35kV电压互感器误差测试及误差判断

赵祖诚

摘 要：在高供高计专变客户中基本采用电压互感器对专变客户用电量进行计量，但是因为电力互感器误差的存在，造成计量装置的误差，造成用户用电量统计的失真现象。文章通过分析了35kV电压互感器现场误差测试方法及如何判断电压互感器误差是否满足运行要求。

关键词：专变用户；电压互感器；电量统计

引言

计量装置的准确、稳定运行直接影响到电量统计的准确、公正，涉及广大用电客户的利益。而电能计量装置的检定是保证电能计量准确、可靠的重要手段。电压互感器是电能计量装置的一个重要组成部分，其误差直接影响电能计量装置的准确性，确保其安全、正确运行是一项效益显著的工作。

1 电压互感器的分类

按用途分可分为测量用和保护用，测量用电压互感器是输出电压信息给电压表、电能表等；保护用电压互感器是输出电压信息给继电保护装置及设备。

按相数分为单相式和三相式

按变压原理可分为电磁式及电容式电压互感器，又称为TV（PT）及CVT。电磁式电压互感器的原理是采用一二次线圈绕组不同来实现变压，与变压器相同；而电容式的结构相对较为复杂则是由串联电容器分压，再经电磁式互感器降压和隔离，电容式电压互感器器除可防止因电压互感器铁芯饱和引起铁磁谐振外，在经济和安全上还有很多优越之处。

按绕组个数分为单绕组和多绕组电压互感器，多绕组顾名思义就是在低压侧只有多个二次绕组，可以根据准确等级不同使用于保护、测量、计量设备。

按高压绕组尾端接地情况分可分为接地电压互感器、不接地电压互感器。接地是指在高压绕组的尾端直接接地，或高压绕组的中性点接地的三相电压互感器；高压绕组各部分全部绝缘的称为不接地电压互感器。

按安装位置分为室内型和室外型。

按绝缘介质主要分为干式及油浸式，但也有使用气体绝缘的。

2 电磁式电压互感器基本原理及误差

2.1 电磁式电压互感器工作原理

一次、二次线圈通过铁芯电磁感应，将高电压变换成标准低电压（100；100/3；V），供计量及保护用。电压互感器入端阻抗为电抗（感抗性质）。电网的所有元件中，入端阻抗为容抗（XC）性质的有：输电线对地电容；耦合电容器；断路器断口的并联电容及电容式电压互感器（以下简称CVT）。入端阻抗为感抗（XL）性质的有：电压互感器、变压器及电抗器。当电网正常操作（断路器投切）出现的操作过电压或大气过电压时，电网会因铁磁谐振（电网中容抗与感抗相等）而烧毁电网的某些元件（例：电压互感器）。由于变压器和电抗器在工作电压及过电压时其产品处于铁芯饱和状态，产品的入端阻抗值基本不变，而PT在电网电压改变时自身的感抗值可能会与电网的容抗值相等发生铁磁谐振烧毁电压互感器。所以，在电网中所有的元件中，仅要求电压互感器应避免铁磁谐振的发生。

2.2 电磁式电压互感器误差

电压互感器是通过二次侧的电压U2乘以已、二次绕组的变比KU来计算出高压侧电压的，但由于存在励磁电流、原边与副边绕组电阻和漏抗的存在，就影响了电压互感器的正确性，使得计算结果与高压侧电压在电压值和相位角的偏差，即电压误差和相位误差。

3 影响误差的因数

3.1 电压对误差的影响

由于铁芯的磁导率和损耗角都是在变化的不是恒定不变，电压互感器运行过程中，随着电压升高，铁芯磁密加大，磁导率和损耗角先与电压成正比后成反比，即I0/U1随着电压的升高，先降低且超前，然后升高且滞后；因此互感器不带负荷的比差|fk|和角差？滓k先随着电压的升高而降低，然后再随着增大。

3.2 二次负荷对误差的影响

电压互感器的带负荷误差？着f与二次负荷导纳的大小成正比，与电压值的大小无关。二次负的阻抗角？准俗称功率因数，会对电压互感器负载误差？着f的相位造成影响。当cos？准由0.8至1，？着f超前36.80，比差fu变化不大，可能减小也可能增大；角差？滓f减小，可能由正值变为负值。

3.3 线圈匝数对误差的影响

线圈匝数对误差的影响很大，线圈匝数与空载电流■0成反比，但与线圈内阻抗、漏抗成正比，因此在空载时误差■k变化不大，而负载时误差？着f会增大很多，所以互感器误差？着增大。

3.4 铁芯平均磁路长度

铁芯平均磁路越长互感器空载误差越大。

3.5 铁芯材料和磁密对误差的影响

空载误差随着空载电流增大而增大，随着铁芯的磁导率增大而减小。磁导率高且饱和磁密也高的铁芯互感器误差越小。

3.6 电源频率对误差的影响

空载误差主要看铁芯的饱和程度，如果铁芯不饱和电源频率对误差影响不大。同时线圈的漏抗与电源频率成正比，负载误差将随频率的增大而增大。在高压电压互感器中，漏电容电流也和频率成正比，也影响互感器的误差。所以电源频率在5%以内的变化对误差影响不大。

4 测试方法

文章使用比較法进行测试。

4.1 实验设备准备

电源操作箱一套5kVA以上操作箱应配备过载自动掉闸装置；升压器一台根据被试电压互感器以及现场实际情况准备多台设备；标准电压互感器一台0.05S级标准电压互感器准确等级应比被试电压互感器高两个等级以上，并要求在检定有效期内；互感器现场校验仪一台准确等级：2级要求在检定有效期内；电压负荷箱2台准确等级：±3% 根据被试电压互感器额定二次负荷值，准备多台该设备，并要求在检定有效期内；专用测试导线一套一次导线及二次导线；专用接地线一组；万用表一只要求在检定有效期内，带钳口（可测电流）。

4.2 接线方法

将被试电压互感器计量二次绕组的首端与互感器校验仪的Ux端子连接，非尾端与互感器校验仪的x端子连接，电压负荷箱Y1接在互感器校验仪的Ux和x两端子之间；如果被试电压互感器有测量或保护绕组，将电压负载箱Y2接测量绕组两端，其它绕组开路，不得短路；将标准电压互感器的a、x端子连接至互感器校验仪的a、x端子，并将接地端子接地。

5 测试步骤

（1）通电前检查。接线完成后，检定负责人应检查高压线的安全距离是否符合要求，接线是否正确。

（2）预通电检查。加压过程中设专人监护，稳定的将一次电压升至额定值的5%～10%之间，观察误差值。如未发现异常情况，误差值正常、设备运行正常则可升到最大电压百分点，然后降为0。如有异常，应排除后再试测。

（3）按照规程进行误差测试。

6 结束语

文章分析了35kV电压互感器的校验方法，通过对互感器的误差校验保证了电能计量的准确性，使得电能量值得以正确的传递，同时通过误差的判断也是保证电压互感器安全稳定运行的重要手段，电压互感器的校验在电力生产过程中有着重要的作用。

参考文献

[1]赵修民.测量用电压互感器.北京：机械工业出版社，1987.

[2]郭晓东.电力互感器产品选型设计技术参数与设备运行检修及事故预防处理技术手册[M].北京：中国知识出版社，2005.