多绕组电压互感器二次负荷配置原则

王洪菲

（国网安徽省电力公司蚌埠供电公司，安徽蚌埠，233000）

0 引言

在很多电子设备之中，传统继电保护装置无法满足微型电子要求，微型保护装置被广泛应用。但在应用过程中，绕组回路负荷降低，若更换装置，则不会更换传统互感器，互感器不匹配会影响电压的稳定性，致使其负荷出现偏差。基于二次负荷配置原则分析，通过科学的试验模型构建，可对误差进行计量，并尽可能减少其出现偏差的情况。为减少运载误差，基于绕组电压互感器的二次负荷配置的情况，对其影响机理进行分析，并通过试验手段，了解二次负荷配置原则。

1 互感器二次负荷模型分析

图1 单相三绕组互感器模型图

基于模型构建的方法计算误差，继而实现对影响机理的分析，构建二次负荷配置原则。多绕组互感器基本配置包括剩余电压绕组、二次绕组、一次绕组。二次绕组主要的功能在于测控、保护，由于剩余电压绕组不存在磁场，构建模型时不对其进行考虑。基于多绕组的耦合性分析，模型中的任意绕组发生改变，是否会对误差造成影响[1]。

在电磁模型构建时，以单项三绕组互感器结构为载体，构建基础模型。在模型中对各绕组进行数字编号，并对匝数N进行明确。绕组中间位置为磁通铁芯，在模型中对磁通区域进行了划分，并进行了E编号。在模型中，对电压、电流等各项参数进行读取、明确，并对二次负荷的状态进行分析。基于电流运行的原理，若电压处于平衡状态，可利用模型公式对物理量进行计算。基于公式的计算，对模型变量进行分析，阐述不同变量下的二次负荷特征，并与计算物理量进行对比，观察其是否存在明显误差，具体模型如图1所示。

基于模型的构建，通过对短路阻抗的计算，分离计算最终的组合电抗，计算二次负荷的阻抗角。

2 测量结果及影响机理分析

互感器误差通常用比差、角差计算，基于模型的构建，对模型进行分析，可对误差因素进行明确。按照不同的类型，可将其分为两类，一是互感器固有参数、二是外部环境参数，减少互感器励磁电流是减少误差的重要方法，基于外部的环境分析，需要尽可能明确额定电压、二次电荷，保持其稳定性[2]。

2.1 空载绕组计量误差分析

空载过程中，三绕组退化，成为两绕组互感器。若负荷为感性，绕组以及组合电抗的存在会对组端电压产生剧烈的影响。若不对比差进行补偿，则会呈现出负值，如若二次负荷增大，其负值也就越大。在匝数补偿过程中，满足误差补偿要求，计算误差大小与二次负荷之间的关系，了解其变化规律。对其进行补偿测试，实际负荷若太小，误差接近正限值，若负荷过大，误差则接近负限值。

2.2 带载绕组计量误差分析

基于模型的构建以及分析，若传感器处于带载情况时，对其误差进行计算以及分析。该模型中，二次负荷保持稳定，基于绕组带载情况分析，其负荷程度加大。阻抗变小等效阻抗也会随之降低，传感器端口分压能力降低，误差出现明显偏移。若此过程中实际负荷加大，其偏移效果也会明显增强，若实际负荷降低，则偏移效果也会出现明显的降低。基于耦合性的影响分析，基于不同型号的互感器开展实验，对额定绕组、计量绕组、保护绕组等进行明确，在带载的情况下逐渐增加传感器绕组值，对最终的计量误差进行明确。其试验结果与分析结论呈现出一致性，误差变化也比较明显。

2.3 二次负荷计量误差影响机理

在电磁模型中，重点考虑绕组之间的电磁耦合关系，基于负荷值变化对运行误差所产生的影响，对误差特征进行全面分析，了解影响计量误差的各项因素以及物理量的变化程度。准备参数相同的互感器设备，保护绕组额定二次负荷不等，计量绕组二次负荷相同，对误差值进计算、明确。基于误差影响机理分析，计量绕组负荷若相同，保护绕组负荷会增加，误差的分布区间也会逐渐加大，致使控制误差的能力降低。基于负荷控制过程中对绕组的额定负荷的明确，其会呈现出负偏移的变化态势，上限误差与计量绕组下限负荷计算，若保护绕组处于空载环境下，则二者呈现出明显的正偏移情况[3]。

在此试验过程中，若对互感器的保护额定绕组值进行明确，在不同的运行状态下对其误差值进行分析，若互感器绕组处于满载的情况，其误差绝对值均在0.12%左右，远远超出了偏差规范标准。若其处于轻载的环境中，其试验结果也大致相同。这就表示，装置变更导致其出现明显的误差，误差控制能力极大程度降低，甚至在个别情况下还会出现超差现象，严重影响了互感器的稳定性与有效性，无法满足具体的工作需求。

2.4 互感器二次负荷配置原则

基于误差机理与误差试验的分析，对二次负荷配置原则进行了明确。首先，基于工程改造、装置更换的情况，在负荷配置过程中，计量绕组选型需强大，其负荷值要适中，不以过大。在数字电子设备发展过程中，电子二次负荷最优化，其负荷值逐渐减少。传统对功率进行计量的方法应用4块感应式电能表，在技术不断发展的环境下，仅仅应用1块电子表便能测试最终的功率。计量过程中的回路处于独立的状态，并不需要二次设备支持其工作，其二次负荷回路也会极大程度降低。但若在此过程中绕组负荷过大，其负荷率也会降低，出现严重的正偏差。所以，有关部门需要对其计量绕组进行科学选型，对二次负荷率进行控制，避免其过大造成的互感器偏差[4]。

基于误差机理的试验，对最终结果进行分析，由于保护绕组二次负荷会对最终的误差产生影响。基于保护绕组的选型，要尽可能避免其过大，以科学的选型，降低其误差。微型保护改变了传统继电保护模式，二次负荷值有效的数值，若选型负荷值过大，会造成十分严重的误差，降低其互感能力、控制能力。若应用的互感器为线路型互感器，在二次负荷配置时，仅仅满足设备的容量即可，若同时需要为其它的装置提供二次电压，额定功率需要适当的加大。国家颁布相关规范，绕组传感器配置二次负荷参数为75VA。很多地区在互感器二次负荷配置过程中，制定了相关的标准，对负荷值进行了明确的规定，尽可能减少其误差。但在具体应用过程中，需要结合实际的情况，对其进行变更，并基于二次负荷配置的原则，减少其出现误差的情况，使其可稳定运行。例如，某电力改造工程中应用以上原则对二次负荷进行配置，极大程度减少了误差的产生，具体内容如表1所示。

表1 二次负荷配置改造额定负载误差

基于二次负荷配置原则的明确，并严格按照工程改造规范，基于改造前与改造后的数值对比，其误差被极大程度减少，误差控制能力也极大程度提升。所以，基于改造工程互感器二次负荷配置原则应用，具有很强的适应性。

3 结论

二次负荷额定值会受到各种因素影响，实际测量误差会严重影响电压互感器的稳定性。基于多绕组二次负荷配置原则的应用，可在改造工程、装置更换过程中保障其稳定性。在此，额定负荷与计量误差存在正相关，通过合理的选型，科学的配置方法，可降低互感器的误差，改善电压互感器在改造过程中出现的正偏移情况。