电力互感器饱和误差对计量表精准度影响

电力互感器饱和误差对计量表精准度影响

陈廷毕

（云南电力技术有限责任公司昆明650217）

摘要：随着科学技术的发展，电力互感器的使用更为广泛，作为电能计量设备的关键构成部分，我们还是需要对电力互感器的关键内容开展更为深入的探讨，对每一个元件的原理以及结构掌握透彻。做到及时找到问题并解决问题，进而降低电力互感器饱和误差对计量精准度的干扰。在工程的具体使用当中可以根据现场具体情况、多种环境因素，对实际问题开展分析。

关键词：电力互感器；饱和误差；计量表精度

引言

科学使用电力互感器以及电能表，能够把电力互感器的饱和误差对于计量表的精确度带来的干扰减少。假如电力互感器出现饱和，就会出现波动，这些波动将会在很大程度上干扰电力计量装置在测量当中的精准度。

1.电力互感器的具体机理

随着科学技术的进步，人们对电力互感器的使用越来越广泛，电力互感器是电能计量设备的关键部分，我们应该对于电力互感器的关键内容开展详尽掌握。电力互感器跟变压器的机理与构成大体一致，我们接触最频繁的就是变压器，日常生活当中使用的电器均是利用变压器把电能转化过来的。它的结构是通过两个绝缘绕组构成的，分别是二次绕组以及一次绕组。因为电力表自身的电阻比较小，所以它本身就等同于一个小型变压器，磁通密度通常在0.08-0.1T之间。图1简单的绘制了电力互感器当中的向量图。

图1电力互感器向量图

电力互感器针对电能所带来的误差研究在电力系统当中应该通过许多元器件进行协调，在众多元器件当中最为关键的就是电力互感器。如果主体当中电力互感器内的电流出现饱和亦或是出现剩磁情况的时候，通常会引起电能计量器当中的电流出现畸变，接下来会通过电波的方式存在于主体当中，这些电波将会对于计量表的精度带来非常大的干扰。所以，电力互感器饱和误差对于计量表精度是一个关键的干扰因素。

针对元件当中的二次负荷以及一次电流来说，日常运行条件下的负荷是额定负荷的40%-60%，如果负荷超过了该数值，电力互感器的变比就将会增加，进而对于电能计量器的精准度带来干扰。因此，需要把工作所带来的负荷限制在40%-60%，与此同时选取高动热、高质量的电力互感器，才能够确保电能计量精准度不受到干扰，还能够响应的提升电力互感器的使用年限。电力互感器饱和将会出现二次负荷，二次负荷在电力互感器当中重点是通过外界导线的电阻、电能表阻抗以及电流圈构成。在电能表电流阻抗比较低的时候，可以降低电力互感器饱和误差，确保计量表的精度。下图2为电力互感器的结构原理图。

（a）单匝式（b）多匝式

1-一次绕组2-绝缘套管3-铁芯4-二次绕组

图2电力互感器结构原理图

在电能计量装置工作的时候，因为互感器的电流已经饱和，将会使得电力互感器在长时间当中处在低负荷的条件下运行，最终使得电能计量出现了误差。在具体测量当中的相产生线参数关联不一致时，会使得三相电流出现不均衡，导致测量单位周围具有少许的电流，所以会出现附加误差。如果电流互感器当中的电流饱和的时候，将会使得电力互感器当中的电压持续降低，负载电流将会利用互感器跟二次线电阻进行串联，导致电压降低，进而使得电能表的两端跟电压设计不相符合，这样将会使得电能计量在测量当中产生误差。

2.对于电能计量的影响

在一次侧线圈位置，在经过的电流比较大的时候，该种条件之下电流互感器出现稳态饱和。一次侧经过大电流的时候会出现磁通量，在其超出某一阙值时，铁芯就开始产生饱和状态，我们能够发现，二次侧电流畸变出现的时间小于1/4周波。但是经过长时间实践可以知道，稳态饱和出现的不多，这是因为具体电力系统当中出现的饱和绝大多数都是暂态饱和，稳态饱和不具备普遍性。

在具体的电力系统当中，电流互感器的饱和大多数都是暂态饱和。在下述的条件下，都不会出现稳态误差：（1）电流互感器的输入信号当中缺少非周期分量；（2）输入信号当中的周期分量不具备衰减性；（3）输入信号当中的信号不具备高频性。反之，具备铁芯剩磁以及周期性，这个时候电流互感器就将会出现暂态误差。

这是因为铁芯的励磁电流没有办法去除，在实际工作当中，出现的误差也没有办法避免。二次侧电路阻抗以及负载阻抗等，都是引起电流互感器误差的原因，阻抗跟误差是一种正比关系。在对于电流互感器的误差开展补偿调整的时候，可以通过调整磁导率、一次侧匝参数以及铁芯截面的对策。现如今电力系统当中诞生了很多另外的先进补偿技术，能够降低小电流互感器的误差。

科学技术的不断进步以及发展，电流互感器在稳定状态时候的误差早已处于能够限制的范围当中，但在具体实践中，动态信号、非周期故障信号等一些高频信号都会使得电流互感器无法处在稳态，传变误差，重点是暂态误差，将会出现在一定程度上增大。暂态误差是通过电路互感器铁芯的特征所取决的，如果铁芯的磁密到达并且超出某一个阙值的时候，铁芯将出现饱和状态，体现出非线性的特征，励磁阻抗降低，励磁电流增加，如果励磁电流增大的时候，输出信号就会变弱，引起跟稳态不一致的相位误差。

3.改善电力互感器对电能计量产生误差的对策

电力互感器对于电能计量所出现的误差无法避免，然而我们能够从其中出现误差的原因开展分析，通过合理的对策来降低电力互感器对于电能计量带来的干扰。可以使用高精准度“s”型号的电力互感器，在电力互感器当中时常会产生电路负荷不是处在额定负荷的40%条件下运行的情况，导致很多企业采取技术比较完备的高精准度“s”型号的电力互感器来确保电能计量维持在1%-2%，这样才可以保证电能计量带来的误差有所降低。结合现场的条件，对于电能计量设施所带来的误差开展补偿。进而在很大程度上降低电力互感器饱和误差对于计量表精准度的干扰。为了提高电能计量的准确性，电力系统互感器都是有专用的，具体如下图3、图4所示：

图3二次多负载绕组电力互感器原理图

图4二次多负载绕组电力互感器等值电路图（折算至一次侧，忽略了L4绕组）

结语

综上所述，因电力系统信号具备显著的繁琐性，在其产生故障或者是电力互感器出现饱和而引起饱和误差时，都会给电力互感器开展计量带来一定的问题，严重的甚至能够引起社会效益以及经济效益的损失。笔者认为，可以结合负荷选取产品；制造商需要提升产品的质量，确保稳定程度。此外，电力系统需要定期进行误差的分析，强化计量工具的校检工作。本篇文章所探讨的有关电力互感器饱和误差对于计量表精准度的影响，希望能够给业内人士带来一定的借鉴，推动我国电力行业的不断发展。

参考文献：

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