电流互感器误差对计量装置的影响初探

刘文静

摘要：随着我国的经济在快速的发展，社会在不断的进步，电力系统已经成为社会发展必不可缺的條件之一，是社会生产和生活中运用的最主要的动力来源之一。电力资源不仅与社会生产之间具有密不可分的关系，同时更与人民群众的日常生活息息相关。而我国架设电网初期，并没有考虑现今的发展状况，因此对电网预估不足，出现了许多问题。本文从电流互感器的工作原理入手，分析电流互感器产生误差的原因，并据此分析误差对计量装置产生的影响，指出电流低压感应器对减小电能计量误差的方法，保证电网的平稳运行。

关键词：电流互感器;误差;计量装置;误差计量

引言

电流互感器是计量系统的电流变换元件，负责将高压交流电路中的大电流变换为小电流，以保护工作人员的人身安全，以及提供标准化信号，是系统的重要组成部分。其准确度直接影响计量装置的测量精度。因此，研究电流互感器的误差及探索减小其误差的一些措施具有重要意义。

1电流互感器的工作原理

变压器的基本运行主要在电流互感器的应用上，在这部分工作中，应注重调节变压器的二次短路，在这个过程中的电路和一次绕组被串联，进行电路测试。在电能表的整体组成中，电能表自身存在的电阻实际上是非常小的，这也就说明交互感应器所起的作用就是一个变压器的调节。通过一定密度的范围来进行电阻量的调节，而这个数值一般在0.08～0.1T，在数值接近磁安匝数时，I1N1表示一次安匝数，如图1。这就详细介绍了电流互感器相对应的相量图，在图中心表现出来的是10N1建立的磁通，U2表现出来的就是二次感应电压，这两次回路中的电流就可以用公式来表示为I1N1+I2N2=I0N1。

图1电流互感器的相量图

2电流互感器产生误差的原因

2.1励磁电流要素

励磁电流是导致电流互感器出现问题的最主要原因，由于出现励磁电流，就有可能导致电流互感器中读出的实际电流与额定电流之间存在差值。想要消除这一误差，最根本的要素就是消除励磁电流导致的影响。电流互感器在进行电流测试时，原边侧的电流越大、超过额定电流越多，就越有可能导致频率误差的增加。以我国目前的技术水平而言，这种做法的可能性较低，不具备太强的操作性，因此只能尽可能地降低励磁电流产生的影响。

2.2材料和制造工艺相关参数的影响

1）结构参数的影响结构参数L/N22S与误差成正比，结构参数值越大，误差越大。结构参数中铁芯的截面积S、平均磁路长度L和二次绕组N2的数量与电流互感器的几何尺寸有关，并且这些参数相互影响。增加S，会减少磁通密度，减小励磁电流，从而减小误差，但也减少了N2，且导致L的增加;而增加N2，会增大阻抗Z2、铁芯窗口及L。只有将L/N22S值减小到最小，才能将误差控制到误差限值范围内。2）铁芯磁导率的影响铁芯磁导率μ与误差成反比，铁芯的磁导率越高，误差越小。芯材要选用高磁导率材料，如超微晶体，坡莫合金等新材料。在保持磁通密度不变的同时，选择合适的安匝数还可以改善电流互感器误差。

2.3电表选择不合理

电能表在日常生活中所起到的作用主要在于保证用户大量电流的负荷量和变化过程中所产生的压力和误差幅度。在这种情况下，电流互感器如果长期受到负荷值的影响，就会导致电表产生较大的误差。而电能能够发生如此大的误差，就应对电能表在实际运行时进行负荷点的检测，只有这样才能计算出误差。另外，电能表与实际进行测量的电能数值在比对时应尽量保证平衡，各项参数有不一致的情况发生时，电能表就会产生一定的误差值，这种误差值被称为三相不平衡。这种不平衡的现象就会使中性电能点上产生少量电流，这样产生的较少附加误差值在电子电能表上看，就主要采用采样器和电流采样器来减少这种附加误差。

3电流低压感应器对减小电能计量误差的方法

3.1电流互感器的选择

由于励磁电流是导致电流互感器出现误差的最主要原因，因此为降低电能计量误差，降低励磁电流是最直接，也是最根本的方式。降低励磁电流的直接方式是改变电流互感器的选择，在制作电流互感器时就改变材料。例如在制作铁芯时使用高导磁率材料、增大铁心的横截面。在制作绕组时增加线圈的匝数，缩短磁路的长度。另外，也可以采用选择性测试，通过进行反复测试，来保证将影响降低到最低限度。另外，也能够通过增加外界电阻的方式，来保证电能计量数值的准确程度。

3.2优化运行条件，调整运行参数，减小因现场参数影响带来的误差

当电流互感器已出厂时，其内部参数是固定的。则电流互感器的误差主要受二次负载、电流频率等现场参数的影响。1）限制二次负载通常情况下，二次负载控制在（25%～100%）Z，额定电流控制在（30%～60%）I，能使误差减到最小，达到最佳工作状态。另一种常见方法是使用较粗的连接线或串联连接同规格电流互感器的次级绕组以减小次级负载阻抗值以减小误差。2）合理选择电流互感器的容量酌情选用更大容量的电流互感器。综合考虑次级负载、外接导线电阻、电表阻抗的影响来选择容量。3）误差补偿结合运行环境，电流互感器可补偿误差，常用的有二次绕组分数补偿、二次侧电容分路补偿等。

3.3电流和二次负荷

通常情况下，电流互感器在有电流通过时，进行第一次电流流通测试应在额定电流范围内进行，在正常的工作过程中，电流的额定负荷电流量应保证在60%～30%。如果不能很好地保证这个区间范围内的电流流量，那么就应采取高热的、稳定的电流互感器，这种方式会比变频电流互感器中的电流少，那么为了电能表的计量精准，选择电流互感器在电流的额定数值上，就应严谨且具有较强的科学合理性，使电流互感器时刻都处在一个最佳的工作状态，以此来最大限度地减少电能的计量误差。

3.4调整互感器误差

最后，也需要使用合适的电表，随时调整电流互感器中存在的误差。基本上，计量装置中出现的误差，实质上体现的仍然是电流互感器中产生的误差，以及电能表本身就具有的误差。为了将这两点进行统一整合，消除误差，需要工作人员在电流互感器的实际使用过程中，进行合理有效的误差补偿，以此来降低其中存在的误差。另外，也能够通过调整使用的测量道具，采用不同的互感器进行合成，例如使用电压互感器，通过多方法测量的手段来降低误差数值，提高测量的最终精确度。

结语

综上所述，在经济发展过程中，对电力资源的控制和维护，是保障社会平稳发展的一个重要的环节。为促成电力资源的平稳提供，需要对电力输送的各个环节进行深入的研究，避免因电流互感器的误差导致对计量装置产生影响。本文从电流互感器的工作原理入手，分析电流互感器产生误差的原因，指出由于励磁电流要素、互感器剩磁和电表选择失当等原因造成了电流互感器误差，并据此分析误差对计量装置产生的影响，指出通过电流互感器的选择和二次负荷，构建电流低压感应器对减小电能计量误差的方法保证电网的平稳运行。

参考文献

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