淺談電網(wǎng)系統(tǒng)中電流互感器對電能計量的影響

時間：2020-09-11

【摘要】在電力系統(tǒng)中設(shè)備運行要由很多元器件構(gòu)成一個主體，在其中較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，注入的電能計量裝置的電流就會產(chǎn)生畸變，就會以波形的形式存在，波形的存在會對計量表得到的數(shù)據(jù)產(chǎn)生誤差，所以說電流互感器對計量電能產(chǎn)生十分重要的影響。

關(guān)鍵詞：電流互感器;電能計量;影響作用

0 概述

電力計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，同時也是電能計量準(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)象的時候，就會使得電能計量裝置中的電流出現(xiàn)一定的波動，從而大大影響了電能計量的準(zhǔn)確性。下面就電流互感器和電能計量在電力應(yīng)用過程中出現(xiàn)的問題，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)常會接觸到變壓器，我們使用的所有電能都是經(jīng)過變壓器轉(zhuǎn)換而來的，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

變壓器的運行之所以被稱為是二次短路，其實是指串聯(lián)被測電路和一次繞組，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詳細地描述了電流互感器對應(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，這就說明I1N1和I2N2就是基本平衡的，大小相等方向相反的兩個相量，所以I1N1=I2N2。

圖2 電流互感器的相量圖

2 電流互感器對電能計量的影響

2.1 電能表選用不合理

在電能計量裝置的實際運用中，由于電能用戶的負荷電流變化幅度較大等類似情況，使得電流互感器長期處于低載負荷點上運行，從而使得電能計量發(fā)生誤差。此外當(dāng)用電能表和實際測量電能的相、線參數(shù)不一致的時候，就會引起一定的附加誤差，并且因為三相不平衡，使得中性點附近還存在著少量的電流，進而產(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。這會引起電子式電能表誤差對溫度影響呈現(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)負載電流通過電壓互感器的串接點接觸電阻以及二次線本身的電阻，會產(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，電能計量也會因此產(chǎn)生一定的誤差。

2.3 電流互感器的選用不合理

當(dāng)一次繞組中流過電流I1時，在一次繞組上就會存在一次磁動勢I1W1。根據(jù)電磁感應(yīng)和磁動勢平衡原理，在二次繞組中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流I2，并以二次磁動勢I2W2去抵消一次磁動勢I1W1。在實際中，要使電磁感應(yīng)這一能量轉(zhuǎn)換形式持續(xù)存在，就需要持續(xù)供給鐵芯一個激磁磁動勢I0W1，方程式變?yōu)镮1W1+I2W2=I0W1?？梢?，激磁磁動勢的存在，是電流互感器產(chǎn)生誤差的主要原因。激磁磁動勢對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，才能使互感器達到好的狀態(tài)，從而大大減小電流互感器的誤差。而目前對于電流互感器的選擇在此類標(biāo)準(zhǔn)方面的要求還過低，甚至有些電流互感器遠遠不符合上述標(biāo)準(zhǔn) , 加大了電能計量工作達到zhun'que性的難度。

3 如何減小電流互感器對電能計量產(chǎn)生的誤差

3.1 一次電流及二次負荷

在確定電流互感器額定一次電流的時候，應(yīng)該使其在正常工作中的實際負荷在額定負荷的百分之三十和百分之六十之間，如果不能保證此點要求，那么就應(yīng)該選擇高動熱的穩(wěn)定電流互感器，使變比減少，達到電能計量的精度要求。對電流互感器的額定電流進行科學(xué)合理的選擇。能夠使電流互感器時刻都工作在較佳狀態(tài)上，從而較大程度的削減電能計量的誤差。并且還應(yīng)采用的計量用互感器或的高精度電流互感器計量用繞組。

3.2 電流互感器的選擇

二次負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。因此在對電流互流器進行選擇的時候，應(yīng)該從這三個方面綜合的考慮電流互感器的二次容量大小，同時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，進一步的增加電能計量的精度。

3.3 采用高精度“s”電流互感器

在實際的電能運輸中，一些電路的負荷電流經(jīng)常在不到額定負荷百分之三十的電能表中運行。這要求供電企業(yè)必須采購“s”級電流互感器，以**電能計量在1%-120%負荷之間的準(zhǔn)確計量。

3.4 調(diào)整電流互感器的誤差

總體來說，電能計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。因此在電能計量裝置的實際運用中，應(yīng)該結(jié)合運行環(huán)境的特點，對電流互感器和電壓互感器進行科學(xué)合理的誤差補償，從而較大程度的減小互感器產(chǎn)生的誤差。除此之外，還可以對某些相的電壓互感器和電流互感器的角差及比差進行合適的調(diào)整，從而使得兩類互感器在進行合成的時候，其產(chǎn)生的誤差被降到較低，進而大大增加電能計量的準(zhǔn)確性。

4.安科瑞AKH-0.66G 計量型電流互感器介紹

● 產(chǎn)品特點

產(chǎn)品翻蓋式設(shè)計，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)計量，與電能表配套使用，計量準(zhǔn)確可靠。計量型互感器精度有0.2、0.5s、0.2s可選。

● 型號說明

● 規(guī)格尺寸

5 總結(jié)

隨著社會經(jīng)濟的進一步發(fā)展，人們對于電能的應(yīng)用也將越來越廣泛。而電能計量作為電力應(yīng)用的重要部分，在未來的發(fā)展中也將會有其新的意義和內(nèi)涵。本文通過科學(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為鐵心消耗了勵磁電流，并且在使用中也少計了很多的電量。因此，作為一名電能計量管理人員，在當(dāng)下較應(yīng)該對電流互感器的**內(nèi)容進行深入的了解，結(jié)合電流互感器在使用中對電能計量的影響因素，盡可能的保證電能計量的精準(zhǔn)性，從而較大程度的提高電力企業(yè)的經(jīng)濟效益。

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