电压互感器二次回路压降产生的原因是什么

电压互感器二次回路压降产生的原因是什么

电压互感器二次回路中含有接线盒、开关、电缆和端子等元件，当该回路中通过电流时，就会产生压降（即电压互感器二次回路线路压降，简称“二次压降”），根据欧姆定律，我们知道，电压互感器二次压降等于二次回路阻抗和该回路中电流的乘积。如果要搞清电压互感器二次压降的产生机理，就应从电压互感器二次回路阻抗和电流特性入手。
1.电压互感器二次回路线路阻抗
电压互感器二次回路中含有接线盒、开关、电缆和旋钮端子等元件，必然存在回路阻抗。从等效阻抗角度分析，电压互感器二次回路中阻抗分为:自身阻抗和接触阻抗。自身阻抗部分中电缆的阻抗占主体，其原因是电压互感器二次回路使用电缆的长度在100米及以上，为此选择电缆的截面对其阻值具有较大影响；接触阻抗部分是接线盒、开关和旋钮端子等元件为实现连接目的产生的接插、旋转阻抗之和，这部分阻抗随着环境、时间的变化而变化，具有一定的时变性，比如环境相对湿度增加，将会导致接触阻抗减小，当接触点锈蚀后，接触阻抗又会增大，同时接触阻抗又会受到人为的影响，比如负责的维修人员定时清理接触点，这样接触阻抗就相对小一些。导线或其它元件的自身电阻属金属电阻，长期稳定不变，元件的接触电阻，其阻值是不稳定的，受接触点状态和压力以及接触表面氧化等因素的影响，阻值不可避免地发生变化，且这种变化是随机的，又是不预测的。接触电阻的阻值在不利情况下，将比二次导线本身的电阻还大，有时甚至大到几倍。测试中，二次线压降通常都比计算值大许多，其根本原因就是没有估计到接触电阻有如此大的变化。为此，从定性角度可以说，电压互感器二次回路的总阻抗是变化的，而且这种变化具有随机性。
2.电压互感器二次回路电流
电压互感器二次回路阻抗包含线路等效阻抗Z1和仪表等效阻抗ZL，在电势不变的条件下，二次回路中通过的电流与Z1和ZL有关。前面已经论述过，电压互感器二次回路线路等效阻抗Z1是随机变化的；在实际工作中，电压互感器二次回路仪表等效阻抗ZL也是变化的，这是由于工作需要增加或减少计量仪表数量而引起的。根据欧姆定律，我们知道电压互感器的二次回路内通过的电流也是变化的，且具有一定的随机性。
3.克服电压互感器二次回路电压降的措施
1采用专用计量回路:包括专用的电压互感器二次计量绕组，避免继电保护、测量回路对计量回路的影响；采用专用的计量二次电缆及专用的开关、熔断器、接线端子等。采用此措施可从设备配置的角度减少了电压互感器二次回路电压降，但由于还存在开关、熔断器、接线端子等没备，因它们的接触电阻较大造成的PT二次压降较大，难于满足《电能计量装置技术管理规程》，对I、II类用于贸易的电能计量装置中电压互感器二次回路电压降应不大于其额定二次电压的0.2%的要求。
2缩短一次电缆长度、增加一次导线截面:此措施可减少二次电缆导线的电阻，但由于还存在开关、熔断器、接线端子等设备，不能从根本上解决PT二次压降问题。
3取消PT二次回路的开关、熔断器、端子排等:此措施可避免开关、熔断器、端子排的接触电阻造成的PT二次压降，但取消开关、熔断器设备后，计量二次回路的失去故障保护，后果严重，不宜采用。
4将电能表装在PT二次侧出口外:此措施与缩短二次电缆长度、增加二次导线截面的措施相仿，不能从根本上解决PT二次压降问题，还存在维护不方便等问题
5调快电能表:此措施可临时性地解决PT二次压降问题，但在开关、熔断器、接线端子上形成的接触电阻是变化的，随着时间的推移，导体接触部位逐渐老化，其接触电阻亦逐渐增大，PT二次压降增大。同时，此措施在电能计量管理规定上是不允许的。
6对PT二次回路实施定值补偿:此措施与调快电能表的措施相仿，只能临时性地解决PT二次压降问题，不能实施动态补偿。
7采用PT二次压降自动补偿装置:此措施能实时自动跟踪PT二次回路压降变化值，并根据其变化值实施补偿，能实现动态补偿，使补偿后的二次回路压降满足《电能计量装置技术管理规程》的要求，达到厂提高计量精度、减少计量损失的目的。在这里简要介绍几种常用补偿装置：
（1）定值补偿器(即铁磁型补偿器)。它的设计思想是认定二次回路阻抗不变测得当时压降的比差和角差利用自耦变压器比差抽头补偿比差、移相器补偿角差来实现补偿目的。
（2）电流跟踪补偿器。设计思想认为二次回路压降是PT二次电流流经二次回路阻抗产生的。只要检测出二次电流变化值，经电子线路处理后获得补偿电压值再反相送入PT二次回路来降低PT二次回路压降。
（3）电压自动跟踪式补偿器。电压自动跟踪式补偿器具有负反馈自动平衡的工作原理由补偿器产生一个与电压互感器(PT)二次回路压降大小相等、方向相反的电压与电能表入口端电压叠加使电能表入口端电压与电压互感器二次出口端电压趋于相等。
电压跟踪式补偿器为自动跟踪补偿二次压降的动态补偿器，目前国内基本上是使用这种类型的补偿器。