【摘 要】：由于電壓互感器二次回路壓降直接影響電能量計量的準確性，嚴重時會危及電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，因此本文從分析電壓互感器二次壓降的形成機理入手，并提出最為合理的二次壓降治理方案。

【關(guān)鍵字】：電壓互感器，二次壓降，補償

   一、緒論 

   隨著電力市場的改革，電能計量關(guān)系到直接的經(jīng)濟利益，做好PT二次回路壓降的管理與改造工作，對保證電能計費的公正合理意義較大。正確的電能計量對核算發(fā)、供電電能，綜合平衡及考核電力系統(tǒng)經(jīng)濟技術(shù)指標，節(jié)約能源，合理收取電費等都有重要意義。在電力系統(tǒng)中開展電能計量的綜合誤差測試是實現(xiàn)電能正確計量的基本技術(shù)措施之一。電能計量的綜合誤差包括電能表、電流互感器、電壓互感器的計量誤差以及電壓互感器到電能表的二次回路線路壓降。當(dāng)電能表、互感器的計量誤差符合國家有關(guān)規(guī)程規(guī)定時，由電壓互感器二次側(cè)到電能表端子之間二次回路線路的電壓降(簡稱為PT二次電壓降)，將導(dǎo)致電壓量測量產(chǎn)生偏差。

   PT二次壓降問題是電力發(fā)、輸、變、配企業(yè)普遍存在的問題，它使系統(tǒng)電壓量測量產(chǎn)生偏差，不僅影響電力系統(tǒng)運行質(zhì)量，而且直接導(dǎo)致電能計量誤差，這種計量誤差直接歸算到電能計量綜合誤差之中。

幾年來，經(jīng)常發(fā)生電壓互感器二次接線故障，直接影響二次回路的安全運行，給廠家經(jīng)濟造成一定的損失。電壓互感器是一次和二次回路的重要元件，向測量儀表、繼電器的線圈等供電，能正確反映電氣設(shè)備的正常運行。故障現(xiàn)象：35kV母線電壓互感器大部分采用的型號3XJDJJ-35，電壓比是： （請參考參考文獻 ）。每年當(dāng)春秋陰雨季節(jié)或天氣潮濕、有大霧時，中控室就會經(jīng)常發(fā)出單相接地或電壓降低信號，經(jīng)值班人員切換電壓表，有一相或兩相電壓指示下降，另兩相或一相電壓指示值不變，報告梯調(diào)請電氣二次班前來處理。

電氣二次人員對二次回路及繼電保護觸點進行了打磨，對保護的繼電器進行了整定，均未發(fā)現(xiàn)異常。經(jīng)多方查找，發(fā)現(xiàn)3 5 K V母線電壓互感器的二次接線的線頭長年老化，有放電的痕跡。經(jīng)分析，這種戶外式電壓互感器的二次接線引出端比較短，二次配線時所留線頭端子比較短。一般正常運行時，由于北方氣候干燥，常年少雨、灰塵大，空氣中的污物比較多。當(dāng)天氣是陰雨或潮濕時，就會在電壓互感器的二次接線表面形成一個導(dǎo)電層構(gòu)成回路，致使電壓互感器的二次側(cè)發(fā)生單相接地或電壓降低。但這不是真正線路上的接地和短路，只是二次回路保護誤發(fā)信號，造成故障，影響了二次回路的穩(wěn)定運行，造成一定的經(jīng)濟損失。

   有文獻指出，電壓互感器裝置在變電設(shè)備現(xiàn)場，二次電壓需要通過幾十米至幾百米的電纜及各種輔助接點接到控制室，供繼電保護、自動裝置、測量儀表的電壓線圈及電壓回路。這些負載的大小，決定了二次回路電流的大小。由于二次回路電纜導(dǎo)線和各種輔助接點直流電阻的存在，在電纜兩端產(chǎn)生了電壓降，使負載端電壓低于PT端電壓 U伏，產(chǎn)生了幅值(變比)和相角誤差。其誤差大小決定于二次回路直流電阻大小，負載大小(二次電流大小)、性質(zhì)(負載功率因數(shù))及其連接方式。

   有文獻指出，某省網(wǎng)年售電100億度，PT二次壓降平均為1伏，按PT二次額定電壓為100伏計算，漏計電能為1億度，按0.2元/度計算，損失電費2000萬元。

   文獻指出，某發(fā)電廠110 kVI段電壓互感器二次回路壓降為0.62%。110kVI段電壓互感器二次回路壓降超標，直接影響到3號發(fā)電機關(guān)口電能表計量裝置的準確計量。3號機每年平均上網(wǎng)電量為2億千瓦時，丟失電量△W=W * 0.62%=1240000kWh，即年損失電量達124萬度。

   從上述例子中，可以看出PT二次壓降直接影響電能量計量的準確度，由于PT二次壓降的單向性，致使電力企業(yè)漏計電能，導(dǎo)致巨額經(jīng)濟損失;同時對電力系統(tǒng)安全運行也是一種潛在的威脅。

   二、電壓互感器二次回路的接線形式

   現(xiàn)場運行中按照電壓等級的不同，電壓互感器二次回路采用了不同的接線形
式。

   1.10kV至35kV電壓互感器二次接線

   電壓互感器一次側(cè)(高壓側(cè))有熔絲，二次不設(shè)熔絲和任何其他保護設(shè)施，以減小電壓互感器二次回路壓降。從電壓互感器與電能表距離的遠近進行如下分析。

   電壓互感器與電能表相距較遠(一般大于10m)。為了在測量電壓互感器壓降時，不斷其一次側(cè)刀閘進行試驗接線，采用圖一所示接線形式。電壓互感器二次出線進專用接線盒A，由于一般情況下電壓互感器二次端子與接線盒A之間的距離小于0. 5 m，可不考慮兩者之間的電壓降。測量電壓互感器二次壓降時，二次電纜線從接線盒A接至電能表專用接線盒B，即可測出其間的電壓降。采用這種接線方式開展測試工作安全、方便。

當(dāng)電壓互感器與電能表相距較近時，在實際電力客戶接線時又分為兩種情況。
(1)電能表直接裝在電壓互感器柜上(如手車柜)，電壓互感器二次電纜直接進入電能表接線盒B，二次導(dǎo)線截面積大于4mm 如圖二所示。電能表與電壓互感器二次端子之間連線距離小于lm，一般不考慮電壓降誤差，但至少應(yīng)每2年1次在停電的情況下檢查和處理電壓互感器二次端子接頭生銹、腐蝕等情況。

(2)電壓互感器二次通過插件接至電能表接線盒，如圖三所示。這種接線方式一般是電壓互感器裝在手車柜上，用上電后就不再管理，壓降不易側(cè)試。實際這類“插件”操作頻繁，接觸電阻不能忽略。

    2.110kV及以上電壓互感器二次接線

    電壓互感器一次側(cè)沒有熔絲，電壓互感器二次側(cè)必須裝設(shè)保護設(shè)備(熔絲或快速空氣開關(guān))，防止電壓互感器二次短路。對于進線供電的情況，為了保證計量準確，便于加封，在電壓互感器桿下裝設(shè)專用電壓互感器端子箱，接線方式如圖四所示。將接線盒A和快速開關(guān)ZKK裝于電壓互感器二次箱內(nèi)，二次電纜從快速開關(guān)ZKK直接接到電能表接線盒B，可測量出從接線盒A到電能表之間的電壓降，同樣電壓互感器二次端子接頭應(yīng)至少2年1次檢查和處理銹腐等情況。ZKK應(yīng)使用單相的快速空氣開關(guān)，便于對電壓互感器進行一相一相的測量，同時測量時應(yīng)有足夠的操作距離，保證工作人員的安全。電壓互感器電纜首端、中端和末端保護層金屬部分一定要可靠接地，以屏蔽外磁場感生的電勢，保證電壓降測量的準確性。

    三、降低二次壓降的措施

    由于電壓互感器二次壓降直接影響電能計量的準確性，甚至對系統(tǒng)穩(wěn)定運行產(chǎn)生不良影響，為此人們在改善二次壓降方面做了大量工作，歸結(jié)起來可以分為降低回路阻抗、減小回路電流和增加補償裝置等三大類降低二次壓降的措施。下面就這三種降低二次壓降措施進行細致分析。    

1.降低回路阻抗

在所有關(guān)于二次壓降及降壓措施的文獻中，當(dāng)分析二次壓降的成因時，電壓互感器二次回路阻抗是第一個被關(guān)注的參量。根據(jù)前面分析的結(jié)果，電壓互感器二次回路阻抗包括：導(dǎo)線阻抗、接插元件內(nèi)阻和接觸電阻等三個組成部分。

1.1導(dǎo)線阻抗

由于電壓互感器二次回路的長度達100米至500米之間，而且導(dǎo)線截面積過小，因而二次回路導(dǎo)線電阻成為回路阻抗中最被關(guān)注的因素。為此在《電能計量裝置技術(shù)管理規(guī)程》D L / T 448-2000中，對計量用電壓互感器二次回路的側(cè)試作出了相關(guān)的規(guī)定：互感器二次回路的連接導(dǎo)線應(yīng)采用銅質(zhì)單芯絕緣線。對電壓二次回路，連接導(dǎo)線的截面積應(yīng)按允許的電壓降計算確定，至少應(yīng)不小于2.5mm 。在實際工作中，電壓互感器二次回路線路的截面積一般選在6mm 。但無論若何選取導(dǎo)線截面積，導(dǎo)線阻抗是存在的，只是量值的大小而已。

1.2接插元件內(nèi)阻

考慮到電壓互感器二次回路中存在刀閘、保險、轉(zhuǎn)接端子和電壓插件等接插元件，在不考慮接觸電阻的前提下，各元件的自阻和可以認為是一個定值，該值很小，并且不易減小。

1.3接觸電阻

許多文獻指出，在電壓互感器二次回路阻抗中，接觸電阻占很大的比重，其阻值是不穩(wěn)定的，受接觸點狀態(tài)和壓力以及接觸表面氧化等因素的影響，阻值不可避免地發(fā)生變化，且這種變化是隨機的，又是不可預(yù)測的。接觸電阻的阻值在不利情況下，將比二次導(dǎo)線本身的電阻還大，有時甚至大到幾倍。測試中，二次線壓降通常都比計算值大許多，其根本原因就是沒有估計到接觸電阻有如此大的變化。

從上述分析中，可以清楚看到，電壓互感器二次回路阻抗的三個組成部分中，可以通過增加導(dǎo)線截面積降低導(dǎo)線阻抗;接插元件內(nèi)阻基本不變;接觸電阻占主導(dǎo)地位，且其阻抗變化具有隨機性。于是得到降低電壓互感器二次回路阻抗的具體方案為：