电压互感器二次回路压降的成因及应对措施探析

摘 要 本文分析了电压互感器二次回路压降产生的原因及所产生的压降所具有的特点，重点对采用何种应对手段和方法消除压降对电力系统的影响进行研究和总结。

关键词 电压互感器；二次回路；压降；应对手段

中图分类号：TM451 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）11-0000-00

电压互感器是电力系统的主要组成部分之一，对电力系统的稳定运转具有重要意义，但是电压互感器会在电能表端子之间二次回路线路中产生二次压降，这一现象会导致电压计量与真实值之间出现一定偏差，为用户带来经济方面的损失。鉴于电压互感器二次回路压降具有普遍存在性，且对电力系统的运行以及电能的计量等具有重要影响，在实际应用中必须充分了解和掌握该造成该现象的原因，并针对这种现象做出必要的应对措施，以减小或消除二次压降对电力系统造成的影响，确保计量误差在合理范围内。

1 电压互感器二次回路压降产生的原因

电压互感器二次回路压降主要是指电压互感器二次侧端子到电能表接线端子两者之间的电压降相对于电压互感器二次实际电压的百分数。电压互感器是连接接线端子与用户端计量装置的必经通道，实际应用中，两个端点之间具有较长的传输距离，为保证电力传输的稳定和正常，通常需要利用二次电缆等线材将两个端点串联起来，同时在串联电路中添加空气开关、熔断器、端子排等必须配件。无论是连接电缆还是串联配件在其接触端和材料内部均存在一定的阻抗，这就会使得电流流经电压互感器二次回路时产生压降。

常见的电压互感器二次回路结构图如图1所示。

图1 电压互感器二次回路结构图

2 电压互感器二次回路压降特征分析

利用现有的理论知识建立二次回路等效模型并对其进行数学分析可以发现，由电压互感器二次回路产生的压降的特征如下：

1）二次压降主要是由串联电路中存在的阻抗引起的，因而压降的数值与流经串联电路的负载电流乘以回路阻抗得到的电压值相等。

2）整个回路中会产生压降的阻抗主要分为两类，一类为元件本身所具有的阻抗，另一类为元件连接中产生的接触阻抗。其中，接触阻抗是产生二次回路压降的主要原因，且接触阻抗具有非常明显的不确定性，其造成的压降同样具有随机性。

3）流经二次回路的电流不是固定的，而是随回路阻抗变化而变化的，在一定程度内具有动态特性。

4）虽然电压互感器二次回路的压降受负载电流和元器件阻抗的影响具有随机性，但是其在方向性上是固定的，即具有单向性。

3 降低电压互感器二次回路压降的措施研究

在电压互感器二次回路中产生压降是不可避免的，但是为了降低压降对整个电力系统的影响，我们希望能够采用适当的方法和措施降低二次回路中产生的压降，或者对其进行适当补偿，保证电压压降在合理范围内。

3.1 降低回路阻抗

通过分析可知，二次压降主要是由回路阻抗造成的，故若想降低阻抗的影响可以在减少阻抗损耗方面采取必要的防护措施。在第二节中我们已经分析了，回路中存在的阻抗包括元器件本身阻抗和接触阻抗两类，其中元器件本身阻抗又可分为导线阻抗和接插元件内阻两种。

1）在电压互感器二次回路中所使用的导线通常会超过100米，且导线截面积较小，会产生较大的线路阻抗，是回路阻抗降低内容的关键。采用导电率较高的铜质单芯绝缘线作为二次回路导线，同时增大导线的截面积，如将其提高到4到6毫米半径等都可以有效降低回路导线造成的电压损耗，降低其所产生的压降。

2）在二次回路中串联的诸多电子元件如空气开关、保险、转接端子等在其元件内部同样存在阻抗，其数值固定较小，不易更改，故不考虑其影响。

3）二次电路各部分进行连接时必然会产生接触电阻，且阻值的大小由连接工艺、连接材料、接触表面氧化程度等多种因素共同决定，不仅具有随机性，还占据了较大的压降损耗比重。为降低该部分产生的压降可以采用先进的焊接工艺、对焊接点进行整形处理等方式。

3.2 减小回路电流

在实际应用中，电压互感器二次回路的负载通常为电能表等计量装置，其所需的负载电流非常小，通常小于200毫安，若实际检测中发现回路电流超过该阈值可以采用适当的端接方式和端接器材降低回路电流，进而降低回路中的压降。常用的减小回路电流的方法有：更换计量绕组，在实际应用中可以使保护绕组和计量绕组相互分离，这样可以降低回路中产生的电流；更换电压互感器，为减小回路电流可以选用精度更高的绕组作为电能计量使用的绕组降低压降；选用全电子多功能电能表对电能表进行更新换代，全电子电能表具有更高的输入阻抗，可以产生更低的负载电流，对于减小回路电流具有明显作用。

3.3 增加补偿装置

补偿装置的选取可以由电路属性和要求决定，如采用定值补偿、电流跟踪、电压跟踪等。

其中，定值补偿主要是利用自耦变压器实现的，通过自耦变压器可以将二次回路中电能表端电压幅值与相位调至与电压互感器端相同的水平，这样既可实现对电压的补偿，消除压降的影响。

电流跟踪主要是通过相关电子技术生成一个与二次回路阻抗绝对值相等的负阻抗进行阻抗抵消的方式实现的电压补偿。鉴于电压互感器二次回路中的阻抗值存在随机性故这种设计方式的局限性较大，可实用性较小。

电压跟踪补偿方式的实现原理是将回路两端的电压进行比较后产生一个反向电压进行压降抵消。这种补偿方式具有非常广泛的应用性，可适用于常见的电压互感器二次回路。

参考文献

[1]詹发军，霍剑.电压互感器二次回路压降影响电能计量的原因及改善措施[J].新疆电力技术，2008（99）.

[2]黄旭东.电压互感器二次回路压降超差原因分析和改造措施[J].华电技术，2009（4）.