抽头式双变比电流互感器误接线的分析.doc

抽头式双变比电流互感器误接线的分析 总第!卷第!#$期电测与仪表%&(!)&(!#$*+,-年第$期./0123045/4672/8/91:;961278/91413&9+-抽头式双变比电流互感器误接线的分析石伟?赵玉宁!A=宝泉岭电业局中心试验所黑龙江鹤岗AB!AA#=宁夏电力公司电能计量中心固原计量所宁夏固原$B-B+$摘要!本文对抽头式双变比电流互感器的一种误差接线!其不用抽头与尾端一起短路接线的方式进行了分析理论与实测证明#这种误接线将使互感器变比发生改变$从而造成互感器计量失准%关键词!电流互感器&抽头&变比&接线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概述当客户增加设备容量时电能计量用电流互感器会严重过负荷$这时需要增容&或当客户减少设备容量时$原有的电流互感器又满足不了电能表计量准确性的要求%在这种情况下$二次抽头式双变比电流互感器得到了较广泛的应用%它的优点是当用电容量发生变化时不必更换电流互感器$只需改变二次抽头的接线方式就能满足电能计量装置的要求$既方便又节约了不必要的开支%但在抽头式双变比电流互感器的使用中$如果电流互感器接线错误$运行中将无法进行判断$这时二次回路的接线和电能表的误差都显示正确$而实际上却漏计电量$使供电企业造成严重的损失并使线损无故增大%+!年-月份$我局下属宝泉岭工业线线路长期丢电量$线损增大$查找不出原因而寻求我们计量部门帮助%我们利用天的时间进行查找$最后发现是一个大用户宝泉岭供热站计量点(电流互感器是抽头式双变比电流互感器$其不用的抽头和尾端一起短路接地$从而形成了电流互感器的错误接线$使工业线电量丢失$线损增大$给供电部门造成了不应有的经济损失%下面对这种误接线进行分析%?抽头式双变比电流互感器的工作原理抽头式双变比电流互感器原理结构如图A%设其一次电流!A不变%一次线圈匝数为)或A匝($二次图A抽头式双变比电流互感器原理!88总第!卷第!#$期电测与仪表%&(!)&(!#$*+,-年第$期./0123045/4672/8/91:;961278/91413&9+-线圈!?!间匝数为?!A!间为BA#一次线圈流过电流#A时则在二次线圈产生感应电势设!A!与!间匝数相同其感应电势为$%A$!A%!间感应电势为$%由于感应电势与匝数成正比则$%B$%A$当使用抽头!A!时二次流过电流&A根据磁势平衡原理有#%A&B&A&A$当使用抽头!A%!时二次流过电流&根据磁势平衡原理有#%A&B&$由上可得&A B&$可见!A%!间变比小!A%!间变比大!A%!间变比是!A%!间变比的倍$!抽头式双变比电流互感器误接线分析由于工作中从安全角度考虑或由于人为因素如工作疏忽%窃电等往往把不用的抽头和尾端一起短路并接地如图(从而形成电流互感器接线错误#其错误接线难以检查即使在停电状态下对二次回路进行检查在不清楚原理的情况下也不易发现#接线错误将会给企业造成重大损失#如图设一次电流#A不变#!A%!及!%!间匝数相同则感应电势相同为$%A B$%B$%二次电流是同相位电流#图中(A是计量回路阻抗及绕组阻抗之和(是短路接地线阻抗及绕组阻抗之和#因为各二次电流相位相同频率相同所以可以利用叠加原理进行计算#首先将图利用等值发电机定理转换成图然后利用叠加原理分解成图4(%C(最后进行计算#由图4(知&A流过的导线电阻约等于+则有&A B&DA B+&AA BE&A B&!A B$(A由图C(知&流过的导线电阻约等于,则有&AB&!B,&B&B&DB$(由叠加定理得&A B&AA F&AB&AA F,B$(AA(&B&A F&BE$(AF$(&B&A F&B,F&B$(&!B&!A F&!B&!A F,B$(A!(&D B&DA F&DB,F&DB$(D(由磁势平衡方程得#%AB&AF&D-(等式两边同除以&A得变比为#A&ABAF&D&A!$(在(A B(B(情况下由式A(GD(知&A B&B&!B&D B$(&B,则由式$(得变比#A&A B无论使用那个抽头的变比其计量使用的实际变比都是电流互感器铭牌中的最大变比#但在实际运行中连接电能表回路阻抗(A要远远大于短路连接线的阻抗(#即短路线(不变而(A则因接入不同的计量仪表而不同且有(A H(这时由式A(%式D(知&A I&D则由式$(知变比#A&A H并且随(A的增大&A减少而使变比增大#也即当&A减小时则&D将逐渐增大来维持磁势平衡#由式A(%D(%$(可以导出随着(A的增大电流互感器的变比)#A&A*将逐渐增大$理论计算与实际测量结果的比对对上述理论分析在试验室进行了现场测试$被试电流互感器的两个变比分别为,D!,D一次电流通过升流器升至A,J试验室温度,KL湿度图双抽头电流互感器的误接线图图的等值电路及其分解!)!C!#总第!卷第!#$期电测与仪表%&(!)&(!#$*+,-年第$期./0123045/4672/8/91:;961278/91413&9+-表?当两回路阻抗!?!#相同且同时不断增大时测试结果表两回路阻抗!?!不同且在!?不断增大时电流表测得及相应变比图!实验线路!?!$电测与仪表%国内唯一全面涵盖电&磁测量行业技术&方法&产品及相关元器件应用的专业杂志倍受业内人士的关注与厚爱(!#A!使用标准电流互感器型号BCD-等级,=,A#互感器校验仪B.EDB型等级A#负载箱FGH#DB等级A!测试接线如图!#其中!#+=+!为实验测试线电阻#I是监测用电流表#!?是负载阻抗$负载箱%!使电流互感器一次回路电流升至小变比量限额定电流的J+A$K+I%时#当两回路所接!K!相等并同时增大时#电流表I KII测得值如表K!电能表所通过的电流I K的读数应该是=JI#由于错误接线#测试结果如表K#这时变比基本不变!现场运行中#当电能表回路阻抗!K远远大于短路线阻抗!时#测试结果如表!因为一次为串心K匝#二次绕组为+J#L$K%K L!+!以表中的%#%J代入公式$%即可计算出如表中的变比!如!K L+=+!时#变比$K%KL!+$KM+=HJ+K=-J%#J-J!由表K知无论负载如何变化#只要!K L!#其变比就等于互感器最大变比!由表知当实际运行中电能表回路阻抗要远远大于短路线阻抗#即当!K N!时#ILI K MI即%L%KM%#其变比大于互感器最大变比#!K的数值越大#变比越大#甚至可增至互感器使用的变比几倍以上!表K表中存在电流不平衡#主要原因是&$K%电流表是指针仪表#读数存在视觉误差!$%电流表本身存在误差!$%测试用导线阻抗误差及负载阻抗的误差!$!%表K中I中有微小的电流是因为采用数字表测量#产生感应电流的结果!结论综上所述#双抽头电流互感器接线错误将会使实际倍率增大#甚至增大几倍!通常在实际工作中遇到的主要问题是电能表误接线#对互感器误接线感到非常陌生!电能表误接线可通过现场测试检测出来#互感器的这种误接线在运行中无法检查出来!只有熟悉互感器的结构原理#才能避免错误的发生!错误虽小#后果却严重!通过对此问题的研究#可以增强对抽头式电流互感器的了解#避免此类错误发生#对电流互感器的二次安装回路检查及