刘晓健
国网新疆电力有限公司电力科学研究院， 新疆 乌鲁木齐 830000
摘要：在电压互感器运行中，会因其内部参数、外部参数、空载、负载误差等的影响而产生二次压降误差。在许多电能计量单位的电压互感器构造和应用中都存在一些影响性的常见问题，可以将二次压降误差产生的原因归结为电压互感器二次回路的内部因素、额定容量不足及超过额定容量的实际运行这三方面误差原因。并结合笔者实际经验，概述了改进二次压降误差、提升计量准确性的可采取措施。通过对电压互感器二次压降误差对计量准确性影响分析，旨在为广大电力计量单位及计量工作人员的实际工作提供理论参考，用更准确的电能计量来推进电力企业及我国电能行业的健康、可持续发展。
关键词：电压互感器；二次压降误差；计量；准确性；额定容量
在互联网、信息技术的推动下，电能计量装置逐渐改进和完善发展，这也让电能的计量有了更高的准确性、灵敏性要求。对供电企业来说，是否能够确保电能计量装置的准确性，不仅关乎到其用户的电力缴费利益，也关系到供电企业能否精准计量电能，从而推进企业的可持续发展。互联网技术是改进电能计量、推广高效计费和电能综合管理的重要手段，但互感器的误差影响了计量和传输的准确性，是改进计量准确性的重要方向。影响电压互感器误差的条件包括电压互感器二次回路配置、互感器工作原理和互感器各参数设计等，其中，二次压降误差有很大的计量准确性影响。
一、电压互感器原理
接在被测线路上的电压互感器一次绕组，会在电流通过时发生铁芯传导磁通，此时一、二次绕线组中各自发生对应性感应电势。根据电磁感应原理可知，绕组感应电势大小同其缠绕匝数成正比；根据电压互感器工作状态分析可知，只有在互感器绕组阻抗无限接近于零时，额定电压比与二次电压的乘积才与施加的一次电压相等。分析电压互感器的工作原理可知，对其误差产生影响的因素包括：电压互感器外部参数（二次负载、一次电压）。互感器内部设计参数（励磁电流、绕组阻抗），这部分参数的设计是建立在电压互感器的使用环境和性能要求基础上的，对误差进行控制需要合理降低绕组阻抗和铁芯内的励磁电流。互感器的空载、负载误差，前者为无二次负荷下，电压互感器受到一次回路额定电压和空载一次电流的影响，而出现一次绕组后的电压降低误差；后者则是因二次回路上的电流、阻抗变化，而出现的电压下降负载误差。加强计量准确性，需要减小电压互感器的二次压降误差。
二、电压互感器二次回路的常见问题
结合笔者检查过的众多电压互感器二次回路计量装置，可以将其常见问题概括为以下几部分：在某额定工作电压下，但却未使用专性电缆引线，部分互感器装置利用保护装置端电缆的关口串接来进行计量。二次回路接有其他未利用测量表计的负载装置，增加了电压互感器二次回路中的误差影响。装置保护部分使用的继电器等部件存在较大功耗，例如老式电磁式的继电器等。装置加设了R1-2A型管式熔断器等连接部件，但部件存在锈蚀问题。
三、电压互感器二次压降误差的原因分析
1.电压互感器二次回路的内部因素
（1）关口计量装置未采用专用电缆引线
专用电缆引线一般是专为装置额定电压而设计的引线，在线路阻抗和降低回路压降上都有较好表现。但为采用专用电缆引线的问题，可能会加大计量装置至电压互感器的回路引线长度及其线路阻抗，让电压互感器二次压降误差增大。
（2）装置多余负载及构件老化
为加强电压互感器二次回路的安全性、稳定性等，一般会装载其他构件和设备。但这些设备的老旧、不合理、老化锈蚀等问题，可能会增加其在额定电压条件下的功耗，从而增加了二次回路的电流和压降。
（3）管式熔断器设计不合理
以过去常用的R1-2A管式熔断器为例，它利用螺丝压接引线来连接嵌在簧片中的端口，电压也易受到多个接触点的影响。而且它的簧片也容易在外部环境条件下发生氧化、锈蚀反应，使得二次回路难以保持均匀受压，也增大了接触电阻。
2.电压互感器额定容量不足导致误差
电压互感器绕组会因直流电阻负载而导致二次压降误差，让电压互感器受到负载条件影响而产生变化的二次误差。根据电压互感器选用规程规定，对二次额定容量为Sn的电压互感器，要求其实际二次容量S的分布范围在（1/4）Sn≤S≤Sn，据此可以计算电压互感器的实际二次容量。
在实际应用中，存在部分电压互感器的额定容量不足以应付当前使用性能，可将其原因归纳为如下内容：
（1）选择的电压互感器额定容量不合理
若电力工程计量部分的设计人员在额定容量选取、电能计量等方面的专业知识不足，或对不同测量性质的差异化表计及其电压回路的参数、结构都没有足够了解，或在计量工作中存在疏忽、漏算、数量不清等计量错误问题，都会导致选择的电压互感器额定容量不合理。另一方面，也可能是为了节约资本而选择额定容量较小的电压互感器。
（2）电压互感器投入应用后的管理不到位
许多单位尽管安装了正确选取额定容量的计量设备，但却直接在它之后接入继保设备和供监测用的电压表、功率表、相位表等，还会接入遥控测量功能的电压变送器、电压监测仪、谐波监测仪等，这这表计工具会让电压互感器难以保持均衡负载，让电压互感器次回路在运行中的总实际容量更高，甚至超过了其额定容量，增加了二次电压误差。这种情况下，在治理人员未及时管理时，及设备接入人员的不及时报备下，都可能会让电压互感器在超出额定容量的实际容量下保持运行，加剧了二次压降误差和电压互感器报废问题。
3.电压互感器超过额定功率运行下的误差特性恶化
即因电压互感器长期在超过自身额定功率的实际功率下进行运行，更高的负载会导致其电压线圈功率因数的变化，也会导致电压器难以适应其工作环境。这种情况发展至电压互感器二次负载功率因数同额定功率因数有较大相差时，会加快电压互感器的报废速度，导致二次压降误差超过答应误差的问题。
四、电压互感器二次压降误差的改进措施
许多改进电压互感器二次压降误差的措施都需要电力单位的长远投入，和一般管理工作的有效执行，这也对改进电压互感器运行方式、保持其良好性能有重要意义。从电压互感器二次回路的一般可改进内容来看，可以在计量装置关口设置专用电缆，减少二次回路阻抗；还可以更换老化继电器、拆除不必要表计，减少回路负载损耗；更换更优设计的熔断器，降低电压互感器的综合内阻和接触电阻。这些举措都能够有效控制电压互感器二次回路的负载，从而在符合额定负载要求的实际负载下工作，保障电压互感器电能计量的精确性。
本文主要介绍了电压互感器的原理、电压互感器二次回路的一般问题及二次降压误差的原因。电压互感器二次回路的外部、内部及实际运行中的多种因素都可能会增大其误差，让电压互感器在超出额定负载功率的环境中运行，这会导致误差进一步扩大。为了增强计量准确性，需要把误差控制在答应范围内，在选择电压互感器时，可以选择额定负载容量有较大裕量的互感器；并在投入应用后，定期测量电压互感器二次回路的实际负载，并严格执行电压互感器的定期轮换。在电压互感器绕组结线方式上，也可以依据变电所电能计量需求，选择电压互感器二次绕组的专用计量负载结线方式。还可以加强电网谐波建设，采取适当措施消除过电压。
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