電壓互感器二次回路降壓與電能計(jì)量的教學(xué)探討

摘要：電機(jī)教學(xué)中，由于電壓互感器二次回路壓降直接影響電能量計(jì)量的準(zhǔn)確性，嚴(yán)重時(shí)會(huì)危及電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，因此本文從分析電壓互感器二次壓降的形成機(jī)理入手，并提出最為合理的二次壓降治理方案，作為教學(xué)應(yīng)用時(shí)參考。

關(guān)鍵詞：電壓互感器；二次壓降；教學(xué)探討

隨著電力市場的改革，電能計(jì)量關(guān)系到直接的經(jīng)濟(jì)利益，做好PT二次回路壓降的管理與改造工作，對(duì)保證電能計(jì)費(fèi)的公正合理意義較大。

教師在教學(xué)時(shí)，要注意電壓互感器二次壓降直接影響電能計(jì)量的準(zhǔn)確性，甚至對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生不良影響。為此，人們?cè)诟纳贫螇航捣矫孀隽舜罅抗ぷ鳎瑲w結(jié)起來可分為降低回路阻抗、減小回路電流和增加補(bǔ)償裝置等三大類降低二次壓降的措施。

一、降低回路阻抗

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(gè)組成部分。

1，導(dǎo)線阻抗，對(duì)電壓=次回路，連接導(dǎo)線的截面積應(yīng)按允許的電壓降計(jì)算確定，至少應(yīng)不小于2.5mm。在實(shí)際工作中，電壓互感器：次回路線路的截面積一般選在6 mm。

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(xiǎn)、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(rèn)為是一個(gè)定值，該值很小，并且不易減小，

3接觸電阻，降低電壓互感器二次回路阻抗的具體方案為：電壓互感器：次回路更換更大截面積導(dǎo)線；定期打磨接插元件、導(dǎo)線的接頭，盡量減小接觸阻抗。

但無論采取何種處理手段，都只能將二次回路阻抗減小到一個(gè)數(shù)值，不能減小到零。

二、減小回路電流

一般情況下，電壓互感器二次計(jì)量繞組與保護(hù)繞組是分開的，計(jì)量繞組負(fù)載為電能表等，負(fù)載電流小于200 mA，因而現(xiàn)場測試若發(fā)現(xiàn)電壓互感器一次回路電流大干200 mA時(shí)，可采取以下措施減小電流：

1，采用專用計(jì)量回路，目前電壓互感器二次一般有多個(gè)繞組，且計(jì)量繞組與保護(hù)繞組各自獨(dú)立。否則電壓互感器二次回路電流較大。

2，單獨(dú)引出電能表，專用電纜對(duì)于計(jì)量繞組表計(jì)較多的情況，即使該繞組負(fù)載電流較大，但通過專用電纜的電流因只有電能表計(jì)的負(fù)載而減小，因而電能表計(jì)回路的電壓互感器二次回路壓降也較小。

3，選用多繞組的電壓互感器，對(duì)于新建或改造電壓互感器的情況，有的電壓互感器有兩個(gè)二次主繞組和一個(gè)輔助繞組，可取主繞組中的一個(gè)作為電能計(jì)量專用二次繞組，這樣該回路因只接有電能表而使電流較小，從而壓降也較小。

4，電能表計(jì)端并接補(bǔ)償電容，由于感應(yīng)式電能表電壓回路為電壓線圈，電抗值較大，使得流過電壓線圈的電流即電壓互感器二次回路電流無功分量較大，電壓互感器二次回路負(fù)載功率因數(shù)較低。采用在電能表電壓端子間并接補(bǔ)償電容的方法，可以降低電壓互感器二次回路電流的無功分量，從而降低電壓互感器二次回路電流，達(dá)到降低壓降的目的。實(shí)際并接電容時(shí)，應(yīng)選好電容值。一般以壓降的角差最小為最佳選值。還應(yīng)注意電容的耐壓，以保證可靠性。但是此措施由于未被有關(guān)部門完全認(rèn)可，所以并未被廣泛采用，建議慎重使用。

5，裝設(shè)電子電能表，電子電能表功能全，往往一只表可代替有功、無功，最大需量及復(fù)費(fèi)率等表，因而可減小電能表計(jì)數(shù)量，同時(shí)電子電能表輸入阻抗高，單只表負(fù)載電流只有30mA左右，因而使得電壓互感器二次回路電流大大降低，壓降也就較小。

在上述五種減小電壓互感器二次回路電流的方法中，采用專用計(jì)量回路和裝設(shè)電子電能表的效果明顯，而且易于實(shí)現(xiàn)。但使用上述方法減小電壓互感器二次回路電流方案。只能有效降低回路中電流到一定值，因?yàn)樵撝凳怯蓛x表數(shù)量和儀表阻抗性質(zhì)決定的，一旦接線形式和連接儀表數(shù)量確定了，二次回路電流的大小就基本確定了，即由于電壓互感器二次回路接線特點(diǎn)決定了二次回路電流，無論采用何種方法，電壓互感器二次電流不可能等于零。

三、增加補(bǔ)償裝置

目前補(bǔ)償器種類較多，從原理上分，主要有三種：定值補(bǔ)償式、電流跟蹤式、電壓跟蹤式。

1，定值補(bǔ)償式補(bǔ)償器在電壓互感器二次回路阻抗和回路電流不變的前提下，能夠?qū)Χ螇航颠M(jìn)行有效補(bǔ)償，由于不能跟蹤電壓互感器二次回路阻抗和回路電流發(fā)生變化而引起二次壓降的變化，因此不可避免地引起電壓互感器：次綜合壓降欠補(bǔ)償或過補(bǔ)償現(xiàn)象發(fā)生。由此可以說，定值補(bǔ)償裝置(無論是有源的，還是無源的)在設(shè)計(jì)時(shí)就存在缺陷，是絕對(duì)禁止用于二次壓降補(bǔ)償?shù)摹?/p>

2，電流跟蹤式補(bǔ)償器的設(shè)計(jì)前提是電壓互感器：次回路阻抗不變，只要跟蹤二次回路變化的電流就可以達(dá)到補(bǔ)償二次壓降的目的。電壓互感器二次回路阻抗是變化的，且具有一定隨機(jī)性，顯然電流跟蹤式補(bǔ)償器同樣存在設(shè)計(jì)缺陷，可能造成過補(bǔ)償或欠補(bǔ)償現(xiàn)象的發(fā)生，因而也是絕對(duì)禁止用于二次壓降補(bǔ)償?shù)摹?/p>

3，電壓跟蹤式補(bǔ)償器幾乎適用于所有場合，唯一不足的是需同時(shí)敷設(shè)一條從電壓互感器二次端電壓信號(hào)取樣的電纜。

綜上分析，教師在教學(xué)時(shí)，必須注意到：電壓互感器二次回路線路壓降由二次等效阻抗和二次回路電流共同影響。這兩個(gè)影響因素，又隨環(huán)境和工況不同而變化：二次等效阻抗又隨環(huán)境的變化而變化，二次電流也隨二次運(yùn)行方式的不同而改變。若要達(dá)到國家頒布的電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程和電能計(jì)量裝置檢驗(yàn)規(guī)程SD109-83的要求，必須揭示PT二次壓降的產(chǎn)生機(jī)理，并設(shè)計(jì)補(bǔ)償辦法，對(duì)電壓互感器的二次負(fù)荷進(jìn)行補(bǔ)償。