電壓互感器單相斷線對饋路有功計量的影響分析

35kV小型變電所，10kV母線電壓互感器一般選用三只單相互感器組合接線，采用熔斷器保護，熔絲細，易受大風或震動影響而斷線；電壓互感器二次側一般選用快速小保險熔絲保護，10kV饋路均采用三相兩元件電能計量表，表計接線松動或操作不當保險熔絲熔斷，亦可造成二次回路斷線。這兩種情況都會造成10kV用戶專線有功計量不準確�，F將電壓互感器單相斷線對饋路有功計量的影響分析介紹如下：

1　三相三線電能表的原理接線及有功計量的向量分析

三相三線電能表，根據其原理繪制出向量分析圖見圖1。

圖1　正常情況向量圖

接入電能表第一個元件的電壓為U_ab，電流為I_a，

其相位角為30°+φ_a；接入電能表第二個元件的電壓為U_cb，電流為I_c，其相位角為30°-φ_c。

當三相電路完全對稱時，其測量的三相有功功率為：

當電壓對稱而負荷電流不對稱時，其測量的三相有功功率為：P=U_abI_acos(30°+φ_a)+U_cbI_ccos(30°-φ_c)

2　電壓互感器一次側單相斷線對饋路有功計量的影響

分析電壓互感器一次側單相斷線對饋路有功計量影響的方法，應先根據斷線情況繪制出向量分析圖；再計算出兩元件上所接入電壓和電流的相位差，并將元件上所加電壓換算成線電壓；其次根據上述參數，計算出此種情況下，電能表所測的有功功率P斷；最后計算出更正系數K值。

以一次側A相斷線為例分析如下：當A相斷線時，三相三線電能表第一元件所加電壓為U_ab=-U_b，接入電流為I_a,其相位差φ₁=60°+φ；第二元件所加電壓為U_cb，接入的電流為I_c，其相位差φ₂=30°-φ，此種情況向量分析圖如圖2所示。

圖2　A相斷線向量圖

由上述可知，其測量的有功功率為：

耗電量的更正系數：K=P/P_斷A=1.5

3　電壓互感器二次側單相斷線對饋路有功計量的影響分析

分析電壓互感器二次側單相斷線對饋路有功計量影響的方法和上述方法相同�，F以二次側b相斷線為例分析如下：

畫出二次側b相斷線時，三相三線電能表的向量圖見圖3。

圖3　b相斷線向量圖

此種情況下，三相三線電能表第一元件所加電壓為1/2U_ac，接入電流為I_a，其相位差φ₁=30°-φ；第二元件所加電壓為1/2U_ca，接入電流為I_c，其相位差φ₂=30°+φ；故三相三線電能表測量的有功功率

P_斷b為：

其所耗電量的更正系數：K=P/P_斷b=2

4　結論

(1)10kV母線電壓互感器一次側單相斷線（一般為熔斷器熔斷），將造成出線的電能計量誤差很大，不論是那相斷線，其所耗電量的更正系數均為1.5。

(2)10kV母線電壓互感器二次側單相斷線（一般為保險熔絲熔斷或二次線松動），同樣會造成出線的電能計量誤差較大。b相斷線尤其明顯，其所耗電量的更正系數為2；a相或c相斷線亦將造成不同程度的誤差，其所耗電量的更正系數不定，隨負荷變化而變化。

(3)10kV母線電壓互感器一次側或二次側單相斷線，在一些35kV變電所無音響信號發出，故障不易及時發現，這樣對10kV專線用戶電能計量影響很大,要重視電壓互感器一、二次回路的運行維護，加強管理，形成定時檢測回路運行正確性的制度，以免造成不必要的損失。