浅析电流互感器对电能计量的影响

王晓媛?曹冉

[摘 要]互感器作为电能计量装置的重要组成部分，其对电能计量准确度的影响重大，因而有必要了解其在电能计量装置中存在的常见问题，特别是配置问题，以更好地降低互感器因素对电能计量准确度的影响，提高电能计量的准确度。

[关键词]电能计量；互感器；误差；配置

一、电能计量与互感器

1.电能计量。电能计量装置是一种专门用于测量记录电能量的计量设备，在电能的生产、变送、监控、统计和使用等环节中必不可少，其包括各种类型电能表、计量用电流、电压互感器及其二次回路、电能计量柜（箱）等。

2.互感器。电流互感器是利用电磁互感原理，将高压大电流或低压大电流，变换成低电压小电流的电气装置，其构造与普通变压器相似，主要由铁心、一次绕组和二次绕组等几个主要部分组成。运行中电流互感器一次绕组内的电流取决于线路的负载电流，与二次负荷无关。接在二次绕组的计量仪表和继电器的电流线圈阻抗都很小，在电流互感器正常运行时，接近于短路状态，相当于一个短路运行的变压器。但由于电流互感器的二次确有负荷，一次电流通过铁心和绕组感应传递到二次时，需要给铁心励磁，此外两侧绕组上的压降，均会带来能量损失，引起电流互感器的测量误差。 电压互感器实际上是一个带铁心的变压器，把高电压按比例关系变换成100V或更低等级的标准二次电压，供保护、计量仪表装置使用。同时，使用电压互感器可以将高电压与电气工作人员隔离。电压互感器的运行情况相当于二次侧开路的变压器，其负载为阻抗较大测量仪表，其二次电流产生的压降和励磁电流的存在是电压互感器误差之源。

3.计量用互感器的作用。在电能计量中，通过互感器，将交流电中的高电压、大电流变换成一个安全且标准化的低电压、小电流，以便连接标准化的计量仪表，用于测量电压、电流、电功率、电能等电量，同时有效地避免了高电压、大电流对人身和计量仪表可能造成的不利影响。

4.互感器与电能计量装置综合误差。综上所诉，电能计量装置综合误差包括电能表的误差、电流互感器的合成误差、电压互感器的合成误差和电压互感器二次回路压降引起的误差。 由于互感器长年运行在现场，受其二次回路电阻、二次负载、功率因数以及电压和频率变化等多项因素的影响，而电能表实行定期轮换制，其误差可以在负荷点下测试调整到最小，且其与实际二次接线回路的运行参数无关，所以，电流、电压互感器的合成误差、电压互感器二次回路压降引起的误差在很大程度上决定了电能计量装置的综合误差，解决好装置中互感器存在的问题，有利于降低电能计量装置的综合误差。

二、电能计量装置中互感器的常见问题

1.选用不当。电能计量装置中互感器选用的不当，主要表现为互感器准确度等级太低和配备不合理。根据DL/T448-2000《电能计量装置技术管理规程》第5.3条的规定，Ⅰ、Ⅱ类电能计量装置互感器准确度等级不应低于0.2级，但早期的电厂和变电站，互感器准确度等级普遍偏低，显然不符合规程规定。另外，要彻底解决互感器配备不合理的问题。根据规定，电能计量装置应按负荷的类别选择相应准确度等级的电能表和电流、电压互感器，并在设备投运前做好试验调校工作，使装置的误差满足规程的要求。如果配备不合理，就会增大计量装置的误差，例如经常发现的电流互感器配备过大问题，出现“大马拉小车”现象，不仅设备浪费，还增大了电能计量的误差。

2.超差。互感器超差主要表现为互感器本身的比值、相位存在误差超差和安装错误引起的超差。根据DL/T448-2000《电能计量装置技术管理规程》第7.3条的规定，高压互感器每10年现场检验1次，又据JJG313-2010《测量用电流互感器》JJG314-2010《测量用电压互感器》检定规程的规定，测量用电流互感器、电压互感器的检定周期分别为2年和4年。因此，必须严格按照规定，开展互感器的现场检验，当互感器误差超差时，应查明原因，制定整改或更换计划，尽快解决。

3.负载超范围。现场互感器的二次负荷是影响电能计量装置安全、准确、可靠的最重要环节之一，二次负荷的变化很容易引起互感器误差的变化，即计量性能的改变。根据DL/T448-2000《电能计量装置技术管理规程》第5.4条的规定，互感器实际二次负荷须在25%～100%额定负荷范围内，超出这个范围时，互感器容易超差。因此，为保证电能计量的准确性，必须定期对现场互感器的二次负荷进行准确的测量，负载超范围时应及时查明原因，尽快整改。

4.电压互感器二次回路压降问题。电压互感器的负载电流通过二次连接导线及串接点的接触电阻时会产生电压降，这样加在负载上的电压就不等于电压互感器二次线圈电压，因此产生计量误差。根据DL/T448-2000《电能计量装置技术管理规程》第5.3条的规定，对于Ⅰ、Ⅱ类用于贸易结算的电能计量装置，电压互感器的二次压降不大于额定二次电压的0.2%，其它计量装置，则应不大于额定二次电压的0.5%。 由于电压互感器二次回路压降直接影响电能计量的准确性，甚至对系统的稳定运行产生不良影响，因此降低二次回路压降也是我们保证计量准确、可靠的重要措施，目前常用的方法主要有降低二次回路阻抗和减小二次回路电流。

三、电能计量装置中互感器的合理配置

1.电流互感器的配置。计量用电流互感器，在选用上应与用电负荷电流大小变化相匹配，使之既能满足负荷在满载时最大电流的需要，又能满足负荷在轻载时最小电流的需要，配置过大或过小，都会影响计量精度，增加线损。在电流互感器的选用上，首先是其额定电压Ue应与被测线路线电压Ux相适应，且满足Ue≥Ux；二是对额定电流的确定，电路中的一次运行负荷电流，应保证在正常运行中的实际负荷电流，达到额定值的60%左右，至少不得低于30%，同时应在电流互感器二次电流10%～120%范围内，电流过大过小都会使电流互感器的精度降低，过大还容易烧毁互感器；三是对额定功率因数的确定，计量用电流互感器额定二次负荷的功率因数应为0.8～1.0；四是对准确度等级的选择，电能计量装置应按其所计电量的多少和计量对象的重要程度，根据DL/T448-2000《电能计量装置技术管理规程》中的规定选择准确度等级符合要求的电流互感器；另外是额定容量的选择，电流互感器的额定二次电流，应根据二次回路中所带负载电流的大小来选择。

2.电流、电压互感器的组合配对。针对电流、电压互感器的误差，进行组合配对，保证互感器合成误差尽量小。配对原则是最大程度配用电流互感器和电压互感器的比差符号相反，数值相等或相近；角差符号相同，数值相等或相近。这样，可以忽略互感器的合成误差，最大限度减少计量装置综合误差。

参考文献：

[1]DL/T448-2000电能计量装置技术管理规程[S].

[2]JJG313-2010测量用电流互感器[S]. [3]JJG314-2010测量用电压互感器[S].