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摘要：文章通过对电压回路计量误差和电磁式电压互感器计量误差的分析，提出了一种电压互感器二次回路降压补偿法，这种方法能使得二次回路降压补偿装置与空载补偿的电容式电压互感器或电磁式电压互感器配合使用时能极大的缩小整个电压测量回路计量误差。
关键词：电压测量，测量回路，
前言：传统变电所使用的电能计量系统存在负载不确定性、二次回路导线、节点电阻等因素的存在，使得电能计量系统中的电压互感器和二次电压回路的计量存在很大的误差，一般情况下，电压互感器地计量误差为±0.2%，二次回路降压计量误差为在0.2%-1%，误差的存在严重影响了变电所电能计量系统的计量精度。但目前为止，还没有能够同时减小电压互感器误差且能为二次回路降压提供补偿，且成本较低，使电能计量仪表正常计量的方法。
一、电压测量回路的计量误差
1、电磁式电压互感器的计量误差
电磁式电压互感器的等效电路如下图所示
U1代表电压互感器一次侧电压，Z1代表电压互感器一次绕组等效阻抗，Z2是电压互感器二次绕组的等效阻抗，ZM是电压互感器的激磁阻碍，ZL代表负载阻抗。空载电流在以此绕组中产生的阻抗压降会使得电压互感器出现空载误差，杂树补偿法能很大程度上能减小空载误差的比值误差，空载电流的相角差很小，电压互感器工作可以根据空载电流实现匝数补偿，缩小电压互感器的比值误差和相角差，今天提高电压互感器的计量精度。电压互感器的比值误差和相角差在负载情况下会增加，对冉匝数补偿能减少这两项误差，但受负载不确定性特征的影响，使得误差值变动很小。
2、电容式电压互感器的计量误差
电容式电压互感器的等效电路如下图所示
UN指的是等值电容电压，C1指的是电容分压器的高压分压电容，C2指的是电容分压器的中压分压电容，Z1指的是中间变压器一次绕组的等效阻抗，Z2指的是中间变压器的二次绕组的等效阻抗，ZT指的是补偿电抗器的等值电抗，ZM指的是中间变压器的激磁阻抗，ZL指的是负载阻抗。空载电流在一次侧产生的阻抗压降是造成电容电压互感器空载误差的主要原因。ZC是两个电容的并联等效容抗，如果ZC能与ZT+X1在运作中实现串联谐振，能极大的缩小互感器的相角差，比值误差也能通过匝数补偿法缩小，可以说，空载状态下，电容式互感器的相角差和比值误差的数值是最小的，但由于负载电流具有很强的不确定性，相角差难以实现精确补偿，可以说，电容电压互感器在负载不确定的情况下难以达到很高的计量精度。
3、电压互感器二次回路压降误差
将电压互感器的二次电压送入电能表必须经过出口端、开关、熔丝和电缆等内容组成的二次回路，负载电流在二次回路中会产生二次压降，会引发电压测量回路计量误差。
二、缩小电压测量回路计量误差的有效方法
1、新型二次压降误差补偿法
为了有效降低电压测量回路误差值，在不断地实践探索中提出了一种新型的二次压降补偿法，如下图所示
VS指电压互感器二次侧出口电压，VL指二次回路降压，VT指串接电阻的自身压降，A*VT是电压控制电压源，A是受控电压的电压放大倍数，RL指二次回路等效电阻，RT指二次降压误差补偿运行中二次回路中的串接电阻，如果受控电源的电压放大倍数趋于无限大时，二次回路压降和串接电阻压降将会无限趋向于零，这种状态下，二次回路的电压降基本上是不存在。受控电压源不会使用电压互感器的电能，而是使用变电站的交流供电，受控电压源的实现电路如下图所示
RT表示串接电阻，IC1表示电压信号隔离放大器，IC2表示功率放大器，T表示输出驱动变压器，从串接电阻上取样的电压信号，进过隔离运算放大器进行信号隔离和电压放大处理后，之后在进行功率放大。隔离运算放大器的漏电电流较小、受控电源电压倍数被放大到最大后，就能使二次回路压降值更接近于零。
2、空载补偿电磁式电压互感器与新型二次压降误差补偿装置联合应用
匝道补偿法能极大地缩小电磁式电压互感器在空载时的误差值，实现新型二次压降误差补偿方法的装置在正常运行中电压互感器的二次回路接近于空载状态，让空载补偿的电磁式电压互感器与新型二次压降误差装置配合使用，能将电压测量回路误差降至到最小。对普通的0，2级电磁式电压互感器进行补偿匝数的方法就就可以完成对电磁式电压互感器的空载补偿，不需要专门配备昂贵的校验仪器。
3、空载补偿电容式电压互感器与新型二次压降误差补偿装置配合使用
通常情况下，高压计量系统采用的电容分压式电压互感器都可以通过对中间变压器进行匝数补偿的方式来降低电压处于空载状态时的误差值，新型二次压降误差补偿装置处于工作状态时电压互感器的二次回路基本上处于空载状态，使空载补偿的电容分压式互感器与新型二次压降误差补偿装置配合使用能将电压测量回路误差值降至最低。
4、分压式电容与新型二次压降误差补偿装置配合使
新型二次壓降补偿装置能使二次回路接近短路运行状态，分压式电容可以取代传统的电磁式电压互感器，这能节省出很大一笔电压互感器采购和运行成本。用分压式电容取代传统的电磁式互感器和电容分压式电压互感器有以下几种特征：
不会在出现电磁式和电容分压式电压互感器铁磁谐振的状况。
不会改变电网电压滨化和电源频率的计量精度。电源频率发生改变会影响电容的容抗大小的变动，但分压电容的容抗可以同时用一种比率进行调节，不会对输出电压大小产生影响。但传统的电容分压式电压互感器的计量精度很容易受到电压和电源频率变动的影响。
电压计量精度受环境温度变化的影响变小，虽然电容依旧会受到环境温度变化的影响，但电容大小的变化极其微小，对输出电压大小的影响可以忽略不计。
二次回路近似短路的状态下，小容量值电压会自动进行分压，降低测量会路成本。
三、计算实例
电压互感器制造厂生产的10kV/100V的电压互感器磁密B是0.9T，原边匝数为14300，副边匝数为143，原边绕组电阻为3500Ω，原边漏抗为0.348，原边空载电流为1.3mA，二次回路等效电阻RL为6Ω，二次压降误差补偿二次回路中的串接电阻RT为30Ω，二次压降补偿装置电压放大倍数为10万，子啊不考虑补偿装置漏电的情况下，二次回路总电压降值为100÷100001.2≈1mV，原边空载补偿后匝数为14305，电压测量系统比值误差小于0.0061%，相角差小于1.8，空载补偿电压互感器与新型二次回路压降误差补偿装置配合使用能实现高精度电压测量回路值。
结语
综上所述，新型电压互感器二次压降补偿法能使电压互感器二次回路的压降无限大接近于零；分压式电容与新型二次压降误差补偿装置配合使用的发的方法即能保证高精度计量，还能缩小电压测量回路的成本，值得在高电压测量系统中广泛使用；新型二次压降误差补偿装置与经过空载补偿方式处理后的电压互感器配合使用能降低外部环境温度对其造成的影响。
参考文献
[1]郑悦.电压互感器二次压降对电能计量的影响与二次压降自动补偿装置的应用[J].计量术.2003，12.
[2]熊小伏.周家启.周永忠.等.电容式电压互感器暂态误差的数字校正方法[J].中国电机工程报.2005， 25.
[3]李一泉.何奔腾.基于PRONY算法的电容式电压互感器暂态基识别[J].中国电机工程学报.2005， 25.
作者简介：
王彦博（1996-3--），男，汉族，陕西榆林人，青海大学本科在读。
关键词：电压测量，测量回路，
前言：传统变电所使用的电能计量系统存在负载不确定性、二次回路导线、节点电阻等因素的存在，使得电能计量系统中的电压互感器和二次电压回路的计量存在很大的误差，一般情况下，电压互感器地计量误差为±0.2%，二次回路降压计量误差为在0.2%-1%，误差的存在严重影响了变电所电能计量系统的计量精度。但目前为止，还没有能够同时减小电压互感器误差且能为二次回路降压提供补偿，且成本较低，使电能计量仪表正常计量的方法。
一、电压测量回路的计量误差
1、电磁式电压互感器的计量误差
电磁式电压互感器的等效电路如下图所示
U1代表电压互感器一次侧电压，Z1代表电压互感器一次绕组等效阻抗，Z2是电压互感器二次绕组的等效阻抗，ZM是电压互感器的激磁阻碍，ZL代表负载阻抗。空载电流在以此绕组中产生的阻抗压降会使得电压互感器出现空载误差，杂树补偿法能很大程度上能减小空载误差的比值误差，空载电流的相角差很小，电压互感器工作可以根据空载电流实现匝数补偿，缩小电压互感器的比值误差和相角差，今天提高电压互感器的计量精度。电压互感器的比值误差和相角差在负载情况下会增加，对冉匝数补偿能减少这两项误差，但受负载不确定性特征的影响，使得误差值变动很小。
2、电容式电压互感器的计量误差
电容式电压互感器的等效电路如下图所示
UN指的是等值电容电压，C1指的是电容分压器的高压分压电容，C2指的是电容分压器的中压分压电容，Z1指的是中间变压器一次绕组的等效阻抗，Z2指的是中间变压器的二次绕组的等效阻抗，ZT指的是补偿电抗器的等值电抗，ZM指的是中间变压器的激磁阻抗，ZL指的是负载阻抗。空载电流在一次侧产生的阻抗压降是造成电容电压互感器空载误差的主要原因。ZC是两个电容的并联等效容抗，如果ZC能与ZT+X1在运作中实现串联谐振，能极大的缩小互感器的相角差，比值误差也能通过匝数补偿法缩小，可以说，空载状态下，电容式互感器的相角差和比值误差的数值是最小的，但由于负载电流具有很强的不确定性，相角差难以实现精确补偿，可以说，电容电压互感器在负载不确定的情况下难以达到很高的计量精度。
3、电压互感器二次回路压降误差
将电压互感器的二次电压送入电能表必须经过出口端、开关、熔丝和电缆等内容组成的二次回路，负载电流在二次回路中会产生二次压降，会引发电压测量回路计量误差。
二、缩小电压测量回路计量误差的有效方法
1、新型二次压降误差补偿法
为了有效降低电压测量回路误差值，在不断地实践探索中提出了一种新型的二次压降补偿法，如下图所示
VS指电压互感器二次侧出口电压，VL指二次回路降压，VT指串接电阻的自身压降，A*VT是电压控制电压源，A是受控电压的电压放大倍数，RL指二次回路等效电阻，RT指二次降压误差补偿运行中二次回路中的串接电阻，如果受控电源的电压放大倍数趋于无限大时，二次回路压降和串接电阻压降将会无限趋向于零，这种状态下，二次回路的电压降基本上是不存在。受控电压源不会使用电压互感器的电能，而是使用变电站的交流供电，受控电压源的实现电路如下图所示
RT表示串接电阻，IC1表示电压信号隔离放大器，IC2表示功率放大器，T表示输出驱动变压器，从串接电阻上取样的电压信号，进过隔离运算放大器进行信号隔离和电压放大处理后，之后在进行功率放大。隔离运算放大器的漏电电流较小、受控电源电压倍数被放大到最大后，就能使二次回路压降值更接近于零。
2、空载补偿电磁式电压互感器与新型二次压降误差补偿装置联合应用
匝道补偿法能极大地缩小电磁式电压互感器在空载时的误差值，实现新型二次压降误差补偿方法的装置在正常运行中电压互感器的二次回路接近于空载状态，让空载补偿的电磁式电压互感器与新型二次压降误差装置配合使用，能将电压测量回路误差降至到最小。对普通的0，2级电磁式电压互感器进行补偿匝数的方法就就可以完成对电磁式电压互感器的空载补偿，不需要专门配备昂贵的校验仪器。
3、空载补偿电容式电压互感器与新型二次压降误差补偿装置配合使用
通常情况下，高压计量系统采用的电容分压式电压互感器都可以通过对中间变压器进行匝数补偿的方式来降低电压处于空载状态时的误差值，新型二次压降误差补偿装置处于工作状态时电压互感器的二次回路基本上处于空载状态，使空载补偿的电容分压式互感器与新型二次压降误差补偿装置配合使用能将电压测量回路误差值降至最低。
4、分压式电容与新型二次压降误差补偿装置配合使
新型二次壓降补偿装置能使二次回路接近短路运行状态，分压式电容可以取代传统的电磁式电压互感器，这能节省出很大一笔电压互感器采购和运行成本。用分压式电容取代传统的电磁式互感器和电容分压式电压互感器有以下几种特征：
不会在出现电磁式和电容分压式电压互感器铁磁谐振的状况。
不会改变电网电压滨化和电源频率的计量精度。电源频率发生改变会影响电容的容抗大小的变动，但分压电容的容抗可以同时用一种比率进行调节，不会对输出电压大小产生影响。但传统的电容分压式电压互感器的计量精度很容易受到电压和电源频率变动的影响。
电压计量精度受环境温度变化的影响变小，虽然电容依旧会受到环境温度变化的影响，但电容大小的变化极其微小，对输出电压大小的影响可以忽略不计。
二次回路近似短路的状态下，小容量值电压会自动进行分压，降低测量会路成本。
三、计算实例
电压互感器制造厂生产的10kV/100V的电压互感器磁密B是0.9T，原边匝数为14300，副边匝数为143，原边绕组电阻为3500Ω，原边漏抗为0.348，原边空载电流为1.3mA，二次回路等效电阻RL为6Ω，二次压降误差补偿二次回路中的串接电阻RT为30Ω，二次压降补偿装置电压放大倍数为10万，子啊不考虑补偿装置漏电的情况下，二次回路总电压降值为100÷100001.2≈1mV，原边空载补偿后匝数为14305，电压测量系统比值误差小于0.0061%，相角差小于1.8，空载补偿电压互感器与新型二次回路压降误差补偿装置配合使用能实现高精度电压测量回路值。
结语
综上所述，新型电压互感器二次压降补偿法能使电压互感器二次回路的压降无限大接近于零；分压式电容与新型二次压降误差补偿装置配合使用的发的方法即能保证高精度计量，还能缩小电压测量回路的成本，值得在高电压测量系统中广泛使用；新型二次压降误差补偿装置与经过空载补偿方式处理后的电压互感器配合使用能降低外部环境温度对其造成的影响。
参考文献
[1]郑悦.电压互感器二次压降对电能计量的影响与二次压降自动补偿装置的应用[J].计量术.2003，12.
[2]熊小伏.周家启.周永忠.等.电容式电压互感器暂态误差的数字校正方法[J].中国电机工程报.2005， 25.
[3]李一泉.何奔腾.基于PRONY算法的电容式电压互感器暂态基识别[J].中国电机工程学报.2005， 25.
作者简介：
王彦博（1996-3--），男，汉族，陕西榆林人，青海大学本科在读。