1、概述
電壓互感器在電磁原理上相當於空載運轉的變壓器。電壓互感器的額定變比為：
kr=Upr/Usr
式中Upr—額定一次電壓，V
Usr—額定二次電壓，V
這是電壓互感器的理想情況，但實踐電壓互感器有電流經過，它們在一、二次繞組中發生阻抗壓降，使得一、二次電壓之比偏離變比，一同一、二次電壓在相位上也有差異，這些差異就是電壓互感器的過失，其間數值上的差異稱作電壓過失或比值差，相位上的差異稱作相位差。
國家規範對電壓互感器的過失有限值規則，假如電壓互感器過失逾越規則的限值，便需要調整它們到限值以內，即進行過失補償。
電壓互感器的相位差通常較小，無需處理，而電壓過失較大，往往逾越限值。本文僅涉及過失的補償論題。
按照GB20840.3-2012中界說電壓互感器的電壓過失即比值差
ε界說為：
ε=（kr·Us-Up）/Up×100，%
式中Up—實踐一次電壓V
Us—施加Up時的實踐二次電壓V
多duo數shu情qing況kuang下xia，電dian壓ya互hu感gan器qi的de電dian壓ya過guo失shi為wei負fu值zhi，即ji實shi踐jian二er次ci電dian壓ya低di於yu相xiang應ying的de一yi次ci電dian壓ya除chu以yi變bian比bi，設she法fa增zeng大da二er次ci電dian壓ya便bian可ke使shi過guo失shi向xiang正zheng方fang向xiang改gai動dong。常chang用yong辦ban法fa是shi調tiao整zheng匝za數shu，常chang稱cheng匝za數shu補bu償chang。在zai既ji定ding的de電dian壓ya下xia，減jian少shao一yi次ci匝za數shu將jiang提ti高gao每mei匝za電dian勢shi，或huo許xu添tian加jia二er次ci匝za數shu，皆jie可ke增zeng大da二er次ci電dian壓ya，縮suo小xiao電dian壓ya過guo失shi負fu值zhi。
電壓互感器並聯在高壓電網上，一次電壓為係統額定電壓，一次繞組匝數一般規劃在幾萬匝，關於0.2級電壓互感器，一次繞組補償匝數可以抵達幾百匝，所以一次補償稱為整數匝補償。因為電壓互感器二次電壓很低（如57.7V或100V），二(er)次(ci)繞(rao)組(zu)隻(zhi)需(xu)幾(ji)十(shi)匝(za)，即(ji)便(bian)調(tiao)整(zheng)一(yi)匝(za)所(suo)引(yin)起(qi)的(de)電(dian)壓(ya)改(gai)動(dong)百(bai)分(fen)數(shu)就(jiu)或(huo)許(xu)逾(yu)越(yue)過(guo)失(shi)限(xian)值(zhi)，所(suo)以(yi)，二(er)次(ci)不(bu)能(neng)選(xuan)用(yong)整(zheng)數(shu)匝(za)補(bu)償(chang)，需(xu)經(jing)過(guo)輔(fu)佐(zuo)電(dian)壓(ya)互(hu)感(gan)器(qi)將(jiang)單(dan)匝(za)電(dian)勢(shi)進(jin)行(xing)細(xi)分(fen)，得(de)到(dao)若(ruo)幹(gan)分(fen)之(zhi)幾(ji)匝(za)的(de)電(dian)勢(shi)，相(xiang)當(dang)於(yu)選(xuan)用(yong)了(le)分(fen)數(shu)匝(za)，也(ye)可(ke)稱(cheng)為(wei)分(fen)數(shu)匝(za)補(bu)償(chang)。
下麵本文就電壓互感器過失補償辦法及過失調度用輔佐電壓互感器的規劃以及接線進行論說。
2、電壓互感器過失補償的幾種辦法
電壓過失補償的辦法有許多，常常運用的有以下幾種。
2.1整數匝補償
如前所述，這是調整一次繞組匝數的辦法，通常是減少一次匝數，取得正值的過失補償，又稱減匝補償，其補償原理如下。
若減匝前的每匝電勢為：
ezr=Upr/Npr
那麼，減匝後的每匝電勢將是：
ez=Upr/Np
式中Upr——額定一次電壓，V
Npr——額定一次匝數
Np——減匝後的實踐一次匝數
顯著，每匝電勢添加的百分數就是二次電壓添加的百分數，則電壓過失補償值為：
εb=（εz-εzr）/εzr=（Npr-Np）/Np
εb=Nb/Np×100，%
式中，Nb稱為補償匝數。因為Nb一般很小，而實踐一次匝數與額定一次匝數的不同也很小，因而過失補償值通常用下式核算：
εb=Nb/Npr×100，%（1）
2.2輔佐電壓互感器補償
輔佐電壓互感器補償用於調整二次匝數，即相當於分數匝的補償。根據輔佐電壓互感器受電辦法不同（即主電壓互感器二次繞組為輔佐電壓互感器供電的辦法不同），可
以有以下幾種補償辦法。
2.2.1電壓互感器串聯補償辦法
由主電壓互感器低壓側隻需一匝的輔佐繞組給輔佐電壓互感器供電，接線原理圖如圖1所示，將這種補償辦法稱作串聯補償。
圖1的兩種計劃中，輔佐電壓互感器的二次繞組Nf2與主電壓互感器二次繞組串聯，這樣就在主電壓互感器的二次回路中疊加了一個電勢，從而對過失起到補償作用。改動圖1（a）中的Nf2/Nf1或許圖1（b）中的Nf1就可以調整補償值，改動Nf2的極性則變補償值的符號，起到正或負的補償。
（a）的計劃，輔佐電壓互感器繞製Nf2的導線截麵應參照3.3節，根據突發短路電流進行選取；而圖1（b）中輔佐電壓互感器的二次繞組Nf2隻需1匝或幾匝，隻需將主電壓互感器的二次引出線穿過輔佐電壓互感器的鐵心窗口即可，圖1（b）是常常選用的計劃。
以圖1（b）為例，輔佐電壓互感器的一次繞組匝數為Nf1，由主電壓互感器低壓側隻需一匝的附加繞組供電，其每匝電勢為efz=ezr/Nf1，其間ezr=Usr/Nsr。
輔佐電壓互感器二次也隻需一匝，它與主電壓互感器的二次繞組串聯，因而主電壓互感器二次電壓得到補償電壓ub。
ub=ezr/Nf1，V
因而過失補償值為：
εb=ub/Usr=ub/（ezr·Nsr）
εb=1/（Nsr·Nf1）×100，%（2）
式中Usr——主電壓互感器額定二次電壓，V
Nsr——主電壓互感器額定二次匝數
Nf1——輔佐電壓互感器一次繞組匝數
補償匝數為主電壓互感器二次繞組單匝的1/Nf1。
2.2.2電壓互感器並聯補償辦法
由you主zhu電dian壓ya互hu感gan器qi的de整zheng個ge二er次ci繞rao組zu給gei輔fu佐zuo電dian壓ya互hu感gan器qi供gong電dian，輔fu佐zuo電dian壓ya互hu感gan器qi相xiang似si主zhu電dian壓ya互hu感gan器qi的de負fu荷he並bing聯lian在zai主zhu電dian壓ya互hu感gan器qi的de二er次ci側ce，接jie線xian辦ban法fa如ru圖tu2所示，將這種補償辦法稱作並聯補償。
從圖2可知，輔佐電壓互感器的每匝電勢為：efz=Usr/Nf1
輔佐電壓互感器二次繞組Nf2中的電勢就是對主電壓互感器二次電壓的補償值，所以該補償辦法對電壓過失的補償值為：
εb=（ef·zNf2）/Usr
εb=Nf2/Nf1×100，%（3）
式中，Nf1和Nf2分別為輔佐電壓互感器一、二次繞組的匝數。
實踐補償電壓為主電壓互感器二次電壓的Nf2/Nf1，所以補償匝數為主電壓互感器二次繞組匝數的Nf2/Nf1，作用也是分數匝補償。
2.2.3輔佐電壓互感器並聯補償接線辦法
關於無中心抽頭的電壓互感器二次繞組，輔佐電壓互感器並聯補償的接線辦法如圖2所示。關於頻率為60Hz的國家，其電壓互感器的要求通常是二次繞組帶抽頭，關於同一繞組其二次電壓有115V和115/√3V（或66.4V）lianggedianya，guanyuzhezhongdianyahuganqi，dangchoutouhemanzazhunquejiyaoqiuxiangyitong，yinweiguihuashiraozudezashuyoubiyaoweizhengshu，manzahechoutoudezashubimanyibule√3的de倍bei數shu聯lian絡luo，因yin而er形xing成cheng抽chou頭tou和he滿man匝za的de過guo失shi差cha異yi較jiao大da，該gai差cha異yi本ben身shen有you時shi就jiu已yi逾yu越yue過guo失shi限xian值zhi，這zhe種zhong情qing況kuang下xia有you必bi要yao首shou要yao運yun用yong輔fu佐zuo電dian壓ya互hu感gan器qi單dan獨du對dui抽chou頭tou或huo滿man匝za進jin行xing分fen數shu匝za補bu償chang，使shi抽chou頭tou和he滿man匝za的de過guo失shi值zhi靠kao近jin，然ran後hou再zai從cong一yi次ci側ce用yong整zheng數shu匝za補bu償chang辦ban法fa將jiang抽chou頭tou和he滿man匝za的de過guo失shi一yi同tong調tiao度du到dao過guo失shi限xian值zhi以yi內nei。這zhe種zhong過guo失shi調tiao度du的de接jie線xian辦ban法fa如ru圖tu3所示。
圖3（a）、（b）、（c）是將輔佐電壓互感器接在主電壓互感器的二次抽頭端子X2-X3之間，圖3（d）、（e）和（f）是將輔佐電壓互感器接在主電壓互感器的滿匝端子X1-X3之間圖3（c）、（e）的接線用於調接線可一同調整滿匝和抽頭的過失，當Nf21=Nf22時可用X3引線進行補償而不用一同運用X1和X2兩根引線補償（這兩種情況不常用，一般情況下可以從一次側用整數匝補償來完成）。假如用N13和N23分別代表主電壓互感器二次繞組滿匝和抽頭的匝數，那麼，按照2.2.2節的剖析，圖3各接線辦法下，過失補償值可如下核算。
圖3（a）、（d）接線辦法分別是抽頭供電補償抽頭及滿匝供電補償滿匝，按式（3）核算。
圖3（b）接線辦法是抽頭供電補償滿匝，核算辦法為：
εb=Nf2/Nf1·N23/N13×100，%（4）
圖3（e）接線辦法是滿匝供電補償抽頭，核算辦法為：
εb=Nf2/Nf1·N13/N23×100，%（5）
圖3（c）接線辦法，滿匝和抽頭的過失補償值可分別按式（4）和式（3）核算。
圖3（f）接線辦法，滿匝和抽頭的過失補償值可分別按式（3）和式（5）核算。
3、並聯補償輔佐電壓互感器的規劃
並聯補償輔佐電壓互感器（按圖2）一般規劃成將Nf1junyunraozaihuanxingtiexinshang，zheyangloukanghenxiao，kejinsidiyiweifuzuodianyahuganqihuiluweichundianzudianlu，duizhudianyahuganqidexiangweichadeyingxiangkeyihulve。fuzuodianyahuganqidedianyuandianyajiushizhudianyahuganqideercidianya，yinggenjuzhudianyahuganqideercidianyaheedingdianyayinshuchengrenfuzuodianyahuganqidetiexinjiemianji，genjuguoshibuchangzhideyaoqiuchengrenfuzuodianyahuganqideyicizashu，genjufuzuodianyahuganqiyiciraozuzhonghuoxuchuxiandedianliutiaoxuanfuzuodianyahuganqiyiciraozudaoxian，jutibuzhouruxia。
3.1一次繞組匝數承認
根據0.2級的過失限值，可選定補償電壓互感器電壓過失的補償規模為±（0.05%~0.1%），根據式（3）取Nf2=1，可開端承認輔佐電壓互感器一次繞組匝數Nf1為1000匝~2000匝。
3.2鐵心截麵積承認
根據初選的Nf1、主電壓互感器二次繞組額定電壓Usr、額定電壓因數k以及產品運轉頻率f根據式（6）承認鐵心截麵Sf。
Sf=kUsr/（4.44fBNf1）×104（6）
式中k——額定電壓因數
Usr——額定二次電壓，V
f——額定頻率，Hz
B——額定電壓因數下鐵心中磁密，T
Nf1——輔佐電壓互感器最少一次匝數
鐵心截麵的選取除應考慮正常作業條件下鐵心功能的線性度外，還應保證在額定電壓因數倍的額定電壓下鐵心不飽和，一般使B≤1.6T。
3.3一次繞組導線直徑承認
根據被補償主電壓互感器二次繞組的電流，該電流也是輔佐電壓互感器二次繞組中流過的電流，按照輔佐電壓互感器一、二次安匝平衡聯絡可承認一次繞組中電流，即：
If1=If2·Nf2/Nf1（7）
式中If1——輔佐電壓互感器一次繞組中電流，A
Nf1——輔佐電壓互感器一次繞組匝數
If2——輔佐電壓互感器二次繞組中電流，即主電壓互感器二次繞組中電流，A
Nf2——輔佐電壓互感器二次繞組匝數，即實踐補償匝數
對(dui)輔(fu)佐(zuo)電(dian)壓(ya)互(hu)感(gan)器(qi)的(de)導(dao)線(xian)，除(chu)應(ying)考(kao)慮(lv)正(zheng)常(chang)情(qing)況(kuang)和(he)額(e)定(ding)電(dian)壓(ya)因(yin)數(shu)倍(bei)的(de)溫(wen)升(sheng)外(wai)，還(hai)要(yao)考(kao)慮(lv)突(tu)發(fa)短(duan)路(lu)試(shi)驗(yan)時(shi)的(de)發(fa)熱(re)不(bu)逾(yu)越(yue)限(xian)值(zhi)。因(yin)為(wei)電(dian)壓(ya)互(hu)感(gan)器(qi)的(de)短(duan)路(lu)阻(zu)抗(kang)很(hen)小(xiao)，短(duan)路(lu)電(dian)流(liu)可(ke)達(da)額(e)定(ding)電(dian)流(liu)的(de)數(shu)百(bai)倍(bei)，故(gu)應(ying)首(shou)要(yao)按(an)照(zhao)短(duan)路(lu)電(dian)流(liu)來(lai)選(xuan)取(qu)導(dao)線(xian)，然(ran)後(hou)再(zai)核(he)算(suan)額(e)定(ding)電(dian)流(liu)密(mi)度(du)，當(dang)已(yi)知(zhi)短(duan)路(lu)電(dian)流(liu)和(he)最(zui)大(da)答(da)應(ying)短(duan)路(lu)電(dian)流(liu)密(mi)度(du)時(shi)，導(dao)線(xian)直(zhi)徑(jing)可(ke)按(an)下(xia)式(shi)承(cheng)認(ren)。
d=√4IkNf2（πNf1δk）（8）
式中Ik—主電壓互感器二次短路電流，A
δk—最大答應短路電流密度，A/mm2，按照規範，關於銅導線，δk可取160A/mm2。
4、輔佐電壓互感器運用中的留心事項
從(cong)上(shang)述(shu)輔(fu)佐(zuo)電(dian)壓(ya)互(hu)感(gan)器(qi)的(de)規(gui)劃(hua)中(zhong)可(ke)以(yi)知(zhi)道(dao)，輔(fu)佐(zuo)電(dian)壓(ya)互(hu)感(gan)器(qi)一(yi)次(ci)側(ce)繞(rao)組(zu)中(zhong)的(de)電(dian)流(liu)由(you)主(zhu)電(dian)壓(ya)互(hu)感(gan)器(qi)二(er)次(ci)繞(rao)組(zu)電(dian)流(liu)和(he)輔(fu)佐(zuo)電(dian)壓(ya)互(hu)感(gan)器(qi)二(er)次(ci)匝(za)數(shu)（即實踐補償匝數）與一次匝數之比決議，關於給定的產品和選定的輔佐電壓互感器，按照式（7），添加補償匝數將增大輔佐電壓互感器一次電流，輔佐電壓互感器一次繞組已選定的導線截麵將束縛補償匝數增多。
關guan於yu電dian壓ya互hu感gan器qi在zai正zheng常chang作zuo業ye條tiao件jian下xia應ying滿man意yi的de溫wen升sheng要yao求qiu，一yi般ban參can照zhao各ge繞rao組zu導dao線xian核he算suan額e定ding電dian流liu密mi度du，根gen據ju閱yue曆li，銅tong導dao線xian在zai長chang時shi間jian運yun轉zhuan下xia的de電dian流liu密mi度du不bu宜yi逾yu越yue2A/mm2。
關於圖3（c）、（f）的(de)接(jie)線(xian)辦(ban)法(fa)，輔(fu)佐(zuo)電(dian)壓(ya)互(hu)感(gan)器(qi)一(yi)次(ci)繞(rao)組(zu)中(zhong)的(de)電(dian)流(liu)應(ying)是(shi)按(an)照(zhao)主(zhu)電(dian)壓(ya)互(hu)感(gan)器(qi)抽(chou)頭(tou)和(he)滿(man)匝(za)兩(liang)個(ge)電(dian)流(liu)分(fen)別(bie)折(zhe)算(suan)到(dao)輔(fu)佐(zuo)電(dian)壓(ya)互(hu)感(gan)器(qi)一(yi)次(ci)繞(rao)組(zu)中(zhong)電(dian)流(liu)的(de)疊(die)加(jia)，這(zhe)種(zhong)辦(ban)法(fa)下(xia)應(ying)留(liu)心(xin)抽(chou)頭(tou)和(he)滿(man)匝(za)補(bu)償(chang)匝(za)數(shu)之(zhi)和(he)受(shou)輔(fu)佐(zuo)電(dian)壓(ya)互(hu)感(gan)器(qi)一(yi)次(ci)繞(rao)組(zu)導(dao)線(xian)截(jie)麵(mian)的(de)束(shu)縛(fu)。
5、實踐檢驗與理論剖析效果比較
為wei了le驗yan證zheng剖pou析xi，借jie助zhu於yu實shi踐jian產chan品pin的de過guo失shi調tiao度du進jin程cheng進jin行xing下xia列lie暫zan時shi檢jian驗yan，未wei考kao慮lv準zhun確que級ji過guo失shi限xian值zhi的de要yao求qiu。產chan品pin及ji輔fu佐zuo電dian壓ya互hu感gan器qi的de基ji本ben參can數shu如ru表biao1所示。
5.1輔佐電壓互感器接在抽頭
選用圖3（c）接線（Nf21=Nf22=4），用X3端子引線穿過輔佐電壓互感器窗口正補償4匝，補償前後過失效果如表2所示。
關於抽頭而言，過失補償值按式（3）核算，補償值為0.33%，關於滿匝而言，補償值按式（4）核算，補償值為0.19%，可見，核算效果與表2中過失改動量靠近。
5.2輔佐電壓互感器接在滿匝
選用圖3（f）接線（Nf21=Nf22=5），用X3端子引線穿過輔佐電壓互感器窗口負補償5匝，補償前後過失效果如表3所示。
關於滿匝而言，過失補償值按式（3）核算，補償值為-0.416%，關於抽頭而言，補償值按式（5）核算，補償值為-0.72%，可見，核算效果與表3過失改動量符合。
在表2和表3的(de)實(shi)測(ce)效(xiao)果(guo)中(zhong)，補(bu)償(chang)前(qian)後(hou)相(xiang)位(wei)差(cha)改(gai)動(dong)不(bu)大(da)，標(biao)明(ming)本(ben)文(wen)中(zhong)筆(bi)者(zhe)舉(ju)薦(jian)的(de)輔(fu)佐(zuo)電(dian)壓(ya)互(hu)感(gan)器(qi)規(gui)劃(hua)結(jie)構(gou)漏(lou)抗(kang)小(xiao)，對(dui)相(xiang)位(wei)差(cha)的(de)影(ying)響(xiang)可(ke)以(yi)忽(hu)略(lve)不(bu)計(ji)，與(yu)剖(pou)析(xi)效(xiao)果(guo)一(yi)起(qi)。
6、定論
檢(jian)驗(yan)效(xiao)果(guo)標(biao)明(ming)，上(shang)麵(mian)介(jie)紹(shao)的(de)輔(fu)佐(zuo)電(dian)壓(ya)互(hu)感(gan)器(qi)規(gui)劃(hua)可(ke)以(yi)直(zhi)接(jie)應(ying)用(yong)到(dao)產(chan)品(pin)規(gui)劃(hua)中(zhong)，給(gei)出(chu)的(de)過(guo)失(shi)補(bu)償(chang)核(he)算(suan)公(gong)式(shi)還(hai)可(ke)直(zhi)接(jie)輔(fu)導(dao)產(chan)品(pin)生(sheng)產(chan)中(zhong)的(de)過(guo)失(shi)調(tiao)度(du)。
