关于电能计量在电流互感器下的影响分析刘晓丹

关于电能计量在电流互感器下的影响分析刘晓丹

刘晓丹

（本溪供电公司辽宁本溪117000）

摘要：分析电能计量误差现状并结合电流互感器分析误差产生的原因，再对如何减小误差及自动抄表实用化进行分析。通过对误差原因的分析从而对产生的影响进行深入讨论，对电量计量影响的各个方面分别进行讨论与研究并对自动抄表实用化前景进行分析。

关键词：电能；原理；误差；改善

前言

电力企业生产效率需要以电能计量来进行保证，而且电能计量也直接关系到电力企业和电能用户的经济效益，这就需要确保电能计量的准确性。而且电能计量装置中其中最为重要的组成部分即是电流互感器，所以其对电能计量准确性的影响较大。通常情况下，电流互感器在运行过程中如果出现饱和和剩磁现象时，则会导致电能计量装置出现电流波动，从而对电能计量的准确性带来较大的影响。所以通过对电流互感器结构的分析，从而判断出电能计量装置误差的来源，并采取切实可行的策略来减少电流互感器对电能计量装置误差的产生，确保电能计量的准确性。

1互感器的工作原理

电流互感器、电压互感器是互感器的两种类型，是电能计量中的信息源。互感器的作用主要有3个方面：（1）保障电力系统中一次系统和二次系统隔离;（2）将数值较大的电压/电流转变为较小的电压/电流;（3）标准化，即将不同电压等级、不同大小电流都转化为标准的电压和5A、1A电流，以方便使用。

互感器的结构和原理与一般变压器相似，由两个闭合绕组（一次绕组、二次绕组）组成，绕组匝数分别为N1、N2。其中电压互感器与普通降压变压器特性相似，一次绕组与电网并联，二次绕组并联于二次设备的电压线圈，电压线圈的阻抗很高，二次回路相当于开路。运行中，需要防止二次回路短路，因此往往设置熔断器、断路器等防短路元器件。电流互感器的一次绕组与电力设备串联，二次绕组与二次设备（如电能表）的电流线圈串联，电能表的电流线圈内阻很小，所以电流互感器相当于二次短路运行的变压器。电流互感器磁通密度设计一般在0.08～0.1T范围内，磁损耗小。正常运行时，用来建立磁场能量的激磁安匝数也相应很小，漏磁安匝数在一次安匝数中所占比例也很小，大约占到0.3%～1%。激磁安匝的主要作用是在铁芯中建立磁通，以保证能量顺利从一次侧传递到二次侧。

互感器设备是电能计量中非常重要的一环，只有保障电压/电流顺利地从一次侧传递到二次侧，且一次侧电流与二次侧电流在比例/相位上具有一致性，才能确保计量的准确性。因此，电流互感器及其二次回路对于电能数值计量的精确性有着巨大的影响。

2电能计量产生误差的原因

2.1选择电能表不正确

经测算，在电能表实际运行时，用户所产生的负荷电流量十分不稳定，时大时小，或者电流互感器规定的电流比实际中所用的电流量大。如果长期以往的运行较低载负荷点，会使计量产生较大偏差。由于三相负载不平衡，中性点时常存在电流，所以根据公式：lb=In―la―le，电流lb产生功率较小，所以用三相三线的电能表测量电能将引起更多误差。

2.2电能表产品出现误差

一些电能表制造商为了打赢价格战，私自对电能表的设计进行修改，把稀土磁钢或三类磁钢作为原料，这严重影响电能表的质量。即使在安装电能表之前通过全方面检查，投入使用后因为磁钢质量较差，不断失磁，导致其阻尼力矩变小，电能表运转速度加快。使电能表工作结果产生较大误差。

2.3电压互感器二次导线

通过二次连接导线或串接点接触了电阻时，电压互感器的负载电流造成电压降低。这样多出电能表的电压与电压互感器二次线圈电压不等同，因此会产生计量误差。

2.4选用电流互感器不当

由于一次电流流经电流互感器一次绕组时，必须通过消耗磁的方式使二次绕组产生感应电动势，最后使铁芯产生磁通。其实铁芯耗费的励磁安匝会使电流互感器产生测量误差。其误差主要是由互感器的比差及角差引起，然而铁芯抗角、外接负载阻抗、铁芯损耗电量角又与比差和角差息息相关。并且互感器电流特性曲线和负荷特性盐线的误差特二次负荷处于25%～100%的范围之内，一次电流的电流量固定为其额定值的60%，最起码大于其30%，才能达到最好状态，这样误差不会过大，可以控制在合理范围内。随着如今电子表的大规模使用，其二次负荷主要是电能表阻抗、接触电阻都小于机械表，大多数都达不到1VA。

3减小电流互感器对电能计量误差的策略

3.1采用高精度“S”电流互感器

在实际的电能运输中，一些电路的负荷电流经常在不到额定负荷百分之三十的电能表中运行。这要求供电企业必须采购“S”级电流互感器，以保障电能计量在1~120%负荷之间的准确计量。

3.2电流互感器的选择

二次负荷在电流互感器中主要是指外接导线的电阻、电流线圈和电能表的阻抗以及接触电阻。因此在对电流互感器进行选择的时候，应该从这三个方面综合的考虑电流互感器的二次容量大小，同时尽量选择在电流回路中阻抗较低的电能表，比如电子式电能表等。此外还能够用减小外接导线电阻等方法，进一步的增加电能计量的精度。

3.3一次电流及其二次负荷

在确定电流互感器额定一次电流的时候，应该使其在正常工作中的实际负荷在额定负荷的百分之三十和百分之六十之间，如果不能保证此点要求，那么就应该选择高动热的稳定电流互感器，使变比减少，达到电能计量的精度要求。对电流互感器的额定电流进行科学合理的选择，能够使电流互感器时刻都工作在最佳状态上，从而最大程度的削减电能计量的误差。并且还应采用专用的计量用互感器或专用的高精度电流互感器计量用绕组。

4对电流互感器进行必要的检修

需要对电流互感器进行检查，确保其铭牌与实际应用情况相符合，同时还要确保其与线路的工作要求相符合。还需要对电流互感器的一次和二次回路进行检查，看其回路的连接是否正常。另外为了确保电流互感器的接线正确，则需要对接线部分进行检测，避免计量差错及事故的发生。

5调整电流互感器的误差

导致电能计量误差产生的最根本原因是电流互感器误差和电能表本身的误差，所以在实际应用过程中，需要对这二者的误差进行科学合理的补偿，并结合电能计量装置运行的环境，最大限度的减少互感器误差的产生，同时还要科学合理的对电压和电流互感器的角度和比差进行调整，从而确保电压互感器和电流互感器在合成过程中其误差处于最低水平，确保电能计量的准确性。

6结语

综上所述，近年来，在经济快速发展带动下，电能得以更加广泛的应用，这就对电能计量的准确性提出了更高的要求，为了确保电力企业与电能用户的合法权益能够得到保障，则需要电能计量管理人员更深入的对电流互感器的核心内容进行了解，并对其在电能计量中的影响因素进行深入剖析，确保电能计量的精确性，从而有效的提高电力企业的经济效益，加快电力企业的健康、稳定发展。

参考文献：

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[2]徐红丽.电流互感器为不完全星型接线中线断线对电能计量的影响[J].西南民族大学学报(自然科学版)，2012，(06).

[3]詹发军,霍剑.电压互感器二次回路压降影响电能计量的原因及改善措施[J].新疆电力技术，2008，(04).