电流互感器二次误接线情况下的计量结果分析

赵 元 万 磊 和凌冬

（云南电网有限责任公司昆明供电局）

0 引言

为满足客户对电力需求的改变，在电力系统中引入多接点的电流互感器，以节省投资。多相变压变压器通常由多个绕组构成，为防止二次侧分断产生的过高电压，必须对其无功绕组进行短路处理。然而，多抽头变压器二次绕组不同于普通多电流比二次绕组，其空载抽头不宜过短，以免影响测试。因此，本文着重对多支路电流互感器二次绕组非工作分接对电能计量造成的危害进行了探讨。

1 电流互感器概况

本文介绍了一种新的电流互感器，它是一种以电磁感应为基础，采用封闭式铁心，线圈为封闭式结构的电流互感器。它的一次绕组数目很少，并连接到被测试的绕组上，所以绕组的电流很大，而且二次绕组的匝数也比较多。如果把仪表和保护回路串联起来，则二次回路始终处于闭合状态，仪表和保护回路间不会产生串阻。当前变压器普遍采用的是两级绕组分流法，采用两级绕组分流法，其测试结果与接线形式有很大差异。35 kV高压计量柜一般采用二次绕组分接（自然也有一次接线变换），其选取的好坏直接关系到测量的效果。

2 对电流互感器二次抽头错误接法的分析

目前，在电力系统中广泛应用的是一对互相隔离的初级绕组（初级、次级），其匝数分别为N1、N2，如图1所示。一次线圈与受侧线圈串联，而二次线圈与电能表的电流线圈串联，组成了一台三相感应电机。随着电流Ⅰ1流经一次绕组，一次绕组的磁场电位Ⅰ1N1生成的大多数磁通通过绕组并对二次绕组产生电磁感应。接下来，通过二次侧绕组的电流Ⅰ2。在有电流的情况下，会产生一个磁场，所以在二次绕组中产生的电势Ⅰ2N2会先穿过铁芯，然后断开。从磁力平衡原理出发，我们可以推断出：

图1

式中Ⅰ10N1为励磁磁动势。

若不计铁心各方面的损失，Ⅰ10N1可被视为接近于零，那么Ⅰ1N1+Ⅰ2N2=0，Ⅰ1/Ⅰ2=N2/N1。

因此，需要对被测试物体的一次绕组、二次绕组进行调节。在以下所描述的一种工程实例中，如图3中所示，通过改变二次线圈的圈数来确定电流转换器。但在实践中，如图2所示，往往存在着这样的接线形式，造成了测量误差。

图2

图3

本工程以新建110kV明珠变电站35kV明桥线到35kV八里桥变35kV线路为主线，进行了4km的传输。明桥线35kV明桥线关口测试仪是供出线，在110kV明珠变电站一侧进行正向测试，该装置的副线圈配线如图2所示，并提出了一种新的测试方法，并对该装置的工作原理、工作原理和工作原理作了介绍。35kV八里桥变电所35kV明桥线的关口仪表作为输入，利用“关口电表”实现了倒计值的功能。

然后我们就能算出该线路的线损：

考虑到一条4000公尺的输电线，这种损失很明显是不精确的。

下面我们来看看，35 kV明桥线110 kV明珠变电站一端的次级绕组，根据图3中的接线方式，对次级绕组的损失作了计算。通过对线路损耗的计算，也可得出如下结论：

对9月份的线损情况进行了统计分析，得出了线损在合理范围内的结论。8、9月份的线损资料比较都是在110kV明珠变电站一侧，35kV八里桥变电站一侧，这两个变电站的线损比较明显。文章只对110kV明珠变电站一侧8、9月份的用电情况作了比较，如图2和图3所示。由此可见，8月线损数字存在问题。只是，这其中有什么地方不对劲呢？下一步，让我们看一下在图2中显示的连接和在图3中显示的不同之处。

利用如图2所示的方法，由磁动势均衡原理可得出：

其中，激励磁动势是Ⅰ10N1。

在这种情况下，铁心上的各类损失是不能忽视的，Ⅰ10N1也不会接近于0，所以Ⅰ1/Ⅰ2=N2/N1也不能成立，也就是说，流过电能表的二次电流Ⅰ2比实际一次电流低，造成的二次电流很少，有很少的电流流过电能表。造成电表电量不足。这里有一个负值的分界线。如图3所示，没有电力短缺。

3 故障分析

3.1 普通多电流比电流互感器

通常情况下，多电流比的二次绕组均具有独立的铁芯，在未短路时，在绕组内形成的复合磁场即为初级绕组的电场。一次电流完全转变为励磁电流，导致铁芯瞬时饱和，铁芯内部场强大于1.8T，在铁芯内部形成高电压，同时产生大量的高温，严重影响了铁芯的绝缘性能。所以，通常情况下，多个线圈中有一个是二次线圈，必然是短路的。

3.2 多抽头式电流互感器

多抽头变压器二次绕组的多个抽头均为原有绕组，各绕组之间具有较强的独立性。在这个例子中，变压器二次绕组S1-S2的抽运变比是300/5。二次侧线圈S1-S3的分接开关，其变比为600/5，即K2=1/I13=(N12+N23)/N1=600/5，即S1-S2为电流互感器的二次引线，变压器的变比为300/5，即：S1-S2为电流互感器的二次引线。在非工作线圈S3不导通时，也就是S1—S2回路的次级线圈电流，铁芯上所产生的场电势是初级线圈和次级线圈之间的场电势之差，其差值约为0，所以不会导致铁芯饱和。由于二次侧绕组S1-S2，S2-S3的二次侧均被短路，所以流过二次侧绕组S1-S2及S2-S3的电流是一样的，即Ⅰ12=Ⅰ23。

即Ⅰ1×N1=Ⅰ12×N12+Ⅰ23×N23。

从Ⅰ12=Ⅰ23可以得出：

Ⅰ1×N1=Ⅰ12×（N12+N23)，这是一种很好的数学模型。

这时，变压器的实际电流变率为：

即（N12+N23)/N1=600/5.

结果表明，在空载情况下，多触头电流互感器不会发生短路。然而，实际的比率也在不断地改变，从300/5到600/5。在使用多分接开关时，为了防止误动作和探测误差，必须防止线圈短路。

4 结束语

综上所述，在现代化的工业过程中，关口计量，贸易结算都是必不可少的。它的次级线圈是可调节的，有次级和次级。所以，在安装时，要严格按照生产厂家的要求，合理选择二次绕组，避免过多分接头。别做无谓之事，以免引火烧身。