电压互感器二次回路压降超差原因和改进措施分析

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摘要：简要阐述了电压互感器二次回路压降对电能计量装置的影响，分析了电压互感器二次回路压降超差的原因，并提出了降低电压互感器二次回路压降的措施。

关键词：电压互感器；计量；误差

作者简介：黄东兰（1977-），女，广东茂名人，广东电网公司茂名供电局，工程师。（广东 茂名 525000）

中图分类号：TM451 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）29-0229-02

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。《电能计量装置技术管理规程》（DL/T448-2000）明确规定：“Ⅰ、Ⅱ类用于贸易结算的电能计量装置中电压互感器二次回路压降应不大于其额定电压的0.2%；其他电能计量装置电压互感器二次回路电压降应不大于其额定电压的0.5%。”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。

一、电压互感器二次回路压降产生及其影响

电压互感器二次回路压降是指从电压互感器二次端子到电能表端子之间电压幅值差和相位差的总和。电压互感器的等效电路图和相量图如图1所示。

为简化分析，假设与之间的相角差δu为0，即阻抗r只影响的大小，而不影响其相位。所以电压互感器的二次电压降为：

可见，由于电压互感器二次回路存在的阻抗r，接入电能表的计量电压比实际电压要低，所以电能表计量的电量比实际要少。这种电压降差值越大，电能计量误差就越大。特别是Ⅰ、Ⅱ类用于贸易结算的用户，若其计量用的电压互感器二次回路压降严重超差，将造成供电企业重大的经济损失。

二、电压互感器二次回路压降超差原因分析

电压互感器二次回路接线简图如图2所示。

由图2可以看出，在电压互感器二次回路中，空气开关或熔断器、刀闸辅助接点、端子排的接触电阻以及电压互感器至电能表连接电缆自身阻抗的存在，当电流流过其二次回路时必然会产生一定的电压降。因此，电压互感器二次回路压降超差的原因主要如下：

1.二次阻抗的影响

（1）二次导线长度和截面的影响。如图1所述，假设与之间的相角差δu为0，即电压互感器二次回路阻抗r为纯电阻，其计算公式r=ρL/S，ρ为电阻率，L为导线长度，S为导线截面。可见，电压互感器二次回路阻抗与导线长度L成正比，与导线截面S成反比。因此，电压互感器二次回路导线越长，其二次回路的阻抗越大，产生的压降也越大；相反，电压互感器二次回路导线截面S越大，二次回路的阻抗越小，产生的压降也越小。

（2）二次熔断器或空气开关接触不良。由图2可以看出，电压互感器计量绕组二次熔断器或空气开关也是产生压降的一个因素。电压互感器停电检修时，运行人员不但要拉开一次侧隔离开关，同时要取下其二次计量回路熔断器或断开其空气开关。操作次数多了，熔断器或空气开关肯定会接触不良，从而使其接触电阻增大或性质发生改变。如表1为110kV鳌头站110kV I母A相电压互感器二次压降测量数据。

由表1可以看出，分别电压互感器二次熔断器前、后取测量电压与电能表端子电压比较测量时，A相测出的压降误差相差较大，二次熔断器前的压降为0.56%，二次熔断器后的压降为0.12%，二次熔断器前的压降超差2.8倍。而B、C相测出的压降误差在熔断器前、后的压降基本一样，分别为0.14%和0.12%。为了查清电压互感器二次熔断器接触不良还是刀闸辅助接点的影响导致压降过大，断开A相熔断器后面所接的负载回路，用万用表测量A相熔断器前、后的电压进行比较，发现断开负载回路后A相熔断器前后的电压完全一样。一般情况下，会由此判断A相回路压降超差不是熔断器影响所引起的，而是该回路后面的刀闸辅助接点或其他连接处的问题。但情况并非如此，更换A相熔断器后重新用二次压降测试仪对鳌头站110kV I母#1电压互感器二次压降进行测量，测量的数据如表1所示。由此可见，鳌头站110kV I母#1电压互感器二次压降A相超差的原因是二次熔断器接触不良等问题导致。所以，熔断器或空气开关是造成电压互感器二次回路压降超差的主要原因之一。

（3）电压互感器二次回路设备的氧化影响。由图2可以看出，电压互感器二次回路中的端子排和隔离刀闸等辅助接点也是影响其二次压降的因素之一。它们均由金属材料制造，运行一段时间后一般都会存在老化、氧化的现象，接触电阻相应增大，性质也发生了改变。若产品质量差，老化、氧化的周期更短。特别是户外电压互感器二次回路设备，由于日晒雨淋，运行环境恶劣，也更容易氧化。

变电站内计量电压一般取自母线电压互感器，由如图3所示的高压电压互感器的原理接线图可知，母线电压互感器二次接线一般是本体二次端子接到端子箱或PT柜内端子排，再到电压空气开关，然后经过其刀闸辅助接点接到电压小母线上。然后由电压小母线经过线路间隔母线侧隔离刀闸辅助接点，再接入电能表电压回路。在现场测试电压互感器二次压降中发现端子排或刀闸辅助接点的老化也是影响其误差的一个主要因素。以110kV双山站10kV V母电压互感器二次压降的测试数据为例说明端子排氧化的影响。如表2所示。

由表2的数据可以看出，在端子排处取PT侧测量电压与在回路后面空气开关前取测量电压测出的压降相差2倍多，第一次测量时发现其压降严重超差，现场检查发现端子排比较陈旧，上面布满了绿色的氧化物，考虑压降严重超差可能主要是端子排氧化导致。然后，在端子排的下一连接点空气开关前取测量电压测量进行比较，发现测试结果相差甚远。

2.二次负荷大小的影响

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。220kV及以下电压等级变电站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10kV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10kV电压互感器二次压降超差很严重。例如，220kV河东站10kV I段母线有20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。

三、降低电压互感器二次回路压降的方法

通过分析得出，电压互感器二次压降超差的根本原因在于二次回路的阻抗及负荷的超载。压降主要分布在长久运行的计量电压空气开关（或熔断器）、计量二次回路接线端子和辅助接点。因此，降低电压互感器二次回路压降的主要方法如下：一是减少电压互感器二次回路负荷，采用专用的计量回路和装设电子式电能表。降低了二次回路的电流，压降相应地降低。二是减少电压互感器二次回路阻抗。在满足安全要求的前提下，尽量减少计量电压回路中的辅助接点。计量电压回路不串接电压互感器和线路隔离刀闸辅助接点。采用质量好的设备，电压切换继电器应采用新型的电子式电压切换继电器，旧型的电磁式电压切换继电器的接触电阻相对较大，增加了压降。三是定期维护，保持电压互感器二次回路接线端子接触面清洁，连接牢固。四是定期对电压互感器二次回路压降进行测试，当发现压降误差超出规定值时应查明原因，及时进行处理。

四、结束语

电压互感器二次回路压降超差给供电企业带来了极大的经济损失。分析电压互感器二次回路压降超差的原因，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：

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[3]宿振礼.TV二次导线压降对电能计量的影响[J].华北电力技术，2008，（10）.

[4]DL/T 448-2000电能计量装置技术管理规程[S].