李宝莹
国网山东省电力公司武城县供电公司 山东德州 253300
摘要：二次装置更换需对负荷进行重新配置，避免其出现轻载现象，影响电压稳定性。本文基于多绕组电压的研究，对其二次负荷配置的原则进行了分析，旨在减少其偏移现象，减少互感器的误差，使其二次负荷满足具体运行标准。
关键词：绕组电压；电压互感器；二次负荷；计量误差
随着电子式电能表、智能电能表的逐渐普及，电压互感器计量绕组二次回路负荷普遍变轻，与此同时，采用现代微机型保护装置替代传统电磁式继电保护装置后，保护绕组二次回路负荷同样大大降低，而更换新型二次装置时，一般不会同时更换电压互感器，这就造成电压互感器的运行轻载现象严重，甚至出现计量二次实际负荷远小于1/4额定负荷的极端情况。在计量误差方面表现为电压互感器出厂合格，但在实际运行时误差正偏严重，甚至超差。
1. 互感器二次负荷模型分析
基于模型构建的方法计算误差，继而实现对影响机理的分析，构建二次负荷配置原则。多绕组互感器基本配置包括剩余电压绕组、二次绕组、一次绕组。二次绕组主要的功能在于测控、保护，由于剩余电压绕组不存在磁场，构建模型时不对其进行考虑。基于多绕组的耦合性分析，模型中的任意绕组发生改变，是否会对误差造成影响。
在电磁模型构建时，以单项三绕组互感器结构为载体，构建基础模型。在模型中对各绕组进行数字编号，并对匝数N进行明确。绕组中间位置为磁通铁芯，在模型中对磁通区域进行了划分，并进行了E编号。在模型中，对电压、电流等各项参数进行读取、明确，并对二次负荷的状态进行分析。基于电流运行的原理，若电压处于平衡状态，可利用模型公式对物理量进行计算。基于公式的计算，对模型变量进行分析，阐述不同变量下的二次负荷特征，并与计算物理量进行对比，观察其是否存在明显误差，具体模型如图1所示。
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基于模型的构建，通过对短路阻抗的计算，分离计算最终的组合电抗，计算二次负荷的阻抗角。
2. 正确选配多绕组电压互感器的二次负荷
当前得到广泛普及的各种智能电能表，尤其是感应式的电能表，其与智能电能表的二次负荷得到了大大的减轻，且本身带有的辅助电源又一次降低二次负荷。此外，为了更好地计量流过正反向有无功，通常情况下会采用4块感应式电能表进行计量，而智能电能表以及电子式电能表只需要安装1块。另外，由于计量管理方面的需求，计量回路处于独立状态，所以只能使用电能表而不需其他二次设备。这些均属于当前计量二次回路负荷较轻的原因。为了保护绕组，当前采用了很多现代微机型保护取代过去的电磁式继电保护装置，应用后的电压互感器同样在绕组保护工作上的二次负荷中得到降低，如果是需要应用继电保护的厂站，在对其进行选择时可根据实际的情况配合计量绕组额定二次负荷进行选择，同时又能获取最佳的计量误差特性。
在国网公司输变电工程变电站分册中有要求，计量绕组最好不要大于50VA，而推荐采用的保护绕组是75VA。我国也有一些省份相关部门拟定了不同的地方标准，深化了对计量电压互感器二次负荷的标准规范，比如在电子式电能表应用的情况下，母线电压互感器的二次负荷不能超过30VA，而线路电压互感器二次负荷不能超过30VA等。
3. 测量结果及影响机理分析
3.1空载绕组计量误差分析
空载过程中，三绕组退化，成为两绕组互感器。若负荷为感性，绕组以及组合电抗的存在会对组端电压产生剧烈的影响。若不对比差进行补偿，则会呈现出负值，如若二次负荷增大，其负值也就越大。在匝数补偿过程中，满足误差补偿要求，计算误差大小与二次负荷之间的关系，了解其变化规律。对其进行补偿测试，实际负荷若太小，误差接近正限值，若负荷过大，误差则接近负限值。
3.2带载绕组计量误差分析
基于模型的构建以及分析，若传感器处于带载情况时，对其误差进行计算以及分析。该模型中，二次负荷保持稳定，基于绕组带载情况分析，其负荷程度加大。阻抗变小等效阻抗也会随之降低，传感器端口分压能力降低，误差出现明显偏移。若此过程中实际负荷加大，其偏移效果也会明显增强，若实际负荷降低，则偏移效果也会出现明显的降低。基于耦合性的影响分析，基于不同型号的互感器开展实验，对额定绕组、计量绕组、保护绕组等进行明确，在带载的情况下逐渐增加传感器绕组值，对最终的计量误差进行明确。其试验结果与分析结论呈现出一致性，误差变化也比较明显。
3.2保护额定二次负荷对计量误差的影响
由于2 个二次绕组之间的电磁耦合关系，选型时保护绕组的额定负荷数值将影响到计量绕组的运行误差特性。为了得出保护绕组额定二次负荷的选择对计量误差的影响规律，准备 5 只 0.2 级电压互感器进行试验，保护绕组额定二次负荷 S2N从 50 VA至 250 VA 不等，计量绕组额定二次负荷 S1N均为30 VA分别测试计量绕组在额定二次负荷和下限二次负荷时的误差。
在计量绕组额定二次负荷相等的情况下，保护绕组额定二次负荷越大，计量误差的分布区间就越大，即误差的控制区间变差。控制区间的下限误差出现在计量和保护绕组都取额定负荷时的负偏移叠加情况，控制区间的上限误差出现在计量绕组取下限负荷和保护绕组空载时的正偏移叠加情况。
当保护绕组额定二次负荷取 250VA 时，满载和轻载时的误差绝对值均>0.12%，即超过规定误差限 0.2%的 60%。这意味着，如果实际计量二次负荷
极度轻载，由于误差控制区变差，电压互感器将工作在正向偏差更为严重的区域，极端情况下甚至正向超差。
4. 多绕组二次负荷配置原则
根据理论分析和试验结果，可以总结出多绕组电压互感器的二次负荷配置原则如下：
4.1计量绕组的二次额定负荷选型要恰当，不宜过大目前电子式电能表逐渐普及，相对于感应式电能表，电子式电能表的二次负荷大大减轻；另外，以往为了计量某计量点流过的正反向有无功，需要安装4块感应式电能表，现在则只需安装1块电子式电能表；最后，现在计量管理要求计量回路独立，因此计量回路只有电能表，没有其他二次设备。以上原因造成当前计量二次回路负荷普遍较轻，如果计量绕组额定负荷选择过大，将造成计量绕组实际负荷率过低，计量绕组运行于严重正偏差区域，甚至出现超差.
4.2保护绕组的二次额定负荷选型要恰当，不宜过大采用微机保护替代传统电磁式继电保护装置后，电压互感器保护绕组二次负荷同样大大降低。如果选配的保护绕组额定负荷过大，将造成互感器计量误差控制区间变差，即计量绕组在轻载和额定负载时误差绝对值会更加接近互感器的误差限值。另外，线路型电压互感器仅为对应出线提供计量和保护二次电压，二次额定负荷配置只需满足该线路二次设备所需容量即可。母线型电压互感器可能需要同时给几条出线的计量和保护装置提供二次电压，因此其二次额定负荷应酌情增大.
5.结语
总而言之，二次负荷额定值会受到各种因素影响，实际测量误差会严重影响电压互感器的稳定性。基于多绕组二次负荷配置原则的应用，可在改造工程、装置更换过程中保障其稳定性。在此，额定负荷与计量误差存在正相关，通过合理的选型，科学的配置方法，可降低互感器的误差，改善电压互感器在改造过程中出现的正偏移情况。
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