电压互感器（VT/PT）
理论：电压降变成误差
概述
给受电设备的VT加了仪表后，电度表读数好像略微下降了。有关系吗？
关系很大。VT把高电压按准确比例降到110 V，但二次侧所接仪表有电流流过时，绕组电阻和漏电抗会造成电压降。二次电压因此低于理想值，相位也偏移。所接仪表消耗的功率（负荷）越大误差越大，所以加仪表会使误差增加。VT有精度等级，在规定负荷范围内确定误差上限；负荷超出范围就不再保证。
比值差与相位差
$K_n$ 为额定变比，$V_p$、$V_s$ 为一次、二次电压。相位差 $\delta$ 常以分（1/60度）表示。
误差来源
二次电流 $I_s$ 在绕组阻抗上的压降，以及励磁电流 $I_0$ 在一次侧的压降构成误差。负荷 $Z_b$ 由额定容量 $S_b$ 和功率因数决定。
支撑电力交易的变压器
19世纪末交流输电普及时，把仪表直接接到高压上很危险，于是出现了仪表用变压器。电力成为买卖的商品后，电能计量的准确性就等于电费的准确性，标准对仪表用变压器的精度作了严格规定——0.2级VT比值差须在0.2%以内。1%的误差放到大工厂一年的电费上就是一大笔钱。最近也开始使用采用光学传感器或分压器的数字式互感器。
算例：6600/110 V的VT
额定负荷50 VA（功率因数0.8滞后）；折算到二次侧，一、二次绕组电阻各0.4 Ω、漏电抗各0.6 Ω，励磁电抗20 kΩ，铁损电阻50 kΩ。0.5级范围：比值差±0.5%，相位差±20分：
| 负荷 | 比值差（无补偿） | 判定 | 比值差（匝数补偿+0.3%） | 判定 | 相位差 |
|---|---|---|---|---|---|
| 0% | −0.004% | 范围内 | +0.296% | 范围内 | 0.0分 |
| 25% | −0.144% | 范围内 | +0.155% | 范围内 | −1.7分 |
| 50% | −0.284% | 范围内 | +0.015% | 范围内 | −3.4分 |
| 100% | −0.563% | 超出 | −0.264% | 范围内 | −6.8分 |
| 150% | −0.840% | 超出 | −0.543% | 超出 | −10.1分 |
只增加0.3%的匝数，就能把误差范围整体收进0.5级。
对。负荷从零变到额定时，比值差在约0.56%的范围内变动。匝数补偿是把整个范围抬高，使其中点接近零。但范围本身不缩小，所以负荷超过额定时，补偿了也会超出——表中150%那一行就是。加仪表时，要确认所接仪表消耗功率之和在VT额定负荷以内。相位差虽小，但在电能计量中功率因数越低影响越大，所以0.2级这类高精度需要减小漏电抗的设计。
设计与评估步骤
- 确定所需精度等级和所接仪表负荷之和。
- 由绕组电阻、漏电抗和励磁特性，用等效电路求各负荷下的误差。
- 用匝数补偿调整误差中心。
- 用电磁场分析确认漏磁通和铁心特性（饱和、损耗）。
- 在电压范围（如额定的80～120%）和频率变化下进行试验确认。
“加了仪表电费反而少了”
某工厂受电设备为监控电力，把好几台仪表接到同一个VT上，结果电度表读数比以前小了约0.5%。所接仪表消耗功率之和远超VT额定负荷，二次电压下降了。由于影响与电力公司之间的计量结算，把监控用仪表分到另一台VT上，使负荷回到额定以内。VT的误差不仅取决于其本身质量，还取决于使用方式。
常见错误
错误与对策
| 错误 | 后果 | 对策 |
|---|---|---|
| 不确认负荷之和 | 误差超出等级 | 保持在额定负荷内 |
| 负荷太小 | 补偿使误差偏正 | 在使用范围内确认 |
| 忽略相位差 | 低功率因数时计量偏差 | 也评估相位差 |
| 忽略连接线电阻 | 仪表端电压下降 | 连接线也计入负荷 |
| 不考虑铁磁谐振 | 过电压、烧毁 | 分析系统条件 |
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