電壓互感器誤差特性潛在惡化的原因分析

電壓互感器誤差特性隱藏惡化原因分析電磁電壓互感器(以下簡(jiǎn)稱(chēng)互感器)是電能計量裝置的重要組成部分，其誤差特性影響電能計量的準確性。根據檢定規程的要求，根據銘牌參數測試電視的誤差特性。當電視在實(shí)際閾值下運行時(shí)，在某些情況下，電視的實(shí)際誤差可能超過(guò)允許值。正是因為我們在電視的使用中忽略了這些條件，電視誤差特性才在不被注意的情況下惡化，也就是所謂的隱性惡化。因此，電視誤差特性的惡化部分或完全抵消了在其他方面采取的減少電能計量誤差的措施的有效性。因此，電視誤差特性惡化的原因分析如下。

1由于額定容量不足，電視誤差特性惡化。由于電視繞組中的DC電阻和漏抗，連接到負載時(shí)不可避免地會(huì )出現壓降，導致二次電壓隨負載而變化，即電視誤差也會(huì )隨之變化。按照規定，選擇電視二次額定容量Sn時(shí)，實(shí)際二次容量S應不大于Sn，但不小于(1/4)Sn，即(1/4)SnSSn。電視的實(shí)際二次容量可按下式計算：s=[(sk cosk)2(sks ink)2]1/2=[(PK)2(qk)2]1/2其中cosk-連接到電視二次側的各設備的功率因數sk-連接到電視二次側的各設備的視在功率()

(1)先天性缺陷：

(1)設計人員缺乏必要的測量專(zhuān)業(yè)知識，對額定容量的選擇缺乏了解；

(2)不了解不同測量性質(zhì)的各種電表或同一類(lèi)不同工作原理的電表的電壓電路參數和結構，不想查相關(guān)手冊，造成計算錯誤；

對測量不夠重視，忽視工作，不知道接入設備的數量，如不計算備用線(xiàn)路；

為了節省投資，選擇額定容量小或額定容量裕量不足的電視機。

(2)2021年1月15日，計量設備安裝時(shí)正確選擇了額定容量。由于實(shí)時(shí)監控和管理的需要，除了繼電保護設備、電壓表、功率表、功率因數(相位)表和頻率表外，還連接有電壓變送器、功率變送器、電壓監控器、電壓損耗表和諧波監控器進(jìn)行遙測。較嚴重的是，這些設備有的也是電視供電的，如果只從某一相取，電視每相的負載都會(huì )變得不平衡。此外，由于電力消費形勢的意外快速發(fā)展，新線(xiàn)路數量突然增加，導致電視電路設備相應增加。這些連續連接的設備可能會(huì )導致電視次級電路的實(shí)際總容量超過(guò)初始設計中選擇的額定容量。但是設備的接入人員沒(méi)有及時(shí)通知相關(guān)部門(mén)的管理人員，或者管理人員玩忽職守、管理不善，沒(méi)有意識到電視的實(shí)際容量已經(jīng)超過(guò)額定容量。

2.每臺電視的實(shí)際功率因數低于額定功率因數，導致電視誤差特性惡化。感應式三相電能表電壓線(xiàn)圈的功率因數約為0.2 ~ 0.3。整個(gè)電壓二次回路的功率因數約為0.3，因為電子式電能表的電壓回路一般采用小型電視作為隔離和采樣，工作功率也是通過(guò)小型干式變壓器降壓整流獲得的。目前電力系統廣泛使用的電磁電視，其額定功率因數為0.8(感性)。當電視二次負載的功率因數與額定功率因數相差較大時(shí)，會(huì )超過(guò)允許誤差。 #p#分頁(yè)標題#e#

3諧波導致電視誤差特性惡化。由于大容量電力整流器或變流器設備和其他非線(xiàn)性負載連接到電網(wǎng)，系統中存在諧波。電磁感應電視一般用于中低壓系統。當該電視在高次諧波閾值下運行時(shí)，一次側和二次側的泄漏阻抗、一次側和二次側之間的電容以及二次側負載會(huì )導致額外的誤差。當滿(mǎn)足電視鐵芯不飽和度、初級繞組漏抗小和空載電視的閾值時(shí)，附加誤差較小，但當電視負載較大時(shí)，誤差特性迅速惡化。電視誤差隨著(zhù)正弦波失真率的增加而非線(xiàn)性增加，偶次諧波對電視誤差的影響大于奇次諧波。電視工作在諧波環(huán)境下的誤差特性不能通過(guò)選擇連接形式來(lái)改善。幸運的是，我們在多年的諧波測試中發(fā)現，諧波注入電力系統引起的電壓畸變程度與該點(diǎn)的短路容量和運行方式成反比。電網(wǎng)中主要是奇次諧波。對于某一時(shí)刻含量較大的諧波分量，后續序列組的諧波分量含量隨著(zhù)次數的增加而迅速衰減，而其他序列組的諧波分量含量則迅速衰減。但試驗表明，它對電視誤差特性乃至整個(gè)電能計量裝置誤差的影響是不可忽視的。

電力系統過(guò)電壓導致電視誤差特性惡化。電力系統中不同形式的電感元件，如干式變壓器、電視(因為其容量相對于干式變壓器而言微不足道，相當于空載運行的干式變壓器)、發(fā)電機、消弧線(xiàn)圈等?？梢耘c電力系統中存在的各種電容器形成不同的振蕩電路，如線(xiàn)路的地對地和相間電容器、用于補償的串并聯(lián)電容器和各種高壓設備的寄生電容器。在一定的閾值下，它們會(huì )發(fā)生諧振過(guò)電壓不僅會(huì )在故障發(fā)生時(shí)發(fā)生，而且會(huì )在過(guò)渡過(guò)程結束后長(cháng)期穩定存在，直到諧振閾值被破壞。中性點(diǎn)不接地系統中，系統在非斷相運行時(shí)，如輸電線(xiàn)路意外斷線(xiàn)、斷路器非斷相運行、單相熔斷器熔斷等，往往會(huì )發(fā)生諧振過(guò)電壓。當系統發(fā)生單相接地故障時(shí)，非故障相的電壓上升可能超過(guò)線(xiàn)電壓三角形，中性點(diǎn)發(fā)生位移，不穩定。單相接地電弧熄滅后，容易引起電視鐵芯飽和，激發(fā)中性點(diǎn)電壓不穩定。以上都可能導致嚴重的電視超差。在中性點(diǎn)不接地的系統中，單相短路接地時(shí)，電視可以帶病運行兩個(gè)小時(shí)，所以電視不僅超出公差范圍，甚至可能因過(guò)熱而損壞。

5長(cháng)期熱作用使電視芯的磁導率降低，導致誤差特性惡化

行5年以上的TV，由于鐵芯在各種損耗轉變成熱能的長(cháng)期作用下，引起鐵芯磁導率下降，誤差偏負甚至超差。我們在對運行多年的TV做試驗取得的數據與安裝前試驗數據作比較證明了這一點(diǎn)。

6 總結 要使TV穩定地工作在誤差允許范圍內，建議采取以下一些措施：選取容量時(shí)有必要留出較大的裕量；定期測量TV二次回路的導納；嚴格執行定期輪換制度；選擇合理的TV繞組--負載結線(xiàn)方式，對于變電所的電能計量，條件許可時(shí)，使用專(zhuān)用計量的TV二次繞組，使TV繞組--負載結線(xiàn)方式單一化，以利于計算所選用TV的容量與功率因數；使用額定功率因數與實(shí)際功率因數相近的TV；對于在TV二次回路采取電容補償的方法應慎重，以免在一定條件下引起諧振損壞設備，發(fā)生事故；加強電網(wǎng)諧波管理，防止用戶(hù)向電網(wǎng)輸送諧波；采取適當措施消除過(guò)電壓。#p#分頁(yè)標題#e#

來(lái)源：中電站集控運行技術(shù)網(wǎng)