電壓互感器（PT）連接導(dǎo)線引起的誤差分析
1 前言
計(jì)量裝置的準(zhǔn)確、穩(wěn)定運(yùn)行直接影響到電量統(tǒng)計(jì)的準(zhǔn)確、公正，涉及廣大用電客戶的利益。而電能計(jì)量裝置的檢定是保證電能計(jì)量準(zhǔn)確、可靠的重要手段。電壓互感器是電能計(jì)量裝置的一個(gè)重要組成部分，其誤差直接影響電能計(jì)量裝置的準(zhǔn)確性，確保其安全、正確運(yùn)行是一項(xiàng)效益顯著的工作。
2 電壓互感器的分類
1）按用途分可分為測量用和保護(hù)用，測量用電壓互感器是輸出電壓信息給電壓表、電能表等；保護(hù)用電壓互感器是輸出電壓信息給繼電保護(hù)裝置及設(shè)備。
2）按相數(shù)分為單相式和三相式。
3）按變壓原理可分為電磁式及電容式電壓互感器，又稱為TV（PT）及CVT。
4）按繞組個(gè)數(shù)分為單繞組和多繞組電壓互感器，多繞組顧名思義就是在低壓側(cè)只有多個(gè)二次繞組，可以根據(jù)準(zhǔn)確等級(jí)不同使用于保護(hù)、測量、計(jì)量設(shè)備。
3 電磁式電壓互感器基本原理及誤差
3.1電磁式電壓互感器工作原理
一次、二次線圈通過鐵芯電磁感應(yīng)，將高電壓變換成標(biāo)準(zhǔn)低電壓（100；100/3；V），供計(jì)量及保護(hù)用。電壓互感器入端阻抗為電抗（感抗性質(zhì)）。電網(wǎng)的所有元件中，入端阻抗為容抗（XC）性質(zhì)的有：輸電線對地電容；耦合電容器；斷路器斷口的并聯(lián)電容及電容式電壓互感器（以下簡稱CVT）。入端阻抗為感抗（XL）性質(zhì)的有：電壓互感器、變壓器及電抗器。當(dāng)電網(wǎng)正常操作（斷路器投切）出現(xiàn)的操作過電壓或大氣過電壓時(shí)，電網(wǎng)會(huì)因鐵磁諧振（電網(wǎng)中容抗與感抗相等）而燒毀電網(wǎng)的某些元件（例：電壓互感器）。由于變壓器和電抗器在工作電壓及過電壓時(shí)其產(chǎn)品處于鐵芯飽和狀態(tài)，產(chǎn)品的入端阻抗值基本不變，而PT在電網(wǎng)電壓改變時(shí)自身的感抗值可能會(huì)與電網(wǎng)的容抗值相等發(fā)生鐵磁諧振燒毀電壓互感器。所以，在電網(wǎng)中所有的元件中，僅要求電壓互感器應(yīng)避免鐵磁諧振的發(fā)生。
3.2 電磁式電壓互感器誤差
電壓互感器是通過二次側(cè)的電壓U2乘以二次繞組的變比KU來計(jì)算出高壓側(cè)電壓的，但由于存在勵(lì)磁電流、原邊與副邊繞組電阻和漏抗的存在，就影響了電壓互感器的正確性，使得計(jì)算結(jié)果與高壓側(cè)電壓在電壓值和相位角的偏差，即電壓誤差和相位誤差。
4 分析66kV電容式互感器試驗(yàn)
利用自激法測量C1與C2，同時(shí)繪制出接線試驗(yàn)圖。通過對C1實(shí)施測量時(shí)，高壓線電橋必須連接C2下節(jié)的低壓端，一次中間變壓器的尾端繞組與電容電壓互感器的高壓引線需要接地進(jìn)行，低壓電橋的輸出位置對電容電壓互感器的二次繞組中間變壓器勵(lì)磁進(jìn)行加壓。自動(dòng)型電橋通過使用自激方法進(jìn)行接線，通過2千伏至3千伏的試驗(yàn)電壓測量出單元電容C1與C2的容量介損。串聯(lián)兩單元元件電容量經(jīng)過計(jì)算后，其總?cè)萘繛椋篊=C1*C2/（C1+C2），同時(shí)，技術(shù)人員需要比較銘牌值的電容量誤差，并填寫數(shù)據(jù)報(bào)告。另外，高壓線不能與地面接觸并且懸空，否則地面附加介損會(huì)出現(xiàn)更大的誤差。高壓引線的測量屬于高壓變電站電容式電壓互感器項(xiàng)目的重點(diǎn)部分，通常情況下，檢測方法包括正接線法及反接線法。正接線法指：通過將C3上端與高壓中的高壓線連接，隨后連接下端信息號(hào)線。這種方法可以有效獲得精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，但是，這種方法拆除工作較為繁雜，會(huì)浪費(fèi)一定的人力與物力。反接線法指：將C3的上端作為接地端，下端連接電橋高壓線，電容電源互感器濾波器與短接相連接，這種方法較為便利，不需拆除端子箱中的端子。新反接法采取屏蔽抵押性能設(shè)備，設(shè)備中利用反接線法進(jìn)行連接。C3下端通過連接高壓線電橋的芯線，來開啟電容電壓互感器的接地裝置設(shè)備，短接兩端子進(jìn)行屏蔽后，測量的數(shù)據(jù)為C3上節(jié)的電容介損，由此可見，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性獲得有效保障。實(shí)際上，新反線和反線實(shí)際測量值在銘牌值與電容值的誤差不超過1%，正接線的誤差小于0.5%。新反接線法的介損值接近正接線法，差距小于1%。通常情況下，反線的測量介損更大，這是因?yàn)槭艿搅撕芏嗫陀^因素的影響。由此可見，為了達(dá)到數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的目的，采用新正反接線法是十分有必要的。
5 66kV電容式互感器在測量試驗(yàn)注意事項(xiàng)
5.1 電容中介損自激法測量
測量工作無法順利展開，這是由于電容式電壓互感器放置于瓷套中，套管線放置于油箱中。同時(shí)，變壓器與中壓端的中間在油箱中處于較為穩(wěn)定的連接狀態(tài)。為了有效展開測量工作，技術(shù)人員可以采用自激法，從而得到有效的測量數(shù)據(jù)。電容互感器具有密封性，因此當(dāng)裂縫或者滲漏出現(xiàn)時(shí)，潮氣才能進(jìn)入，但是工作人員加強(qiáng)巡邏可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)裂縫和滲漏現(xiàn)象。另外，測量分壓器是十分精準(zhǔn)的，當(dāng)多個(gè)元件破損時(shí)，容易引起電容量相應(yīng)的變化，導(dǎo)致電容電壓互感器停止運(yùn)行，準(zhǔn)確性檢驗(yàn)才能實(shí)行。由此可見，現(xiàn)場電容式電壓互感器的試驗(yàn)必須參照電容量的合理位置，同時(shí)僅實(shí)行橫向測量的工作。
5.2 現(xiàn)場取樣
電容式電壓互感器包括單元電磁與分壓電容器兩部分。為了保障高壓設(shè)備處于安全狀態(tài)，設(shè)備必須為密封狀態(tài)，同時(shí)，調(diào)控器常常出現(xiàn)熱脹冷縮的現(xiàn)象。因此，現(xiàn)場抽樣工作難以正常進(jìn)行，很多工廠為了解決現(xiàn)場抽樣難題，利用單元電磁的油樣進(jìn)行試驗(yàn)檢測，但是這樣的方法并不科學(xué)。
5.3 控制準(zhǔn)確性
電容式電壓互感器測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性利于后期工作的有序進(jìn)行。通過測量工作中選擇適當(dāng)?shù)母叩蛪罕?，來保障?shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性。在現(xiàn)場試驗(yàn)中，必須保障產(chǎn)品質(zhì)量合格。因此，工作人員在現(xiàn)場試驗(yàn)中，通過采用降低電壓的方案，來保障測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
5.4 電容器采用全膜介質(zhì)
隨著我國科技的發(fā)展，全膜介質(zhì)電容器的制造技術(shù)越來越成熟，如今很多企業(yè)采用膜紙復(fù)合介質(zhì)。在電容式電壓互感器上使用全膜介質(zhì)的利處非常多，包括：首先，絕緣強(qiáng)度效果明顯。一般情況下，全膜介質(zhì)的耐電強(qiáng)度至少超過復(fù)合介質(zhì)40%；其次，有效降低了介質(zhì)的損耗量。即使全膜介質(zhì)電容器個(gè)別元件在工作中穿透后，兩極板間依舊可以正常短接。耦合電容器的元件串聯(lián)數(shù)量多，因此，設(shè)備在工作過程中不易出現(xiàn)故障。隨著科技的發(fā)展，我國很多企業(yè)在全膜介質(zhì)的應(yīng)用技術(shù)越來越成熟，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)越來越豐富。很多電容式電壓互感器及全膜介質(zhì)的耦合電容器運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定，為推廣應(yīng)用全膜介質(zhì)的大范圍推廣打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。全膜介質(zhì)電容器由于溫度系數(shù)比較大，容易導(dǎo)致電容式電壓互感器出現(xiàn)誤差，可以采用裕度的方法來解決，從而保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。降低電容式電壓互感器額定輸出，利于全膜介質(zhì)的使用。
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計(jì)量裝置的準(zhǔn)確、穩(wěn)定運(yùn)行直接影響到電量統(tǒng)計(jì)的準(zhǔn)確、公正，涉及廣大用電客戶的利益。而電能計(jì)量裝置的檢定是保證電能計(jì)量準(zhǔn)確、可靠的重要手段。電壓互感器是電能計(jì)量裝置的一個(gè)重要組成部分，其誤差直接影響電能計(jì)量裝置的準(zhǔn)確性，確保其安全、正確運(yùn)行是一項(xiàng)效益顯著的工作。
2 電壓互感器的分類
1）按用途分可分為測量用和保護(hù)用，測量用電壓互感器是輸出電壓信息給電壓表、電能表等；保護(hù)用電壓互感器是輸出電壓信息給繼電保護(hù)裝置及設(shè)備。
2）按相數(shù)分為單相式和三相式。
3）按變壓原理可分為電磁式及電容式電壓互感器，又稱為TV（PT）及CVT。
4）按繞組個(gè)數(shù)分為單繞組和多繞組電壓互感器，多繞組顧名思義就是在低壓側(cè)只有多個(gè)二次繞組，可以根據(jù)準(zhǔn)確等級(jí)不同使用于保護(hù)、測量、計(jì)量設(shè)備。
3 電磁式電壓互感器基本原理及誤差
3.1電磁式電壓互感器工作原理
一次、二次線圈通過鐵芯電磁感應(yīng)，將高電壓變換成標(biāo)準(zhǔn)低電壓（100；100/3；V），供計(jì)量及保護(hù)用。電壓互感器入端阻抗為電抗（感抗性質(zhì)）。電網(wǎng)的所有元件中，入端阻抗為容抗（XC）性質(zhì)的有：輸電線對地電容；耦合電容器；斷路器斷口的并聯(lián)電容及電容式電壓互感器（以下簡稱CVT）。入端阻抗為感抗（XL）性質(zhì)的有：電壓互感器、變壓器及電抗器。當(dāng)電網(wǎng)正常操作（斷路器投切）出現(xiàn)的操作過電壓或大氣過電壓時(shí)，電網(wǎng)會(huì)因鐵磁諧振（電網(wǎng)中容抗與感抗相等）而燒毀電網(wǎng)的某些元件（例：電壓互感器）。由于變壓器和電抗器在工作電壓及過電壓時(shí)其產(chǎn)品處于鐵芯飽和狀態(tài)，產(chǎn)品的入端阻抗值基本不變，而PT在電網(wǎng)電壓改變時(shí)自身的感抗值可能會(huì)與電網(wǎng)的容抗值相等發(fā)生鐵磁諧振燒毀電壓互感器。所以，在電網(wǎng)中所有的元件中，僅要求電壓互感器應(yīng)避免鐵磁諧振的發(fā)生。
3.2 電磁式電壓互感器誤差
電壓互感器是通過二次側(cè)的電壓U2乘以二次繞組的變比KU來計(jì)算出高壓側(cè)電壓的，但由于存在勵(lì)磁電流、原邊與副邊繞組電阻和漏抗的存在，就影響了電壓互感器的正確性，使得計(jì)算結(jié)果與高壓側(cè)電壓在電壓值和相位角的偏差，即電壓誤差和相位誤差。
4 分析66kV電容式互感器試驗(yàn)
利用自激法測量C1與C2，同時(shí)繪制出接線試驗(yàn)圖。通過對C1實(shí)施測量時(shí)，高壓線電橋必須連接C2下節(jié)的低壓端，一次中間變壓器的尾端繞組與電容電壓互感器的高壓引線需要接地進(jìn)行，低壓電橋的輸出位置對電容電壓互感器的二次繞組中間變壓器勵(lì)磁進(jìn)行加壓。自動(dòng)型電橋通過使用自激方法進(jìn)行接線，通過2千伏至3千伏的試驗(yàn)電壓測量出單元電容C1與C2的容量介損。串聯(lián)兩單元元件電容量經(jīng)過計(jì)算后，其總?cè)萘繛椋篊=C1*C2/（C1+C2），同時(shí)，技術(shù)人員需要比較銘牌值的電容量誤差，并填寫數(shù)據(jù)報(bào)告。另外，高壓線不能與地面接觸并且懸空，否則地面附加介損會(huì)出現(xiàn)更大的誤差。高壓引線的測量屬于高壓變電站電容式電壓互感器項(xiàng)目的重點(diǎn)部分，通常情況下，檢測方法包括正接線法及反接線法。正接線法指：通過將C3上端與高壓中的高壓線連接，隨后連接下端信息號(hào)線。這種方法可以有效獲得精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，但是，這種方法拆除工作較為繁雜，會(huì)浪費(fèi)一定的人力與物力。反接線法指：將C3的上端作為接地端，下端連接電橋高壓線，電容電源互感器濾波器與短接相連接，這種方法較為便利，不需拆除端子箱中的端子。新反接法采取屏蔽抵押性能設(shè)備，設(shè)備中利用反接線法進(jìn)行連接。C3下端通過連接高壓線電橋的芯線，來開啟電容電壓互感器的接地裝置設(shè)備，短接兩端子進(jìn)行屏蔽后，測量的數(shù)據(jù)為C3上節(jié)的電容介損，由此可見，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性獲得有效保障。實(shí)際上，新反線和反線實(shí)際測量值在銘牌值與電容值的誤差不超過1%，正接線的誤差小于0.5%。新反接線法的介損值接近正接線法，差距小于1%。通常情況下，反線的測量介損更大，這是因?yàn)槭艿搅撕芏嗫陀^因素的影響。由此可見，為了達(dá)到數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的目的，采用新正反接線法是十分有必要的。
5 66kV電容式互感器在測量試驗(yàn)注意事項(xiàng)
5.1 電容中介損自激法測量
測量工作無法順利展開，這是由于電容式電壓互感器放置于瓷套中，套管線放置于油箱中。同時(shí)，變壓器與中壓端的中間在油箱中處于較為穩(wěn)定的連接狀態(tài)。為了有效展開測量工作，技術(shù)人員可以采用自激法，從而得到有效的測量數(shù)據(jù)。電容互感器具有密封性，因此當(dāng)裂縫或者滲漏出現(xiàn)時(shí)，潮氣才能進(jìn)入，但是工作人員加強(qiáng)巡邏可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)裂縫和滲漏現(xiàn)象。另外，測量分壓器是十分精準(zhǔn)的，當(dāng)多個(gè)元件破損時(shí)，容易引起電容量相應(yīng)的變化，導(dǎo)致電容電壓互感器停止運(yùn)行，準(zhǔn)確性檢驗(yàn)才能實(shí)行。由此可見，現(xiàn)場電容式電壓互感器的試驗(yàn)必須參照電容量的合理位置，同時(shí)僅實(shí)行橫向測量的工作。
5.2 現(xiàn)場取樣
電容式電壓互感器包括單元電磁與分壓電容器兩部分。為了保障高壓設(shè)備處于安全狀態(tài)，設(shè)備必須為密封狀態(tài)，同時(shí)，調(diào)控器常常出現(xiàn)熱脹冷縮的現(xiàn)象。因此，現(xiàn)場抽樣工作難以正常進(jìn)行，很多工廠為了解決現(xiàn)場抽樣難題，利用單元電磁的油樣進(jìn)行試驗(yàn)檢測，但是這樣的方法并不科學(xué)。
5.3 控制準(zhǔn)確性
電容式電壓互感器測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性利于后期工作的有序進(jìn)行。通過測量工作中選擇適當(dāng)?shù)母叩蛪罕?，來保障?shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性。在現(xiàn)場試驗(yàn)中，必須保障產(chǎn)品質(zhì)量合格。因此，工作人員在現(xiàn)場試驗(yàn)中，通過采用降低電壓的方案，來保障測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
5.4 電容器采用全膜介質(zhì)
隨著我國科技的發(fā)展，全膜介質(zhì)電容器的制造技術(shù)越來越成熟，如今很多企業(yè)采用膜紙復(fù)合介質(zhì)。在電容式電壓互感器上使用全膜介質(zhì)的利處非常多，包括：首先，絕緣強(qiáng)度效果明顯。一般情況下，全膜介質(zhì)的耐電強(qiáng)度至少超過復(fù)合介質(zhì)40%；其次，有效降低了介質(zhì)的損耗量。即使全膜介質(zhì)電容器個(gè)別元件在工作中穿透后，兩極板間依舊可以正常短接。耦合電容器的元件串聯(lián)數(shù)量多，因此，設(shè)備在工作過程中不易出現(xiàn)故障。隨著科技的發(fā)展，我國很多企業(yè)在全膜介質(zhì)的應(yīng)用技術(shù)越來越成熟，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)越來越豐富。很多電容式電壓互感器及全膜介質(zhì)的耦合電容器運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定，為推廣應(yīng)用全膜介質(zhì)的大范圍推廣打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。全膜介質(zhì)電容器由于溫度系數(shù)比較大，容易導(dǎo)致電容式電壓互感器出現(xiàn)誤差，可以采用裕度的方法來解決，從而保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。降低電容式電壓互感器額定輸出，利于全膜介質(zhì)的使用。
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