蔣超萍

江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰 214400

【摘要】在電力系統(tǒng)中設(shè)備運(yùn)行要由很多元器件構(gòu)成一個(gè)主體，在其中更為重要的就是電流互感器，在電流飽和或者剩磁現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)，注入的電能計(jì)量裝置的電流就會(huì)產(chǎn)生畸變，就會(huì)以波形的形式存在，波形的存在會(huì)對(duì)計(jì)量表得到的數(shù)據(jù)產(chǎn)生誤差，所以說(shuō)電流互感器對(duì)計(jì)量電能產(chǎn)生十分重要的影響。

關(guān)鍵詞：電流互感器；電能計(jì)量；影響作用

0 概述

電力計(jì)量裝置主要是由電流互感器、電能表和二次回路組成的，且電流互感器是這些設(shè)備中的重要設(shè)備，同時(shí)也是電能計(jì)量準(zhǔn)確性的重要保證之一。不僅如此，在目前的電力系統(tǒng)中，電流互感器也有著非常重要的作用，但這種設(shè)備在出現(xiàn)飽和或剩磁現(xiàn)象的時(shí)候，就會(huì)使得電能計(jì)量裝置中的電流出現(xiàn)一定的波動(dòng)，從而大大影響了電能計(jì)量的精準(zhǔn)性。下面就電流互感器和電能計(jì)量在電力應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，談一談消除其影響的策略。

1 電流互感器的工作原理

在我們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常會(huì)接觸到變壓器，我們使用的所有電能都是經(jīng)過(guò)變壓器轉(zhuǎn)換而來(lái)的，電流互感器在原理和結(jié)構(gòu)上和變壓器基本相同，都是由兩個(gè)互相絕緣的繞組組成，其中包括一次繞組和二次繞組，用符號(hào)表示分別是N1和N2，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖和接線圖分別是：

圖1 電流互感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖及電流互感器接線圖

變壓器的運(yùn)行之所以被稱為是二次短路，其實(shí)是指串聯(lián)被測(cè)電路和一次繞組，二次繞組，電能表組成，然而電能表本身內(nèi)阻十分小，這就相當(dāng)于電流互感器基本就是一個(gè)變壓器。磁通密度在具體范圍內(nèi)一般是位于0.08和0.1T之間的，I0N1表示的是激磁安匝數(shù)很小，I1N1表示一次安匝數(shù)，圖2詳細(xì)地描述了電流互感器 對(duì)應(yīng)的相量圖，圖中表示鐵心中I0N1建立的磁通，U2表示二次感應(yīng)電壓，二次回路中的電流I2，如果用公式表示就是：

I1N1+I2N2=I0N1由于I0N1十分小，幾乎就可以表示為I1N1+I2N2=0，這就說(shuō)明I1N1和I2N2就是基本平衡的，大小相等方向相反的兩個(gè)相量，所以I1N1=I2N2。

圖2 電流互感器的相量圖

2 電流互感器對(duì)電能計(jì)量的影響

2.1 電能表選用不合理

在電能計(jì)量裝置的實(shí)際運(yùn)用中，由于電能用戶的負(fù)荷電流變化 幅度較大等類似情況，使得電流互感器*處于低載負(fù)荷點(diǎn)上運(yùn)行，從而使得電能計(jì)量發(fā)生誤差。此外當(dāng)用電能表和實(shí)際測(cè)量電能的相、線參數(shù)不一致的時(shí)候，就會(huì)引起一定的附加誤差，并且因?yàn)槿嗖黄胶?，使得中性點(diǎn)附近還存在著少量的電流，進(jìn)而產(chǎn)生附加誤差，目前電子式電能表的誤差源主要在于電壓采樣器和電流采樣器。當(dāng)前部分電子式電能表的電流采樣器由錳銅合金板制成，其溫度系數(shù)小，電阻隨溫度變化而發(fā)生非線性變化。這會(huì)引起電子式電能表誤差對(duì)溫度影響呈現(xiàn)非線性變化。

2.2 電壓互感器的電壓降

根據(jù)相應(yīng)的電力知，當(dāng)負(fù)載電流通過(guò)電壓互感器的串接點(diǎn)接觸電阻以及二次線本身的電阻，會(huì)產(chǎn)生一定的電壓降，從而使得電能表和電壓互感器兩端的電壓不相符，電能計(jì)量也會(huì)因此產(chǎn)生一定的誤差。

2.3 電流互感器的選用不合理

當(dāng)一次繞組中流過(guò)電流I1時(shí)，在一次繞組上就會(huì)存在一次磁動(dòng)勢(shì)I1W1。根據(jù)電磁感應(yīng)和磁動(dòng)勢(shì)平衡原理，在二次繞組中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流I2，并以二次磁動(dòng)勢(shì)I2W2去抵消一次磁動(dòng)勢(shì)I1W1。在實(shí)際中，要使電磁感應(yīng)這一能量轉(zhuǎn)換形式持續(xù)存在，就必須持續(xù)供給鐵芯一個(gè)激磁磁動(dòng)勢(shì)I0W1，方程式變?yōu)镮1W1+I2W2=I0W1。可見，激磁磁動(dòng)勢(shì)的存在，是電流互感器產(chǎn)生誤差的主要原因。激磁磁動(dòng)勢(shì)對(duì)互感器的具體影響體現(xiàn)在互感器的角差和比差。根據(jù)互感器的特性可以知道，只有保證一次電流在額定電流的百分之三十與百分之六十之間，才能使互感器達(dá)到狀態(tài)，從而大大減小電流互感器的誤差。而目前對(duì)于電流互感器的選擇在此類標(biāo)準(zhǔn)方面的要求還過(guò)低，甚至有些電流互感器遠(yuǎn)遠(yuǎn)不符合上述標(biāo)準(zhǔn) , 加大了電能計(jì)量工作達(dá)到精準(zhǔn)性的難度。

3 如何減小電流互感器對(duì)電能計(jì)量產(chǎn)生的誤差

3.1 一次電流及二次負(fù)荷

在確定電流互感器額定一次電流的時(shí)候，應(yīng)該使其在正常工作中的實(shí)際負(fù)荷在額定負(fù)荷的百分之三十和百分之六十之間，如果不能保證此點(diǎn)要求，那么就應(yīng)該選擇高動(dòng)熱的穩(wěn)定電流互感器，使變比減少，達(dá)到電能計(jì)量的精度要求。對(duì)電流互感器的額定電流進(jìn)行科學(xué)合理的選擇。能夠使電流互感器時(shí)刻都工作在狀態(tài)上，從而削減電能計(jì)量的誤差。并且還應(yīng)采用的計(jì)量用互感器或的高精度電流互感器計(jì)量用繞組。

3.2 電流互感器的選擇

二次負(fù)荷在電流互感器中主要是指外接導(dǎo)線的電阻、電流線圈和電能表阻抗以及接觸電阻。因此在對(duì)電流互流器進(jìn)行選擇的時(shí)候 ，應(yīng)該從這三個(gè)方面綜合的考慮電流互感器的二次容量大小，同時(shí)盡量選擇在電流回路中阻抗較低的電能表，比如電子式電能表等。此外還能夠用減小外接電阻等方法，進(jìn)一步的增加電能計(jì)量的精度。

3.3 采用高精度“s”電流互感器

在實(shí)際的電能運(yùn)輸中，一些電路的負(fù)荷電流經(jīng)常在不到額定負(fù)荷百分之三十的電能表中運(yùn)行。這要求供電企業(yè)必須采購(gòu)“s”級(jí)電流互感器，以保障電能計(jì)量在1%-120%負(fù)荷之間的準(zhǔn)確計(jì)量。

3.4 調(diào)整電流互感器的誤差

總體來(lái)說(shuō)，電能計(jì)量的誤差還是主要取決于互感器的誤差和電能能表本身的誤差。因此在電能計(jì)量裝置的實(shí)際運(yùn)用中，應(yīng)該結(jié)合運(yùn)行環(huán)境的特點(diǎn)，對(duì)電流互感器和電壓互感器進(jìn)行科學(xué)合理的誤差補(bǔ)償，從而減小互感器產(chǎn)生的誤差。除此之外，還 可以對(duì)某些相的電壓互感器和電流互感器的角差及比差進(jìn)行合適的調(diào)整，從而使得兩類互感器在進(jìn)行合成的時(shí)候，其產(chǎn)生的誤差被降到低，進(jìn)而大大增加電能計(jì)量的準(zhǔn)確性。

4.安科瑞AKH-0.66G 計(jì)量型電流互感器介紹

● 產(chǎn)品特點(diǎn)

產(chǎn)品翻蓋式設(shè)計(jì)，外形美觀，接線方便。翻蓋材料選用透明聚碳酸酯，能清楚看到二次引線接線情況。AKH-0.66/G型電流互感器于工業(yè)計(jì)量，與電能表配套使用，計(jì)量準(zhǔn)確可靠。計(jì)量型互感器精度有0.2、0.5s、0.2s可選。

● 型號(hào)說(shuō)明

● 規(guī)格尺寸

5 總結(jié)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，人們對(duì)于電能的應(yīng)用也將越來(lái)越廣泛。而電能計(jì)量作為電力應(yīng)用的重要部分，在未來(lái)的發(fā)展中也將會(huì)有其新的意義和內(nèi)涵。本文通過(guò)科學(xué)的論述，解釋了電流互感器產(chǎn)生誤差的主要原因就是因?yàn)殍F心消耗了勵(lì)磁電流，并且在使用中也少計(jì)了很多的電量。因此，作為一名電能計(jì)量管理人員，在當(dāng)下更應(yīng)該對(duì)電流互感器的核心內(nèi)容進(jìn)行深入的了解，結(jié)合電流互感器在使用中對(duì)電能計(jì)量的影響因素，盡可能的保證電能計(jì)量的精準(zhǔn)性，從而提高電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

【參考文獻(xiàn)】

[1]孫向飛、束洪春，于繼來(lái).電流互感器暫態(tài)飽和對(duì)和應(yīng)涌流傳變的影響[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，2009

[2]陳裕海 在電力系統(tǒng)中電流互感器對(duì)電能計(jì)量的影響的探討

[3]安科瑞電量傳感器選型手冊(cè)[Z]. 2020.4.