电压互感器误差特性潜在恶化的原因分析

电压互感器误差特性隐藏恶化原因分析电磁电压互感器(以下简称互感器)是电能计量装置的重要组成部分，其误差特性影响电能计量的准确性。根据检定规程的要求，根据铭牌参数测试电视的误差特性。当电视在实际阈值下运行时，在某些情况下，电视的实际误差可能超过允许值。正是因为我们在电视的使用中忽略了这些条件，电视误差特性才在不被注意的情况下恶化，也就是所谓的隐性恶化。因此，电视误差特性的恶化部分或完全抵消了在其他方面采取的减少电能计量误差的措施的有效性。因此，电视误差特性恶化的原因分析如下。

1由于额定容量不足，电视误差特性恶化。由于电视绕组中的DC电阻和漏抗，连接到负载时不可避免地会出现压降，导致二次电压随负载而变化，即电视误差也会随之变化。按照规定，选择电视二次额定容量Sn时，实际二次容量S应不大于Sn，但不小于(1/4)Sn，即(1/4)SnSSn。电视的实际二次容量可按下式计算：s=[(sk cosk)2(sks ink)2]1/2=[(PK)2(qk)2]1/2其中cosk-连接到电视二次侧的各设备的功率因数sk-连接到电视二次侧的各设备的视在功率()

(1)先天性缺陷：

(1)设计人员缺乏必要的测量专业知识，对额定容量的选择缺乏了解；

(2)不了解不同测量性质的各种电表或同一类不同工作原理的电表的电压电路参数和结构，不想查相关手册，造成计算错误；

对测量不够重视，忽视工作，不知道接入设备的数量，如不计算备用线路；

为了节省投资，选择额定容量小或额定容量裕量不足的电视机。

(2)2021年1月15日，计量设备安装时正确选择了额定容量。由于实时监控和管理的需要，除了继电保护设备、电压表、功率表、功率因数(相位)表和频率表外，还连接有电压变送器、功率变送器、电压监控器、电压损耗表和谐波监控器进行遥测。较严重的是，这些设备有的也是电视供电的，如果只从某一相取，电视每相的负载都会变得不平衡。此外，由于电力消费形势的意外快速发展，新线路数量突然增加，导致电视电路设备相应增加。这些连续连接的设备可能会导致电视次级电路的实际总容量超过初始设计中选择的额定容量。但是设备的接入人员没有及时通知相关部门的管理人员，或者管理人员玩忽职守、管理不善，没有意识到电视的实际容量已经超过额定容量。

2.每台电视的实际功率因数低于额定功率因数，导致电视误差特性恶化。感应式三相电能表电压线圈的功率因数约为0.2 ~ 0.3。整个电压二次回路的功率因数约为0.3，因为电子式电能表的电压回路一般采用小型电视作为隔离和采样，工作功率也是通过小型干式变压器降压整流获得的。目前电力系统广泛使用的电磁电视，其额定功率因数为0.8(感性)。当电视二次负载的功率因数与额定功率因数相差较大时，会超过允许误差。 #p#分页标题#e#

3谐波导致电视误差特性恶化。由于大容量电力整流器或变流器设备和其他非线性负载连接到电网，系统中存在谐波。电磁感应电视一般用于中低压系统。当该电视在高次谐波阈值下运行时，一次侧和二次侧的泄漏阻抗、一次侧和二次侧之间的电容以及二次侧负载会导致额外的误差。当满足电视铁芯不饱和度、初级绕组漏抗小和空载电视的阈值时，附加误差较小，但当电视负载较大时，误差特性迅速恶化。电视误差随着正弦波失真率的增加而非线性增加，偶次谐波对电视误差的影响大于奇次谐波。电视工作在谐波环境下的误差特性不能通过选择连接形式来改善。幸运的是，我们在多年的谐波测试中发现，谐波注入电力系统引起的电压畸变程度与该点的短路容量和运行方式成反比。电网中主要是奇次谐波。对于某一时刻含量较大的谐波分量，后续序列组的谐波分量含量随着次数的增加而迅速衰减，而其他序列组的谐波分量含量则迅速衰减。但试验表明，它对电视误差特性乃至整个电能计量装置误差的影响是不可忽视的。

电力系统过电压导致电视误差特性恶化。电力系统中不同形式的电感元件，如干式变压器、电视(因为其容量相对于干式变压器而言微不足道，相当于空载运行的干式变压器)、发电机、消弧线圈等。可以与电力系统中存在的各种电容器形成不同的振荡电路，如线路的地对地和相间电容器、用于补偿的串并联电容器和各种高压设备的寄生电容器。在一定的阈值下，它们会发生谐振过电压不仅会在故障发生时发生，而且会在过渡过程结束后长期稳定存在，直到谐振阈值被破坏。中性点不接地系统中，系统在非断相运行时，如输电线路意外断线、断路器非断相运行、单相熔断器熔断等，往往会发生谐振过电压。当系统发生单相接地故障时，非故障相的电压上升可能超过线电压三角形，中性点发生位移，不稳定。单相接地电弧熄灭后，容易引起电视铁芯饱和，激发中性点电压不稳定。以上都可能导致严重的电视超差。在中性点不接地的系统中，单相短路接地时，电视可以带病运行两个小时，所以电视不仅超出公差范围，甚至可能因过热而损坏。

5长期热作用使电视芯的磁导率降低，导致误差特性恶化

行5年以上的TV，由于铁芯在各种损耗转变成热能的长期作用下，引起铁芯磁导率下降，误差偏负甚至超差。我们在对运行多年的TV做试验取得的数据与安装前试验数据作比较证明了这一点。

6 总结 要使TV稳定地工作在误差允许范围内，建议采取以下一些措施：选取容量时有必要留出较大的裕量；定期测量TV二次回路的导纳；严格执行定期轮换制度；选择合理的TV绕组--负载结线方式，对于变电所的电能计量，条件许可时，使用专用计量的TV二次绕组，使TV绕组--负载结线方式单一化，以利于计算所选用TV的容量与功率因数；使用额定功率因数与实际功率因数相近的TV；对于在TV二次回路采取电容补偿的方法应慎重，以免在一定条件下引起谐振损坏设备，发生事故；加强电网谐波管理，防止用户向电网输送谐波；采取适当措施消除过电压。#p#分页标题#e#

来源：中电站集控运行技术网