造電壓互感器的情況，有的電壓互感器有兩個二次主繞組和1個輔助繞組，可取主繞組中的1個作為電能計量專用二次繞組，這樣該回路因只接有電能表而使電流較小，從而壓降也較小。（4）電能表計端并接補償電容。由于感應式電能表電壓回路為電壓線圈，電抗值較大，使得流過電壓線圈的電流即電壓互感器二次回路電流無功分量較大，電壓互感器二次回路負載功率因數較低。

3.3 電流跟蹤式

電流跟蹤式補償器基本原理是利用電子線路通過對電壓互感器二次回路電流的跟蹤產生一個與二次回路阻抗大小相等的負阻抗，最終使二次回路總阻抗等效為零。這樣，即使有PT二次回路電流的存在，由于回路阻抗為零，壓降也為零。由于二次回路總阻抗等效為零，可以保持壓降為零。但對于二次回路阻抗變化的情況，則不能自動跟蹤，也就是說，如果熔體電阻或接點接觸電阻發生改變，則回路等效阻抗不為零，這是該補償器的局限性。

3.4 電壓跟蹤式

電壓跟蹤式補償器的原理是通過一取樣電纜，將電壓互感器二次端電壓信號與電能表計端電壓信號進行比較，以產生一個與二次回路壓降大小相等，方向相反的電壓疊加于電壓互感器二次回路，使電壓互感器二次回路電壓降等效為零。當電壓互感器二次回路電流或阻抗改變導致回路電壓改變時，補償器自動跟蹤壓降的變化并產生相應變化的補償電壓疊加于電壓互感器二次回路，以保持回路壓降始終為零。因而這種補償器幾乎適用于所有場合，唯一不足的是需同時敷設一條從電壓互感器二次端電壓信號取樣的電纜。

3.5 其他方法

對于電壓互感器二次壓降問題的解決可以采取一些臨時性的措施，如將安裝在二次回路上的元器件取消，也可以對電壓互感器進行定值補償。在臨時性的降壓解決時，還有利用電能表調快的方法來解決的，但此種方法是違背電能計量管理規定的，所以不宜在解決二次壓降問題時進行應用。

4 結束語

由于電壓互感器二次壓降會給電能計量帶來較大的誤差，導致電力企業和用戶的經濟利益受到損害，所以需要加強對電壓互感器二次壓降問題的研究，從而采取切實有效的措施實現對二次降壓的有效控制，確保電能計量的準確性。

參考文獻

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