电能计量中的互感器

1、电能计量中的互感器一、引言 电流、电压互感器作为电能计量的重要元件，对促进供、用 电双方降低消耗、 节约能源和提高经济效益， 促进和谐社会的加 快建设，起着十分重要的作用。因此，了解互感器在电能计量中 的作用，特别是其对计量准确度的影响，合理选用互感器，优化 计量装置的配置、 降低装置的综合误差、 确保电能计量的安全可 靠、准确合理，已成为电能管理工作中的重点课题之一。二、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、。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

3、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

4、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。三、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

5、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，1、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

6、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

7、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、H类用于 贸易

8、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。四、电能计量装置中互感器的合理配置 电能计量装置的配置是一个系统性的问题， 如何科学合理地 选用电能表、互感器的量程、准确度等级及其它技术参数，直接 决定电能计量的准确度的高低。 好的配置可以有效地降低装置的 综合误差、 提高电能计量的可靠性和减少不必要的能量损失

9、， 在 此仅对电能计量装置中互感器的配置做简要说明。 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

10、， 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.电压互感器的配置在电压互感器的选用上， 首先是对其额定电压的选择， 电压 互感器的二次电压通常为 100 V电压互感器一次线圈额定电压 应在接入的被测电压的90%-110%范围内；二是对额定功率因数 的确定，电压互感器额定二次功率因数应与实际负荷的功率因数 接近；三是对准确度等级的选择，应根据 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 压互感器； 四是对额定容量的选择， 在计算单相电压互感器或三 相电压互感器中每相负载的时候，必须要注意到互感器的接线 图，通常电压互感器