摘要：电压互感器分为电磁式、电容式及电子式互感器。其中电容式电压互感器（以下简称CVT）是按电容套管电压抽取装置研制而成的，在我国110～500kV电压等级均采用电容式电压互感器，330～500kV电压等级一般只生产电容式电压互感器。它主要由一二次线圈、铁心和绝缘套管组成。CVT通过串联电容器分压，耐电强度高，绝缘裕度大，运行可靠且能可靠地阻尼铁磁谐振，在经济和安全上还有很多优越之处。
关键词：CVT；计量误差；谐振
引言
电压互感器是一次系统和二次系统之间的联络元件，为计量、保护和监视设备提供重要数据。计量用互感器的误差检验是互感器投运前的一项重要试验，互感器变比准确与否对电量的公平、公正有着重要影响。但是变电站现场条件复杂、运行工况多变，很容易出现互感器超差现象。
1电压互感器现场误差检验系统测量原理
检验系统将标准电压互感器、GIS升压装置、试验变压器及可调式补偿电抗器等设备集成于车上。在进行电压互感器现场误差试验时，将一次电压升至规定值后通过校验仪测量标准与被测互感器二次侧低端的相位差和比值差得到被测互感器的基本误差。
2CVT误差的影响因素
2.1补偿电抗器
补偿电抗器用于补偿分压电容器容抗，减少综合电抗，提高准确度。补偿电抗器可接在电容分压器和中间变压器之间，也可以布置在中间变压器接地端。补偿电抗器参数选择，应使其工作点接近谐振点并适当补偿，一般补偿剩余电抗低于±5%Xc。为了使CVT得到很高的准确度，在产品设计时尽量使共振电抗器、分压电容器等参数满足：Xk=Xc－XT1－X'T2，即接近串联谐振，使CVT的变化误差对电网频率变化很敏感，当频率偏离额定值时，感抗和容抗偏离谐振，从而产生剩余电抗，这就会给CVT带来附加误差。
2.2邻近效应
除了工作时的一次高压导体外，安装在现场的电容式电压互感器与邻近不带电的金属构架及电力设备之间也会形成空间电容，从而在耦合电容器中流过杂散电容电流。实验证明，三相一组的电容式电压互感器即使用同一型号的产品，由于安装在不同位置，检验时也会得到不同的误差值，原因是周边物体与三台互感器有不同的电容耦合，产生不同的干扰所致。而这些干扰对误差的影响大小与电容式电压互感器的主要电容量有关。因此，外界电场也成为电容式电压互感器误差的因素。
2.3温度特性
电容式电压互感器使用模纸或全模电容，电容的温度系数大致为－(1～2)×10－4/℃，变化25℃可使电容量发生0.25%～0.5%的变化。设计时使用相同材料制作高压臂和低压臂电容，通过补偿作用可以使误差变化减小一个数量级，相当于1～2个化整单位的影响。电容式电压互感器的补偿电抗器需要调节到分压电容器谐振，这种电感元件使用带气隙的铁心，气隙的大小受到温度影响，气隙大小的变化对电感量的影响可以达到10－3量级。由于失谐度增加使中压变压器一次回路阻抗增加，再加上电感线圈的铜电阻对电感线圈Q值的影响，因此对电容式电压互感器产生较大的误差。
3改进措施
3.1选择合理的额定二次负荷
在变电站电气设计时，应合理选择计量用互感器的额定二次负荷，不宜选择过大。对于母线型电压互感器，计量绕组额定二次负荷建议不大于３０ＶＡ；对于线路型电压互感器，计量绕组额定二次负荷建议不大于１０ＶＡ。
3.2保证电源频率
在进行互感器检验时，应保证试验电源频率稳定，停止现场其他可能造成干扰的作业。
3.3认真检查互感器接线
在互感器投运前，工作人员应仔细检查互感器接线情况，防止多点接地。此外，需确认互感器一次绕组地端Ｎ可靠接地，以免投运后出现异常。
3.4安装时认真检查
在互感器安装时，现场作业人员应认真负责，仔细检查电容式电压互感器的上下节编号，防止吊装错误，导致严重超差。
3.5加强运行中检查
对于一些运行时间较长的互感器，应加强相关的检查、改造，尤其是对电容式电压互感器的分压电容器检查，以便及时发现问题。
4CVT运行后周期检验的重要性
通过上面分析，了解到温度与频率的变化直接影响CVT的准确度，这就使得在考虑测量计量绕组误差时，需时刻关注影响误差的因素。根据JJG1021—2007《电力互感器》规定：电源频率应满足50（60）Hz±0.5（0.6）Hz的要求。电源频率要求主要有两个考虑需求。1）电容式电压互感器的误差与频率关系密切，其分压电容器与电磁单元组成串联谐振回路，当频率发生变化时，回路失谐度也发生变化.在300V·A的负荷下，电网频率每变化1%，可使电容式电压互感器的误差变化0.05%。2）大多数校验仪的误差与电源频率有关；互感器的相位特性：UM=2πfIM。由此可见，频率对测量误差的影响是同阶量，频率每变化1%就会对相量误差产生1%的影响。根据JJG1021—2007《电力互感器》规定：环境温度要求在－25～+55℃之间，温度对CVT误差的影响主要通过分压电容来起作用，总结起来有两个方面：①破坏了Xk=Xc－XT1－X'T2的串联谐振关系，带来了剩余电抗，从而产生了附加误差；②根据U'=U1C1/(C1+C2)了解到，只有C1、C2具有相同的温度系数，运行在相同的温度环境中，才不会因此改变电容分压器的分压比。为了尽可能满足条件，厂家采取了很多方案解决，比如：选择电容温度系数低的材料；保证电容式电压互感器具有相同材料和结构；C1、C2以及电磁部分相互间没有热的交换等。这就在某种程度上减小了温度对其误差的影响。近年来，从对CVT的现场测试结果来看，运行一段时间后CVT的合格率远低于新安装的CVT，由于每一台CVT出厂前以及新安装后都经过了误差测试，所以对每一台CVT来说，其分压电容量是固定的，不同CVT的分压电容不能互相调换，否则误差会比较大，运行前与运行后的CVT误差也会发生改变，且同一只被试品在不同的环境温度下误差数据也不相同。图3为某厂Ⅳ段母线CVT分别在2010年4月25日(环境温度12℃，湿度36%RH)及2016年10月9日(环境温度为16℃，湿度45%RH)做的现场测试，环境温度差不多，试验设备都一样，但是经过几年的运行后，CVT误差发生了很大的变化，部分变差数据接近0.1%。根据CVT的特性，JJG1021—2007《电力互感器》规定对CVT的检定周期不宜超过4年，其作用就是在某种条件下，支持检定机构缩短CVT的检定周期，比如当发现电量不平衡时，规避因CVT误差变化带来的计量错误风险。
结语
计量用互感器误差会受到二次负荷、电源频率干扰、安装错误等各种因素的影响而出现偏差。）合理选择电压互感器额定二次负荷，避免过大或过小；现场检验时，保证电源频率稳定在５０Ｈｚ左右，现场无小型发电机等干扰；认真检查互感器接线，确认投运前Ｎ可靠接地；电容式电压互感器安装时，确保上下节编号一一对应，吊装错位；对于运行时间较长的互感器，需加强对其分压电容器的检查，防止分压比发生变化从而引起超差。
参考文献
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