電流互感器對電能計量的影響

謝軍

摘 要：我國是能源消費大國，用電量是反映國家經(jīng)濟增長的重要依據(jù)。本文通過電流互感器工作原理剖析，了解電能計量在實際應(yīng)用中誤差來源，對減小電能計量誤差方法進行了科學(xué)的分析，闡述電流互感器對電能計量的影響。

關(guān)鍵詞：電流互感器；電能計量；誤差分析

1 電流互感器的結(jié)構(gòu)分析

1.1 電流互感器簡介

電流互感器作為一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元件，它可以將一次系統(tǒng)的大電流轉(zhuǎn)化為二次系統(tǒng)的小電流，將電流作為測量儀表和繼電器的電流線圈的供電來源，從而檢測出電氣設(shè)備是否能夠正常運行或者是否出現(xiàn)故障，使一次側(cè)高壓設(shè)備和比如測量儀表或繼電器等二次側(cè)設(shè)備相互隔離，從而使工作人員的環(huán)境更加安全。同時，使二次側(cè)設(shè)備變得更加標(biāo)準(zhǔn)，體積更加小型，結(jié)構(gòu)更加輕便，價格更實惠，更有利于通過低壓小截面的方式控制電纜，能夠不受距離限制進行電量測量。假如電力系統(tǒng)因故造成短路情況，能夠使測量儀表等較多二次設(shè)備不會遭受較大傷害。

1.2 電流互感器原理

電流互感器的原理就是以電磁感應(yīng)為基礎(chǔ)的。電流互感器的結(jié)構(gòu)主要是鐵心和繞組組成，注意鐵心必須是閉合的。它的繞組匝數(shù)不多，將其栓在需要測量電量的線路中，因此經(jīng)常是全部電流流過，第二次繞組的匝數(shù)較第一次增多，將其串連在測量儀表和回路之間，注意電流互感器在工作時，要保證它的2次回路必須從始至終都是閉合的，因為測量電量的儀表和保護回路串聯(lián)線圈的阻抗較小，所以電流互感器相當(dāng)于處在短路狀態(tài)。

2 電能計量的影響因素

2.1 電能表選擇不當(dāng)

通過測試計算數(shù)據(jù)可以得出，在電能表進行電能計量時，由于用戶產(chǎn)生的負(fù)荷電流并不具備一定的穩(wěn)定性，負(fù)荷電流量時高時低，或者是負(fù)荷電流量要高于電流互感器所規(guī)定的電流量。一旦低載負(fù)荷點數(shù)值長時間處于較低運行狀態(tài)上，就會導(dǎo)致計量結(jié)果出現(xiàn)大的偏差。因為，三相負(fù)載中電流量是不平衡的，而中間點一般情況下會存在電流，所以，根據(jù)公式Ib=In-Ia-Ic，Ib產(chǎn)生的相應(yīng)功率較低，因此，就會引發(fā)三相電三線電能表測量電能值更多的變化和誤差。

2.2 電能表自身的問題

經(jīng)濟市場背景下，部分電能表生產(chǎn)商為了在價格戰(zhàn)中占有一定位置，直接對所生產(chǎn)的電能表設(shè)計做出改變，使用三類磁鋼和稀土磁鋼作為生產(chǎn)電能表的原材料，這樣的做法就導(dǎo)致了電能表質(zhì)量受到影響。即使通過安裝前的性能測試，再投入使用以后，也會因為磁鋼質(zhì)量存在的問題，經(jīng)常發(fā)生斷磁現(xiàn)象，致使電能表阻尼力矩降低，電能表實際轉(zhuǎn)速加快，導(dǎo)致實際計量值存在較大的誤差。

2.3 電壓互感器二次導(dǎo)線

通過二次連接導(dǎo)線接觸電阻，或者是串接點接觸電阻時，這二者都會影響電壓互感器的負(fù)載電流，進而直接致使電壓值降低。由于以上原因，多出電能表的電壓值和二次線圈中所產(chǎn)生電壓值并不相等，所以計量值上也會產(chǎn)生一定的誤差。

2.4 電流互感器選擇不合適

當(dāng)電流互感器進行工作時，一次電流經(jīng)過一次繞組，就會使用消耗磁的方法，讓二次繞組產(chǎn)生相應(yīng)的電動勢能，然后使鐵芯產(chǎn)生磁通量。實際上，鐵芯對勵磁電流進行消耗的同時，也會造成電流互感器出現(xiàn)測量上的誤差。引起這種誤差的主要原因是因為互感器比值誤差和角差所引起的，而鐵芯抗角、鐵芯損耗電量角、外接負(fù)載阻抗都與比差和角差緊密相關(guān)；而互感器電流特性曲線和負(fù)載特性鹽線的誤差特二次負(fù)荷在百分之二十五到百分之百之間，一次電流的額定值是是>30%、≦60%，才能保證處在最佳狀態(tài)上，這種情況下產(chǎn)生的誤差不會過大，能夠有效的控制在規(guī)定范圍內(nèi)。例如，電子表被大范圍使用，其中二次負(fù)荷最為主要的就是，電能表的阻抗和接觸電阻值都要小于機械表，多數(shù)電子表的二次負(fù)荷值都達不到1VA。

3 電流互感器產(chǎn)生電能計量誤差的應(yīng)對措施

3.1 使用精度較高的“S”級電流互感器

電能運輸過程中，有很多電路當(dāng)中的負(fù)荷電流都會在30%額定負(fù)荷的情況下運行。在此狀況下，為確保電能計量準(zhǔn)確度，企業(yè)必須對電流互感器進行更換，盡量使用“S”級的電流互感器，以此消除誤差。

3.2 合理選取電流互感器

在電流互感器當(dāng)中，二次負(fù)荷指的是外接導(dǎo)線電阻、電能表阻抗與接觸電阻等。所以，在選取電流互感器時，應(yīng)從二次負(fù)荷的角度入手，根據(jù)實際要求對互感器二次容量進行綜合考慮，同時盡可能選取阻抗相對較小的電能表。另外，在實際工作中，可適時采取降低外接電阻等有效方法來提升電能計量的準(zhǔn)確度。

3.3 一次電流與二次負(fù)荷

在對互感器一次電流進行確定時，應(yīng)保證其實際負(fù)荷達到額定狀態(tài)下的30%～60%，若在實際情況中無法實現(xiàn)，則需選用動熱相對較高的電流互感器，以此降低變比，實現(xiàn)提高電能計量準(zhǔn)確度的目的?？茖W(xué)選定額定電流是確保電流互感器正常運行的基礎(chǔ)，而且還能保證互感器始終處在最佳的運行狀態(tài)，進而間接消除計量誤差。另外，在科學(xué)選定額定電流的同時，還應(yīng)配備電能計量專用互感器與繞組，從而為電能計量提供良好的保障。

3.4 定期檢修保養(yǎng)電流互感器

在電力行業(yè)中，檢修保修是一項極為重要的工作，主要包括三方面。首先，在對電流互感器進行檢修時，應(yīng)先對裝置銘牌信息進行充分的了解，掌握其實際工作情況，與標(biāo)準(zhǔn)的線路工作要求進行對比，及時發(fā)現(xiàn)線路中存在的問題和異常；其次，針對互感器一次與二次回路實施全面且細致的排查，查明線路中是否存在短路、開路等情況，并對端子換相情況進行檢查，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)錯接等問題，需立即采取有效措施進行整改；最后，檢測互感器的接線，確保接線規(guī)范性與可靠性，進而降低事故發(fā)生幾率，為電能的準(zhǔn)確計量奠定良好的基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們對于電能的應(yīng)用更加廣泛。本文通過科學(xué)的論述，解釋了電流互感器產(chǎn)生誤差的主要原因是鐵心消耗勵磁電流，并且在使用中也少計了很多的電量。因此，作為一名計量工作人員，對電流互感器的工作原理進行更深入的了解，結(jié)合電流互感器對電能計量的影響因素，盡可能保證電能計量的準(zhǔn)確性，從而提高電力與企業(yè)雙方效能水平，達到共羸發(fā)展的目標(biāo)。

參考文獻

[1]李霞，崔瑞，張冬冬.淺談電流互感器二次繞組接線錯誤對電能計量的影響[J].新疆電力技術(shù).2018（01）.

[2]徐紅麗.電流互感器為不完全星型接線中線斷線對電能計量的影響[J].西南民族大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）.2017（06）.

[3]詹發(fā)軍，霍劍.電壓互感器二次回路壓降影響電能計量的原因及改善措施[J].新疆電力技術(shù).2018（04）.

[4]楊均成.淺析電流互感器對電能計量影響作用[J].城市建設(shè)理論研究，2018，（18）.