摘要：电力是如今社会正常运行的主要动力，我国目前电网已经遍布全国，十分普遍，无论工业、生活还是农业用电都很方便。对电力的收费能够促进电力行业发展，促使使用者节约用电。电力收费需要进行电力系统的计量，在计量过程中可能会出现误差。主要的误差是互感器的误差，这种误差带来了电力收费的不准确，引发用户的不满意，对电力系统运营者的公信度有损害。而现场测试技术可以有效的进行误差规避，它能够将存在的问题检查和解决。本文主要从电力计量的误差来源和现场测试技术的主要方法对其进行了简单探讨研究。
关键词：电力系统计量；互感器；误差；现场测试
电力的计量准确能够有效的促进电力收费的正常进行，同时避免不公平收费，使客户带有抵触情绪。在进行计量时，要通过现场测试技术减少其误差。一般来说，计量的误差是由于互感器的特性引起的，现今使用较多的是电磁互感器，所以就会带来电与磁的相互干扰。要消除电力计量的误差，就要从互感器开始检测、调整。以下是对互感器的现场测试技术的研究。
一、互感器的概述
在对其进行误差分析、调整之前，我们先对互感器的基本结构进行了解；并简单分析其工作原理。
（一）基本结构
普通的互感器主要由以下部件构成：
1、一次绕组：其圈数较低，在线路中处于串联状态；其电流通过时，电磁感应按比例减小，产生减小后的二次电流。一次绕组是负责将较大数额的电流进行按比例减小的装置，它是一个小型变压器。
2、二次绕组：其圈数较高，在线路中与仪表共同形成闭合回路；二次绕组的因为负荷产生的阻抗很小，几乎是短路变压器。它对电压的损耗较小，满足计量要求。
3、接线端子等连接装置：负责提供场所和进行各部分的连接。
4、铁芯：产生和传导实际被测电流。
穿心式互感器：
它没有一次绕组；只有二次绕组与各部件形成闭路，因此其电流改变的比例与其圈数成反比。即电流改变比率等于圈数的倒数。这种互感器的工作电压范围较低，一般只在较低的额定电压下进行测量。穿心式互感器结构简单，所以误差较小，生产方便，在低电压的测量领域应用很广。
多抽头互感器：
它的二次绕组增多，通过连接不同的接线端子提供不同的电流改变比率。这中互感器只是增多了二次绕组，就实现了不同量程的转变，应用较多。另外通过智能化技术的发展，可以实现电力系统的电流的自我测量和反馈，从而促使其自动改变工作电流。这一技术被运用在保护类的互感器较多。
电流互感器的种类根据其工作目的分为保护类和此两类。本文主要研究测量类电流互感器。
（二）工作原理
在电力系统中，有的高电流测量极为危险，这就需要进行降低电流测量；有的电流小，测量不便，这就需要升高电流测量。互感器通过绕圈导线与电流产生电磁感应，再按比例产生电流，通过测量产生的电流，在对其进行相应比例的扩大、缩小还原，得出电力系统中需要的真实电流。在这个过程中，铁芯负责产生实际被测电流，这一电流受磁场影响，因此在测量中容易出现电流增大的现象。绕组对电流的缩小或扩大的比例与其圈数有关，且各个互感器的差异导致其需要进行调整。电流互感器的主要物理原理是电磁感应，通过电生磁、磁生电实现对电流的按比例扩大或减小，从而方便测量，或满足工作要求。
二、互感器误差的成因
电流互感器在工作中会产生励磁电流，导致电磁感应发生变化，引起测量误差；还有的因为一次绕组和二次绕组的电流处于不同的相位，这也会引起误差。其材料、结构都会导致这些误差出现。在互感器工作中，主要的误差现象有以下几种。
（一）一次绕组的误差
一次绕组本身具有电阻，有时会出现漏抗的现象。这就会导致互感器出现空载的误差，在负载时也会导致有误差出现。这种误差会导致电力系统的计量数据偏高，引起用户的不满。
（二）二次绕组的误差
二次绕组一样具有电阻，也会出现漏抗的现象。因此也会导致空载、负载时的误差。另外，二次绕组的铁芯会出现励磁电流，这一现象会造成非线性的空载误差。
（三）容性误差
一次绕组还会出现容性漏电流的现象，这就会导致容性误差。一般是因为负荷导纳引起的漏电流现象。
这些误差都是互感器本身的特性导致在工作中产生的，要进行安装前的测试和消除。
三、互感器误差现场测试技术
为了对这些误差在安装测量仪时就进行消除，我们先进行测试，寻找误差。在消除了误差后，还需要在其运行时间段内进行周期性的检测和调整。一般采取以下的几种方式进行现场测试。
（一）传统误差测试方法
传统的误差测试方法发展了较长的一段时间，已经有了较为成熟的体系和技术支持，能够满足较高精度的测试。首先，需要使用外界电源为电路提供一个数额较大的回路的电流，这一过程需要使用变压器这一装置。然后，将互感器与外界提供的电路进行串联，使用互感器测量器电流。最后通过缩减已知电流与互感器测量电流的差别来调整互感器的误差。这一方法测量较为准确，但是也有很多缺点：首先，需要对电流进行升高，这一仪器一般体积较大，运输不便，消耗人力较多；其次，对电流较高的电路进行测量有一定的危险性，一旦发生事故，会危及工作人员的生命安全；最后，这种测量范式不方便周期性的进行，导致误差总会出现。因为这些原因，传统的误差测试方法逐渐被淘汰，只是在一些精度较高或条件特殊的情况使用这一方法。
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（二 ）电流互感器误差分析仪
最近几年，科学技术的进步带来了一种叫做电流互感器误差分析仪的仪器。首先通过这种仪器，对电流互感器通入电流，测量其各项参数。然后将这些得到的数据利用计算机技术进行智能分析，处理后建立数学模型。最后通过对模型的计算来寻找互感器的误差所在。这种通过模型计算误差的方法工作效率较高；而且这种方法自动智能化较高，仪器的体积比较小，安全性能也在一定程度得到了保障，因此，正处于推广阶段。但是，这种方法的原理无法保证其达到100%准确，因此其测量技术需要发展改善。这种分析可运用二次加压的分析方法，这一方法规避了人为因素对分析的影响，但其分析系统本身的缺陷仍然存在。通过技术的发展和经验的补充，这项分析技术会越来越成熟。例如，随着未来计算机的智能学习发展，可能会被运用在误差分析中，这就为其提供了海量的数据和经验，帮助其进行准确的分析。
（三）误差分析
1、我国已有的计量要求标准对传统互感器的测量误差有如下要求：测量误差不能大于互感器误差的20%；测量仪器的误差不能大于10%。一旦误差过大，可能是数据测量过程中的不合理导致的，与互感器本身并无关联；还可能是互感器本身有较大的结构、材料问题，导致其运作失准。因此，在误差较大的情况下，要检查互感器是否正常；接下来再检查仪器是否正常。若两者皆正常，进行二次测量。
2、电流互感器分析仪的检测方式不同，仪器的构造简单，误差是经由计算得来的。因此，它对于误差标准几乎没有要求。这种方法是利用计算机技术对互感器施加电压两次，比较两次的差别从而得出误差。这一方法对仪器的精度要求较高，它受外界的影响较少。但是需要较高的智能化，因此需要科研人员对其进行性能提升。
3、两种误差分析时，都需要保证数据的真实性，需要存留最开始的数据。另外，允许电力计量存在符合标准的误差，这些误差是不可避免的，只要不对测量结果产生影响就是合乎标准的。保留最开始的数据可以方便后续的检查工作，对这些误差进行调整后，需要人为活动来进行确认。
四、互感器误差校准
在检查到互感器的误差后，我们采取一些方法进行误差的校准，从而使仪器能够测量出满足使用精度的准确数据。主要有以下两种方法。
（一）间接对比法
再利用这一方法进行误差分析之前，需要利用传统的误差测量方法进行测量得到数据；然后在利用互感器误差分析仪测量，得到数据。最后，将两组数据进行对比，得出它们测量的差距。如果它们之间的差距符合标注，即小于规定的某一数值，则检验结果是合理的；反之，检验结果不合格。在使用间接对比法时，要注意，在测量时，要保持单一变量，即除了更换测量仪器外，其他的因子都不能改变。首先，不能改变互感器的电流等参数；其次，不能改互感器的工作状态，例如尽量保持在同一时间段内进行测量，不能一个在刚开机时进行测量，另一个是运行一段时间后进行测量；最后，尽量满足同一个人用相同的手法在相同的状态下进行测量。一般使两次测量在测量时间上紧挨着，并且不进行任（何除了更换仪器外）操作，可以满足这三点要求。要注意，在更换中先断电源，然后两次测量都在相同的运行时间后进行。
（二）整体检定法
这一方法需要科研人员制定电流的比例标准。在这一标注下进行互感器误差分析仪的测量，将测量的各项数据都进行分析。查找其与标准比例下，之前确定的数据的差异。这些差异就是仪器或测量过程的误差。如果这些误差在规定范围内，此次仪器的测量结果为有效；反之，则无效。这一方法需要先进行一次保证合格的测量，对其数据进行分析，建立一个合格测量得到数据的样本。在以后的测量中，与其比较，主要比较导纳等数据的差异。这一方法测量过程较为简单，但需要运用到一些技术含量较高的设备。例如电子互感器分析仪等，这就需要科研人员提升仪器的质量，满足其使用要求。
五、技术优化
在对电力计量进行误差分析时，我们需要从以下几方面，进行现场测试技术的优化加强。
（一）装置先进
在对电力系统中互感器进行误差测量时，我们要提升测量的精度，首先需要规避仪器对测量的影响。第一，要选择精度较高、受环境影响较低的仪器，例如在电流的测量中，磁场是不可避免的，因此在选择时尽量选择受磁场影响低的仪器。第二，要选择操作快捷的仪器，例如我国的电子式的互感器分析仪，其精度、操作方便程度都比较高。
（二）减少整体误差
在互感器误差分析中，除了设备带来的误差，还有分析方案的不合理带来误差。这种误差是可以通过改进方案来避免或减小的。在分析过程中，要尽力避免人为因素带来的误差。所以，需要加大误差测量的自动化进程，自动化、机械化的测量能够规避不同人的不同操作习惯、相同人的不同状态带来的影响。
（三）增强分析处理能力
在采集到数据后，对这些数据进行分析的能力也需要加强。主要通过加强设备的处理能力增强其准确度，另外需要将互联网技术与之较高程度的融合。这种融合能够有效的增强数据的合理性、准确性。对数据进行合理的分析，能够有效的降低误差，提升测试得出数据的应用效率。
六、结束语：
电力系统的计量准确是收费的重要基础，一般采取电流互感器进行计量。在计量过程中，会出现误差，对这些误差在安装之前就要进行排查和处理，并且在后期的运营期间还需要不断的周期性的检查。一般有传统的方法、运用互感器误差分析仪这两种方法。前一种方法测量较为准确，但操作不便，且具有安全隐患；后一种方法方便操作，环境安全，但数据的准确性仍在发展中。可以预见，随着技术的进步，未来会更多运用分析仪。期待技术的进步带来更先进、准确的误差分析、调整技术。
参考文献：
[1]罗志坤.电能计量在线监测与远程校准系统的研制[D].湖南大学,2016.
[2]马海涛,刘亚骑.电力计量互感器误差的现场测试技术研究[J].通信电源技术,2016,02:87-88.
[3]王丹.电力系统计量中互感器误差的现场测试技术[J].黑龙江科技信息,2016,16:130.
[4]杜斌峰.电力系统计量中互感器误差的现场测试技术[J].技术与市场,2017,03:127.
[5]黄亚志.浅谈电力计量互感器误差的现场测试技术[J].科技创新与应用,2014,34:212.
论文作者:张娜
论文发表刊物:《电力设备》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/14
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