电能计量装置二次回路误差及改进措施

电能计量装置二次回路误差及改进措施

林杰华

广东电网有限责任公司云浮供电局，广东 云浮 527300

摘　要: 本文首先介绍电压互感器的原理，详细分析电压互感器计量工作中出现误差的类型以及相关影响因素，通过具体的案例分析，结合实际情况提出相应的改进措施，希望给有关人士一些借鉴。

关键词: 电能计量; 互感器; 二次回路;误差；改进措施

引言

近年来，随着电能计量装置的不断改进与发展，尤其是在电能计量过程中互联网技术的应用，使得电能计量装置计量的准确性与否越来越受到供电企业以及其他用户的密切关注，而且对电能计量装置的审核也不仅仅停留在对电能表的审核上了，而互感器作为电能计量装置的一个重要组成部分，它所产生的误差成为了电能计量过程中误差的主要来源之一，并且通过互联网在电能计量中应用的不断推广以及技术人员对互感器的出厂误差和现场使用过程中的误差分析发现，电压互感器二次负荷配置的大小、互感器工作的原理以及各参数的设计都会对电压互感器产生误差，而电压互感器二次负荷率的存在更会影响电能计量的准确性，所以对电能的测量时不仅要确保计量装置的准确性还要尽量减少电压互感器二次负荷率对计量装置产生的影响，确保电能计量的准确无误性，提高供电系统计量的可靠性，降低用户电能费用的支出，扩展互联网技术在电能计量过程中的应用，实现电能计量的智能化、规范化、准确化，提高电力企业各技术水平。

1.电压互感器的原理分析

电压互感器的一次绕组接在被测电压的线路上，当电流通过一次绕组时，互感器内的铁芯就会由于电流的作用而产生磁通，同时在一次和二次绕线组中分别产生了两个相对应的感应电势，通过电磁感应原理知道，绕组的感应电势是与缠绕的匝数成正比的，所以缠绕的匝数越多，感应电势就越高 ，并且通过对电压互感器的工作状态知道，只有当互感器绕组阻抗为零的时候，二次电压乘以额定电压比才等于其中施加的一次电压，这说明电压互感器在没进行误差调整前，电压误差是一个负值，但是经过后期的误差调整后，电压互感器的电压误差才变成了正值误差。

通过对电压互感器工作原理的分析知道，影响电压互感器产生误差的因素主要有三方面，一方面是电压互感器外部参数的影响，致使误差电压互感器运行中出现误差，外部参数主要是二次负载和一次电压；另一方面是互感器自身的内部设计参数的影响使电压互感器在测量电线上电压的时候出现误差，内部参数主要是励磁电流和绕组阻抗，而且内部参数的确定主要是根据电压互感器使用的环境和所要具有的工作性能设计的，所以要减小电压互感器的误差就要在电压互感器内部参数设计允许的前提下尽可能的减小绕组阻抗和互感器铁芯的励磁电流 对互感器运行中产生的误差；最后一方面就是互感器的空载误差和负载误差，空载误差一般是在电压互感器二次不带负荷的情况下，并且只有一次回路上施加的额定电压存在，空载一次电流在一次绕组上产生了电压降从而致使电压互感器产生了误差，而负载误差主要是受互感器二次侧电流大小的影响，不受一次回路中电流和电压的影响，所以当二次回路上的电流和阻抗发生变化时，电压降的存在使得电压互感器产生负载误差。

2电压互感器计量工作中出现误差的类型以及相关影响因素分析

电力计量装置的准确性主要与电能表的误差、以及计量二次回路的负荷大小、功率因数、计量的方式、环境条件等因素有关，提升计量装置的计量准确性，特别是对于负荷变动大的用户，改造中选用智能电能表，更能有效提升计量装置计量的准确性。

2.1电压互感器计量工作中出现误差的类型

电压互感器计量工作中出现误差的类型通常比较多，一般可以将出现误差的情况分为以下两种类型：第一种是空载误差；第二种是负载误差。这两种误差之间存在明显的不同，空载误差，通常情况下，指的是在二次不带负荷情形下，只在一次回路上施加电压，且施加电压的大小为额定电压，这时候空载激磁电流就会在一次绕组造成一定的电压降，进而引起误差。空载误差，负载误差就明显更为确定，在很大程度上会受到互感器二次侧位置处电流大小的影响，如果二次回路电流明显增加，那其在回路中所产生的阻抗压降也会相应的增大，进而导致电压降低，最终引起误差的出现。

2.2电压互感器计量工作中出现误差的外部影响因素

电压互感器在计量工作中出现误差的外部影响因素主要包括以下两种：第一种是互感器二负荷所产生的影响；第二种则是电网一次电压所产生的影响。

2.3电压互感器计量工作中出现误差的内部影响因素

电压互感器在计量工作中出现误差的内部参数主要说的就是电压互感器自身内部的参数所产生的影响，主要表现形式有以下两种：一种是励磁电流方面的影响；另一种则是绕组阻抗方面的影响。内部参数的影响主要在于下述两方面：一方面是电压互感器的设计；另一方面则是电压互感器的制造工艺，想要有效降低电压互感器的计量误差，就必须实现对这两个部件的有效控制：其一是电压互感器的绕组阻抗；其二是铁心的励磁电流。

3影响电压互感器绕组计量误差的主要因素分析

3.1二次回路所产生的影响

根据我国现有的电能计量装置技术相关管理规范要求，在进行贸易结算工作的过程中所使用到的电能计量装置必须按照计量点的要求配置下述两个部件：其一是计量专用的电压；其二是电流互感器所专用的二次绕组。并且应该注意的一点是下述四个部位都不能够接入与计量工作没有关系的设备中：一是电能计量的专用电压；二是电流互感器；三是专用二次绕组；四是二次回路。为积极响应国家号召，相关供电企业在政策出台之后，逐渐对企业内不符合相关规定的计量单位进行了严格的整改以及升级改造工作，主要包括以下几部分工作内容：首先是将其中与计量设备通用的相关设备移出了计量二次绕组，包括测量仪器以及相关的远动设备；其次是用现代微机型保护装置替代了原来的感应式电能表。

3.2出场误差调整范围所产生的影响

电压互感器在出厂之前都会进行误差的调整，通常情况下，在出厂之前，电压互感器的负荷误差是以额定的二次负荷大小为主要依据进行调整的，生产厂家一般会将电压互感器的电压调整为额定下限负荷时比值误差是正值，从而有效保证电压互感器的误差符合相关标准要求。与额定下限负荷相比较，电压互感器的实际二次负荷比较小，那在二次绕组阻抗上负荷电流所引起的压降就会受到很大程度的抑制，这时候在额定下限负荷时，二次绕组端所产生的电压就会明显增大，最终导致在额定下限负荷的情况下，比值误差所出现的正向偏移更明显。与此同时，如果电压互感器的出厂误差具有不同的调整范围，那也非常有可能引起二次负荷低于下限负荷，进而导致出现误差的正向偏差问题。

4互感器二次回路降压对电能计量的影响案件分析

以某地的电力系统为例进行分析，其母线中的电压为 35kV，当发生季节变化之后，天气也好发生变化，在大气环境的影响下，将会导致配电线路中的电压降低，还会出现单相接地信号，值班人员此时会进行检查，直接进行电压表的切换，其中的一相或者两相电压指示

值开始下降，而另一相或两相电压指示值不发生变化，针对这一情况，工作人员要注意对保护装置触头的打磨，在这一过程中没有出现异常情况。但是在后续的检查过程中，发现 35kV母线存在线路老化问题，而且发生了放电问题，进而导致上述问题的存在。

技术人员发现在引出一端的线路长度较短，对配网进行二次配线的时候，所预留出的线头端子也比较短，当正常运行时，在气候的影响下，对其会产生一定的影响，再加上灰尘较多，导致二次接线表面存在大量的灰尘，当天气发生变化，或者遇到雨天，空气比较潮湿的时候，配电线路中互感器的电压开始降低，除此之外，还容易出现单项接地问题，这一问题很多工作人员将其归纳为短路接地，但是通过仔细分析，归纳总结发现这不是真正意义上的短路、接地，是配网中二次回路中保护装置所发出的错误信号，由于这一环节出现错误，进而出现了一系列的故障，在此基础上，不能及时进行控制后，对配网稳定性产生很大的影响，对电力企业造成很大的经济损失。

5 互感器二次回路降压对电能计量的改进措施

5．1 提高计量的准确性

第一点，对于二次回路的导线而言，要增加其直径，减少线路敷设的长度，通过这两方面措施就能够有效减少电压和阻抗，有利于配网线路运行的安全和稳定。第二点，工作中技术人员要结合现实情况，合理选择电网中性点接地方式，否则当电网运行方式错误之后，这些方面将会产生很大影响，导致配电网运行不安全。第三点，必须根据无功补偿要求设置，提高其功率因数，保证电网运行的安全。第四点，选择安装环境过程中，要求不能存在腐蚀性气体，除此之外，周围没有其他大型设备，配电网运行过程中，不会产生较大的振动，周围线路导致的磁场强度较小，这样进行相关的安装工作时，可以保证安装的顺利进行，由于环境合适，还不会对安装之后的调试工作产生影响，安装高压计量装置时，尤其是在户外环境安装时，必须有针对性的安装避雷针，避免出现污染和腐蚀问题。

5．2 降低回路接插元件内阻抗

在电压互感器二次回路中，存在很多接插元件，例如有电压插件、转接端子、刀闸、保险等，不考虑接触电阻的前提下，各个元件的自阻可以被认为是一个定值，这一数值很小，不容易减少，因此针对这一情况，加工中就要选择好材料，确定其阻抗，否则后续不可改变。

5．3 降低回路接触电阻

在二次回路阻抗中接触电阻占据较大的比重，其电阻值不稳定，受到触点状态和压力接触表面氧化因素的影响，因此其阻值肯定会改变，这一变化具有随机性，针对这一情况，处理中要将电压互感器二次回路更换更大截面积导线，定期打磨接插元件。

6 结束语

综上可知，互感器在电能计量工作中是十分重要的组成部分之一，在电能计量工作中所出现的误差大多是来源于互感器，为有效提高电能计量工作的准确性，必须对电压互感器进行合理有效的分析和升级改造。

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