(贵州航天凯山石油仪器有限公司 贵州贵阳 550009)
【摘要】电力计量工作是电力企业发展中十分重要的内容，电力计量互感器在电力计量方面起到很大作用。然而，在电力计量互感器实际应用过程中不可避免地会产生一定误差，从而对电能计量产生不利影响。为能够尽可能减小电力计量互感器误差，应选择科学技术方法实施现场测试，使电力计量互感器误差尽可能减少，提高电力计量水平。
【关键词】电力计量互感器；误差；现场测试技术
一、计量工作中的互感器误差来源
电流互感器存在的误差原因。电力系统的计量工作中互感器存在合成误差，主要是电能计量装置电压互感器、电流互感器运行期间存在的实际误差。理论上，电流互感器的励磁电流应为0，在数值上一次、二次绕组的电流相位是相同的，但实际上，电流互感器铁芯受结构、材料性能等多种原因的影响，导致其存在励磁电流，从而产生的一定误差。电压互感器存在的误差原因。①一次绕组电阻、漏抗导致空载与负载误差的存在。②二次绕组电阻、漏抗呈现的空载、负载误差，特别是铁芯励磁电流引起的非线性空载误差。③一次侧荣性蚀漏电流存在的荣兴误差，导致该现象存在的原因为激磁导纳、负荷导纳有关。
二、电力计量互感器误差的现场测试技术
2.1现场闭环测试系统设计
稳定电力计量源产生一次电力计量通过电力计量比较仪和被测电力计量互感器，直流电子式互感器校验仪标准模拟量接口接收电力计量比较仪输出电流信号并经标准电阻器变换的模拟量电压信号，将其作为标准信号。若被测电力计量互感器为模拟量输出型，其输出二次模拟信号接至校验仪被测模拟量接口；若被测电力计量互感器为各类型(FT3等)数字量输出式，校验仪通过FPGA实现DCCT的数字接口并进行报文解析，最后将采集的信号上传至数据分析处理单元进行计算，进而实现电力计量互感器的直流准确度、谐波准确度和时间特性测试。
2.2标准传感头设计
电力计量互感器在线校验与离线校验相比研究的难点在于，需要考虑在带电情况下，设计出具有高精度传感技术的互感器。为了方便接入线路，设计的电流互感器通常为钳形结构。使用最普遍的为铁芯线圈电流互感器，其优点是测量精度高，缺点在于互感器接入线路，安装过程中存在气隙，气隙会影响测量精度。为了进一步提高测量准确度，设计了基于PCB板的钳形空心线圈电流互感器，具有测量动态范围广、频带宽等优点。基于印刷电路板的特点使得线圈制造简单，生产成本低，同时避免了手工绕线产生的误差。钳形线圈的设计便于互感器接入线路，但是同时线圈容易受到开口气隙的影响。为了验证PCB空心线圈是否能够满足精度要求，针对开口气隙与误差的关系进行了仿真。误差随着开口气隙增大而增大，但是控制气隙在0.1mm范围内，误差小于0.05%，可以达到准确度0.05级要求。
2.3双级互感器作标准互感器使用误差超差
某验收单位应用标准电流互感器为双级电流互感器对用户产品进行验收试验时，因错误接线判定该批次互感器不合格。电流校验仪和双级电流互感器都是基于电流比例标准，是用来检定高精度电流互感器误差的，CT0为标准互感器，CTx为被试电流互感器，如果接线错误就将导致检验仪的差流回路给双级电流互感器附加的双级负荷不同。对于双级电压互感器作标准电压互感器使用，PT0为标准互感器，PTx为被试电压互感器。
2.4使用先进现场装置
要降低电力计量互感器的测量精度，首先应采购先进的测量设备。目前，我国已经对电力计量设备进行了多年研究，国产的电力计量互感测试仪在性能上已经达到与世界先进国家持平的状态，更换设备时可以优先考虑国产设备。现代化的电力计量互感器需要具备较高的智能化水平，合理利用通信传输技术，将测量结果实时呈现于显示屏。根据日益复杂的现场测试环境制订严格的测量规程，确保电磁信号在日益复杂的环境中能够避免干扰，完成精确测量。
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2.5基于实时采样反馈的高稳定电力计量源
作为电力计量互感器现场校准系统核心模块的高稳定电力计量源，为了减小设备体积及重量，电力计量源采用开关电源的结构，由于电源自身设计的准确度和稳定性不高，难以确保输出电流由接近零值稳定上升至被测试电力计量互感器的额定电流的准确度优于0.05%。为了解决高稳定电力计量源的准确度及稳定性，现场校准试验中，提出基于电力计量比较仪实时反馈控制技术，采用电力计量比较仪作为电力计量采样环节，采用多级稳压和多模块并联控制提升系统的输出电流稳定度和准确度。通过增加控制策略以确保设置电流与输出电流的误差，将输出电流稳定度从0.1%提升至10%额定值以上到最大量程范围内稳定度优于0.05%，实现与直流比较仪同数量级的稳定度和准确度，达到一体化标准源的效果。
2.6电流互感器误差超差
某试验机构对LA-10型(150/5､5VA､0.2级）电流互感器进行试验，结果判定误差超差。经现场查实为该部门的误差装置没有对二次引线电阻进行匹配，导线又细又长，电阻太大，造成误差超差。对引线电阻调整后，误差全部合格。分析后，发现其原因是该部门错误地使用测量标准互感器误差的方法来推断装置测量可靠性，认为引线电阻对标准互感器误差影响不大。
三、电力计量互感器误差的现场测试技术优化
3.1选择先进的现场装置
在电力计量互感器误差现场测试技术应用过程中，要提高测量精确度，在应用过程中应选择现代化先进现场装置：其一，应关注及使用国产电子式电流互感测试器，因为该仪器在计量方面更加快捷方便，能够使其精确度及技术自动化得到有效提升；其二，电力计量互感器使用时，其负载箱产生的误差比较小，测试参数也比较小，外磁场影响也相对比较低。
3.2将整体检测误差减少
电力计量互感器误差的现场测试技术过程中关键点是防止出现技术误差，特别应当注意使整体检测误差减少。首先，认识电力计量互感器装置，保证适当数量，对于被校电流互感器可用仪器施加二次电源。其次，在对电力计量互感器误差进行现场测试时，可提前对实际工作状态进行模拟，对于相关仪器应当选择自动化管理。最后，比较测试参数、外磁场影响及负载箱等方面，使电流互感器误差尽可能减少。现场测试技术选择自动化管理，使现场测试工作效率得到了有效提高，并尽可能减少了误差。
3.3增强设备信息分析能力
提高电力计量互感器误差的现场测试技术，使仪器设备信息分析能力增强，并且增强相关技术精确度。其一，在应用电力计量互感器误差的现场测试技术时，首先将自动化网络系统通信设备综合起来，对于电压互感器及电流互感器可适当增加独立完整设备。其二，可依据不同电子计量来对其信息调试及检验进行合理分析，可分为几个等级进行分配，即最重要、重要及一般。其三，加强培养电压互感器及电流互感器相关技术人才，提高分析仪器及设备的能力，尽可能减少电力测量互感器产生的误差，使电力计量得到更好发展。
结语
综上所述，与传统的互感器误差的检验方式相比，新型的电流互感器误差分析仪可以有效的提高检验工作的效率，降低工作中耗费的人力和物力，但新型电流互感器误差分析仪的使用仍然受到一定的限制，有很多需要解决的问题，因此误差分析仪仍然具有很大的研究进步空间。
参考文献:
[1]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.
[2]田静.电力计量互感器误差的现场测试技术探讨[J].科技与企业，2015，（16）：196.
论文作者:王先鹏
论文发表刊物:《电力设备》2019年第19期
论文发表时间:2020/1/15
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