电压互感器二次压降分析及降低压降的技术措施
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4、自动跟踪补偿法
自动跟踪补偿方法，就是使补偿电压可以随负载的改变而自动变化，从而使二次压降基本降为零，它的基本原理如图2。从电压互感器出口端采集电压信号U1与以二次压降后引入到表端的电压U2相比较，其差值经运算放大器处理后的电压加到电能表上，使电能表端电压U3与电压互感器二次出口电压U1基本相同。这种方法由于可以自动跟踪，在二次压降△U发生改变时能自动调整补偿量，使得表端二次电压在任何条件下都可与电压互感器二次出口电压保持一致，基本上消除了二次压降，这是目前解决二次压降的最好方法。
那么二次压降△U的最大值为（Z＋r）Imax，二次压降△U的最小值为ZImin△U的变化量为
△U变化＝（Z＋r）Imax－ZImin＝Z（Imax－Imin）＋rImax（1）
设△U固定量就是其最小值，即
△U固定＝ZImin（2）
从以上两式可知，电压互感器二次回路压降具有以下特点：
（1）电压互感器二次回路压降△U＝△U固定＋△U变化
以我厂220KV荆25线路为例：
改造前，荆25电能表电压回路与继电保护、指示仪表共用一套电压互感器，电压互感器二次测经过自动空气开关和熔断器后接入设备，且从PT至电能表盘的电缆为2.5mm2,用PT二次压降测试仪测得数据如下：
UAB＝108.0VUCB＝108.6V
fAB＝－4.40％fCB＝－3.16％
图2电压互感器二次压降自动跟踪补偿原理框
其中：U1——PT二次出口端电压；U2电能表不装跟踪仪时的输入电压；U3——跟踪仪输出到电能表电压；U3=U2+△U；△U——PT二次回路压降；PT——电压互感器
结束语
电压互感器二次线的存在，必然在二次回路上有损失，使得电压互感器出口和电能表端电压不一致，产生少计电量。降低电压互感器的二次压降，是从技术管理中要效益的方法。我们通过采用电能表专用电压互感器和电压二次回路，并减小回路接触电阻的方法，使电压互感器二次压降有了明显改善，经济效益非常可观。压降自动跟踪补偿器是目前解决二次压降的最好的方法，但由于种种原因，我厂未使用，今后应逐步向这方向发展，使二次压降造成的计量误差最小。
一、电压互感器二次压降原因分析
1.原因分析
电压互感器是电能计量装置的主要组成之一，它的二次回路压降大小直接影响计量的准确性。二次回路是指从电压互感器二次绕组输出端经一段长度从几米到几百米的电缆线到电能表电压输入端的整个电压回路。
在发电厂和变电所中，测量用的电压互感器与装有测量表计的配电盘距离较远，而且由电压互感器二次端子到配电盘的连接导线较细，电压互感器二次回路接有刀闸辅助触头及空气开关。由于触头氧化，使其接触电阻增大。如果二次表计和继电保护装置共用一组二次回路，则回路中电流较大，电流经过二次回路时必然在线路上引起电压降，造成电压互感器二次绕组端子与电能表实际输入电压的幅值和相位都不一样,致使计量表计少计发电量、供电量和用电量，使发、供电量及母线电量不平衡，线损不真实，在一些特殊情况下，会造成较大的经济损失。因此，降低电压互感器二次压降具有重要意义。我国DL448-91《电能计量装置管理规程》规定：“电压互感器二次回路电压降，对I类计费用计量装置应不大于额定二次电压的0.25%；其它计量装置，应不大于额定二次电压的0.5%”。对电压互感器二次回路压降过大的情况，应及时采取必要的措施，降低电压互感器二次回路压降和其引起的计量误差，以便减小其对电能计量的影响。
电压互感器二次回路电流I经过（r+R+jωL）后，必然在上面产生电压降△U，并且有
△U＝△UAB－△Uab＝△Ur＋△UR＋△UL＝I（r＋R＋jωL）
由于接触电阻r的可变性，且负载ZL也常常在一定范围内变化，导致电压降在一定范围内变化。
假设接触电阻的变化范围为0－r，负载ZL变化引起的二次电流的变化范围为Imin~Imax。
2、加粗电压互感器二次导线截面，减小触点接触电阻和采用就地计量方式
（1）加粗电压互感器二次导线的截面或二次回路并联电缆，增大了二次导线截面，也就是降低了二次导线电阻。由于二次连接导线的阻抗主要是二次导线电阻，所以降低二次导线电阻就降低了二次压降。
因为：
（推导略）
式中I——电压互感器二次每相的电流；
r——电压互感器各相的电缆的电阻值；
ε＝εp＋εr＋εd
式中 εp——互感器的合成误差；
εr——电能表的误差；
εd——电压互感器二次回路压降所引起的计量误
Байду номын сангаас差。
在这三部分误差中，电压互感器的误差和电能表的误差都是设备本身的误差，只要满足准确度等级要求，其对计量造成的误差不是很大。而电压互感器二次回路压降引起的计量误差是最大的，并且可以通过不同的方法将其尽可能降低，因此，以下将着重对此问题进行分析。
δAB＝+73´δAB＝+118´
根据误差计算公式：
得：
δAB＝4.885％，δCB＝4.667％,这远远超出了DL448-91《电能计量装置管理规程》规定的“电压互感器二次回路电压降，对I类计费用计量装置应不大于额定二次电压的0.25%”的要求。
改造中，我们将PT至电能表盘的电缆更换成截面为6mm2的电缆，且电能表单独用一组PT，取消原PT二次回路自动空气开关，仅经过熔断器后接入电能表，将PT至电能表的二次线中间所有的接头均进行焊接，以减小接触电阻，改造后，再次测得数据如下：
UAB＝107.V UCB＝107.2V
fAB＝－0.192% fCB＝－0.183％
δAB＝+8.1´δAB＝+8.2´
根据误差计算公式：
得：
δAB＝0.304％，δCB＝0.301％，可见，改造后，电压互感器二次压降降低了许多。
3、定值补偿法
定值补偿的基本原理是利用自耦变压器和移相器将电能表端子电压的幅值和相位调至与电压互感器二次绕组端子电压一样，从而达到补偿的目的。对负载ZL不变的二次回路以及r相对于Z很小的前提下，△U是固定的，从技术上来讲使用这种补偿器完全可以达到补偿的目的。这种补偿方法在安装时，经过调整补偿电压的同相分量和正交分量可以达到很好的补偿效果。但时间长了，随着负荷的增减，环境温度和温度的变化，使得补偿效果变差。
电压互感器二次压降的分析及降低压降的技术措施
【摘 要】分析电压互感器二次压降产生的原因，并针对不同情况通过采用不同的压降补偿方法，使电压互感器出口电压与电能表端子电压一致，从而使计量更加准确，并以一个实例作说明。
【关键词】电压互感器 二次压降降低及补偿
引言
电能计量装置的综合误差是由互感器的合成误差，电能表的误差和电压互感器二次回路压降所引起的计量误差三部分所成，用公式表示为
二、降低电压互感器二次压降的方法
一般情况下220KV及110KV电压互感器二次线路都比较长，相应的二次连接导线阻抗也比较大，因此二次压降比较大。
1、装设专用电压互感器和电压互感器二次回路
对计量装置应装设专用电压互感器及其二次回路，即将电能表的二次回路与其它表计、继电保护装置等回路分开，直接由电压互感器二次端子单引专用电缆线到电能表。由于电能表电压线圈阻抗大，通过专用电缆中的电流很小，从而可以减小二次导线压降及由此带来的计量误差。
2．电压互感器二次回路压降的特点
电压互感器二次回路接线有三相三线制和三相四线制。就一个电压回路来说，其等效电路如图1。
图1电压互感器二次电压回路的等效电路
图1中：UAB——电压互感器二次绕组输出端子电压；Uab电能表输入端电压；r——线路全部接触电阻的随机变化部分；R——线路全部的稳定直流电阻；L——线路全部的电感；Z——线路全部的阻抗Z=R+jωL；ZL——负载。
（2）在二次回路负载ZL不变的前提下，式（1）中Imax等于Imin，引起△U变化的主要原因是r。正常情况下r相对于Z是很小的，引起△U的主要原因是线路阻抗Z，因此△U变化＞△U变化。这种情况下，一般只要设法降低△U固定就能解决问题。
（3）对负载ZL改变的二次回路而言，电流变化越大，引起△U变化量所占的比重越大。在r相对于Z很小的前提下，引起△U的主要原因也是线路阻抗Z。因此，只有设法降低Z，才能有效地降低压降。
（2）电能表所在的二次回路应去掉不必要的接点，并对接点进行定期清擦，以减小接触电阻。二次回路如果接有熔断器，对其接触好坏，要经常进行检查。
（3）电能计量装置采用就地计量方法，可以大大的缩短电压互感器二次导线的长度，这可以由式△U＝√7Ir看出，如果I比较大，但是由于r很小，△U的值也不大，从而减小电压互感器二次回路压降及其引起的计量误差。
△U——电压互感器二次回路压降。
为保证I类计量装置△U不大于0.25V的要求，由式（3）可得出
S≥0.24LI（4）
式中S——电缆截面，mm2；
L——电缆长度。
为保证II、III类计量装置△U不大于0.5V的要求，由式（3）可得出
S≥0.12LI（5）
其方法是在原有的二次导线上并联粗导线，达到式（4）和式（5）的要求。
自动跟踪补偿方法，就是使补偿电压可以随负载的改变而自动变化，从而使二次压降基本降为零，它的基本原理如图2。从电压互感器出口端采集电压信号U1与以二次压降后引入到表端的电压U2相比较，其差值经运算放大器处理后的电压加到电能表上，使电能表端电压U3与电压互感器二次出口电压U1基本相同。这种方法由于可以自动跟踪，在二次压降△U发生改变时能自动调整补偿量，使得表端二次电压在任何条件下都可与电压互感器二次出口电压保持一致，基本上消除了二次压降，这是目前解决二次压降的最好方法。
那么二次压降△U的最大值为（Z＋r）Imax，二次压降△U的最小值为ZImin△U的变化量为
△U变化＝（Z＋r）Imax－ZImin＝Z（Imax－Imin）＋rImax（1）
设△U固定量就是其最小值，即
△U固定＝ZImin（2）
从以上两式可知，电压互感器二次回路压降具有以下特点：
（1）电压互感器二次回路压降△U＝△U固定＋△U变化
以我厂220KV荆25线路为例：
改造前，荆25电能表电压回路与继电保护、指示仪表共用一套电压互感器，电压互感器二次测经过自动空气开关和熔断器后接入设备，且从PT至电能表盘的电缆为2.5mm2,用PT二次压降测试仪测得数据如下：
UAB＝108.0VUCB＝108.6V
fAB＝－4.40％fCB＝－3.16％
图2电压互感器二次压降自动跟踪补偿原理框
其中：U1——PT二次出口端电压；U2电能表不装跟踪仪时的输入电压；U3——跟踪仪输出到电能表电压；U3=U2+△U；△U——PT二次回路压降；PT——电压互感器
结束语
电压互感器二次线的存在，必然在二次回路上有损失，使得电压互感器出口和电能表端电压不一致，产生少计电量。降低电压互感器的二次压降，是从技术管理中要效益的方法。我们通过采用电能表专用电压互感器和电压二次回路，并减小回路接触电阻的方法，使电压互感器二次压降有了明显改善，经济效益非常可观。压降自动跟踪补偿器是目前解决二次压降的最好的方法，但由于种种原因，我厂未使用，今后应逐步向这方向发展，使二次压降造成的计量误差最小。
一、电压互感器二次压降原因分析
1.原因分析
电压互感器是电能计量装置的主要组成之一，它的二次回路压降大小直接影响计量的准确性。二次回路是指从电压互感器二次绕组输出端经一段长度从几米到几百米的电缆线到电能表电压输入端的整个电压回路。
在发电厂和变电所中，测量用的电压互感器与装有测量表计的配电盘距离较远，而且由电压互感器二次端子到配电盘的连接导线较细，电压互感器二次回路接有刀闸辅助触头及空气开关。由于触头氧化，使其接触电阻增大。如果二次表计和继电保护装置共用一组二次回路，则回路中电流较大，电流经过二次回路时必然在线路上引起电压降，造成电压互感器二次绕组端子与电能表实际输入电压的幅值和相位都不一样,致使计量表计少计发电量、供电量和用电量，使发、供电量及母线电量不平衡，线损不真实，在一些特殊情况下，会造成较大的经济损失。因此，降低电压互感器二次压降具有重要意义。我国DL448-91《电能计量装置管理规程》规定：“电压互感器二次回路电压降，对I类计费用计量装置应不大于额定二次电压的0.25%；其它计量装置，应不大于额定二次电压的0.5%”。对电压互感器二次回路压降过大的情况，应及时采取必要的措施，降低电压互感器二次回路压降和其引起的计量误差，以便减小其对电能计量的影响。
电压互感器二次回路电流I经过（r+R+jωL）后，必然在上面产生电压降△U，并且有
△U＝△UAB－△Uab＝△Ur＋△UR＋△UL＝I（r＋R＋jωL）
由于接触电阻r的可变性，且负载ZL也常常在一定范围内变化，导致电压降在一定范围内变化。
假设接触电阻的变化范围为0－r，负载ZL变化引起的二次电流的变化范围为Imin~Imax。
2、加粗电压互感器二次导线截面，减小触点接触电阻和采用就地计量方式
（1）加粗电压互感器二次导线的截面或二次回路并联电缆，增大了二次导线截面，也就是降低了二次导线电阻。由于二次连接导线的阻抗主要是二次导线电阻，所以降低二次导线电阻就降低了二次压降。
因为：
（推导略）
式中I——电压互感器二次每相的电流；
r——电压互感器各相的电缆的电阻值；
ε＝εp＋εr＋εd
式中 εp——互感器的合成误差；
εr——电能表的误差；
εd——电压互感器二次回路压降所引起的计量误
Байду номын сангаас差。
在这三部分误差中，电压互感器的误差和电能表的误差都是设备本身的误差，只要满足准确度等级要求，其对计量造成的误差不是很大。而电压互感器二次回路压降引起的计量误差是最大的，并且可以通过不同的方法将其尽可能降低，因此，以下将着重对此问题进行分析。
δAB＝+73´δAB＝+118´
根据误差计算公式：
得：
δAB＝4.885％，δCB＝4.667％,这远远超出了DL448-91《电能计量装置管理规程》规定的“电压互感器二次回路电压降，对I类计费用计量装置应不大于额定二次电压的0.25%”的要求。
改造中，我们将PT至电能表盘的电缆更换成截面为6mm2的电缆，且电能表单独用一组PT，取消原PT二次回路自动空气开关，仅经过熔断器后接入电能表，将PT至电能表的二次线中间所有的接头均进行焊接，以减小接触电阻，改造后，再次测得数据如下：
UAB＝107.V UCB＝107.2V
fAB＝－0.192% fCB＝－0.183％
δAB＝+8.1´δAB＝+8.2´
根据误差计算公式：
得：
δAB＝0.304％，δCB＝0.301％，可见，改造后，电压互感器二次压降降低了许多。
3、定值补偿法
定值补偿的基本原理是利用自耦变压器和移相器将电能表端子电压的幅值和相位调至与电压互感器二次绕组端子电压一样，从而达到补偿的目的。对负载ZL不变的二次回路以及r相对于Z很小的前提下，△U是固定的，从技术上来讲使用这种补偿器完全可以达到补偿的目的。这种补偿方法在安装时，经过调整补偿电压的同相分量和正交分量可以达到很好的补偿效果。但时间长了，随着负荷的增减，环境温度和温度的变化，使得补偿效果变差。
电压互感器二次压降的分析及降低压降的技术措施
【摘 要】分析电压互感器二次压降产生的原因，并针对不同情况通过采用不同的压降补偿方法，使电压互感器出口电压与电能表端子电压一致，从而使计量更加准确，并以一个实例作说明。
【关键词】电压互感器 二次压降降低及补偿
引言
电能计量装置的综合误差是由互感器的合成误差，电能表的误差和电压互感器二次回路压降所引起的计量误差三部分所成，用公式表示为
二、降低电压互感器二次压降的方法
一般情况下220KV及110KV电压互感器二次线路都比较长，相应的二次连接导线阻抗也比较大，因此二次压降比较大。
1、装设专用电压互感器和电压互感器二次回路
对计量装置应装设专用电压互感器及其二次回路，即将电能表的二次回路与其它表计、继电保护装置等回路分开，直接由电压互感器二次端子单引专用电缆线到电能表。由于电能表电压线圈阻抗大，通过专用电缆中的电流很小，从而可以减小二次导线压降及由此带来的计量误差。
2．电压互感器二次回路压降的特点
电压互感器二次回路接线有三相三线制和三相四线制。就一个电压回路来说，其等效电路如图1。
图1电压互感器二次电压回路的等效电路
图1中：UAB——电压互感器二次绕组输出端子电压；Uab电能表输入端电压；r——线路全部接触电阻的随机变化部分；R——线路全部的稳定直流电阻；L——线路全部的电感；Z——线路全部的阻抗Z=R+jωL；ZL——负载。
（2）在二次回路负载ZL不变的前提下，式（1）中Imax等于Imin，引起△U变化的主要原因是r。正常情况下r相对于Z是很小的，引起△U的主要原因是线路阻抗Z，因此△U变化＞△U变化。这种情况下，一般只要设法降低△U固定就能解决问题。
（3）对负载ZL改变的二次回路而言，电流变化越大，引起△U变化量所占的比重越大。在r相对于Z很小的前提下，引起△U的主要原因也是线路阻抗Z。因此，只有设法降低Z，才能有效地降低压降。
（2）电能表所在的二次回路应去掉不必要的接点，并对接点进行定期清擦，以减小接触电阻。二次回路如果接有熔断器，对其接触好坏，要经常进行检查。
（3）电能计量装置采用就地计量方法，可以大大的缩短电压互感器二次导线的长度，这可以由式△U＝√7Ir看出，如果I比较大，但是由于r很小，△U的值也不大，从而减小电压互感器二次回路压降及其引起的计量误差。
△U——电压互感器二次回路压降。
为保证I类计量装置△U不大于0.25V的要求，由式（3）可得出
S≥0.24LI（4）
式中S——电缆截面，mm2；
L——电缆长度。
为保证II、III类计量装置△U不大于0.5V的要求，由式（3）可得出
S≥0.12LI（5）
其方法是在原有的二次导线上并联粗导线，达到式（4）和式（5）的要求。