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電磁式電壓互感器誤差特性隱性惡化的原因分析

  
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  2各TV的實際功率因數低于額定功率因數引起TV誤差特性惡化
  
  感應式的三相電能表,其電壓線圈的功率因數約為0.2~0.3,電子式電能表由于其電壓回路一般都使用小型TV作為隔離和采樣,工作電源也由小型變壓器降壓整流獲得,故其功率因數也在0.3~0.5,加上其它接入設備的感性負載,整個電壓二次回路的功率因數約為0.3左右。目前廣泛用于電力系統的電磁式TV,額定功率因數為0.8(感性),當TV二次負載的功率因數與額定功率因數相差較大時,將會超出允許誤差。
  
  3諧波引起TV誤差特性的惡化
  
  由于大容量用電整流或換流設備以及其它非線性負荷接入電力網造成系統中存在諧波。對于中、低電壓等級的系統,一般都采用電磁感應式TV,此種TV在高次諧波條件下運行時,由于原、副邊的漏阻抗以及原、副邊間的電容和副邊負載引起附加誤差。當滿足TV的鐵芯不飽和、一次繞組的漏抗很小、TV空載等條件時,則附加誤差很小,但TV負載較重時,誤差特性迅速惡化。TV的誤差隨正弦波畸變率的增大而非線性地增大,偶次諧波對TV誤差的影響比奇次諧波更甚。工作在諧波環境中的TV的誤差特性是無法通過選擇接線形式來改善的。所幸的是,我們在多年的諧波測試中發現,注入電力系統的諧波,引起電網某點電壓畸變的程度,與該點的短路容量、運行方式大小成反比。電網中存在的主要是奇次諧波,對于某次含量最大的諧波分量,其后的該序組的諧波分量的含量隨次數的增大出現較快的衰減,其余序組的各次諧波分量的含量則迅速衰減。但試驗表明,不能忽視其對TV的誤差特性乃至整個電能計量裝置的誤差的影響。
  
  4電力系統過電壓引起TV誤差特性惡化
  
  電力系統中形式各異的電感元件,如變壓器、TV(因其容量相對于變壓器容量而言微不足道,故相當于空載運行的變壓器)、發電機、消弧線圈等,與電力系統中存在的各式電容,如線路的對地、相間電容,補償用的串、并聯電容及各種高壓設備的寄生電容,可能形成不同的振蕩回路,在一定條件下將產生諧振現象,引起諧振過電壓。諧振過電壓不僅會在操作或發生故障時產生,而且可能在過渡過程結束后的較長時間內穩定存在,直至諧振條件被破壞為止。在中性點不接地的系統中,系統在非全相運行的狀態下,如輸電線路因意外折斷,斷路器非全相操作以及熔斷器的一相熔斷等情況下,常會發生諧振過電壓。在系統發生單相接地故障時,非故障相的電壓升高可能超出線電壓三角形之外,中性點發生位移、不穩定,單相接地電弧熄滅后,容易導致TV的鐵芯飽和激發起中性點不穩定電壓。上述均可能引起TV嚴重超差。在中性點不接地系統中,因單相短路接地時可帶病運行達兩小時之久,TV不但超差甚至可能過熱損壞。
  
  5長期的熱作用使TV鐵芯磁導率下降,引起誤差特性惡化
  
  運行5年以上的TV,由于鐵芯在各種損耗轉變成熱能的長期作用下,引起鐵芯磁導率下降,誤差偏負甚至超差。我們在對運行多年的TV做試驗取得的數據與安裝前試驗數據作比較證明了這一點。
  
  6總結
  
  要使TV穩定地工作在誤差允許范圍內,建議采取以下一些措施:選取容量時有必要留出較大的裕量;定期測量TV二次回路的導納;嚴格執行定期輪換制度;選擇合理的TV繞組--負載結線方式,對于變電所的電能計量,條件許可時,使用專用計量的TV二次繞組,使TV繞組--負載結線方式單一化,以利于計算所選用TV的容量與功率因數;使用額定功率因數與實際功率因數相近的TV;對于在TV二次回路采取電容補償的方法應慎重,以免在一定條件下引起諧振損壞設備,發生事故;加強電網諧波管理,防止用戶向電網輸送諧波;采取適當措施消除過電壓。

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