（本溪供电公司 辽宁本溪 117000）
摘要：互感器是作为可以将电压和电流按比例进行变换的一种设备，通过对互感器的利用，使测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化和小型化得以完全的实现，同时其对保护人身和设备的安全也起到了非常重要的作用。目前在电能计量装置中，互感器已作为其非常重要的组成部分，直接关系着计量装置的准确程度。所以通过对互感器常见一些问题的了解，从而使其减少对计量装置准确度的影响，提高计量装置的精准度。文章从电能计量与互感器入手，分析了电能计量装置中互感器的常见问题，并进一步对电能装置中互感器的合理配置进行了具体阐述。
关键词：电能计量；互感器；误差；配置
1电流互感器的工作原理与误差分析
1.1电流互感器的工作原理
通常我们所使用的变压器以及电流互感器不管是在运作的基本原理上还是在内部结构的构造上都是一致的，构成部分为两个绕组，也就是匝数分别为N1和N2的一次和二次绕组共同构成，这两个绕组相互之间是绝缘的，而且同时在闭合铁心上进行缠绕。将待测电路与一次绕组以及电流表当中的电流线圈与二次绕组串联起来，由于电能表当中的电流线圈造成的内阻小到可以忽略不计，因此这时电流互感器和变压器并无二异，该变压器在运行的过程中为二次短路。电流互感器的磁路会形成磁通密度，在对磁通密度进行设计的过程中，通常范围都会较低，一般会控制在0.08-0.1T之间，造成的磁损耗也很小。
1.2电流互感器的误差分析
在实际工作过程中，电流互感器会出现一定的电流比差ΔI和相位角差。其中：比差ΔI=（Kn I2- I1）/ I1×100%:式中Kn--额定变流比；I1--一次电流值；I2--二次电流值。角差：电流互感器二次电流值I2逆时针旋转180°后，与一次电流相量间的夹角，并规定I2超前I1时，误差为正，反之为负。该误差无法消除只能尽量降低，也就是说实际产生的电流比会跟额定电流比出现一定程度的差异。
电流互感器产生的误差是由于励磁电流而引起的，只能通过有效的方法来控制励磁电流从而降低误差大小，无法彻底消除电流互感器的励磁电流，因此最终的测量结果总是会有误差。运行中的电流互感器，其误差与一次电流、频率、波形、环境温度的变化及二次负荷、相位角的大小等工作条件有关：
(1)当电流互感器一次电流增大时，误差减小；当一次电流超过额定值数倍时，电流互感器将工作在磁化曲线的非线性部分，电流的比差和角差都将增加。
(2)二次回路阻抗Z2加大，影响比差增大较多，角差增大较少；功率因数cos降低，使比差增大，而角误差减小；
(3)电源频率对误差影响一般不大，当频率增加时，开始时误差稍有减小，而后则不断增大。
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因为电流互感器的主要作用原理是铁心线圈的电磁感应，所以铁心线圈磁化曲线具有的非线性也会造成一定程度的误差。在计量电能的过程中出现误差，这可以说是铁心式电流互感器的一个最致命的缺陷，当一次电流超过额定值数倍时，电流互感器将工作在磁化曲线的非线性部分，电流的比差和角差都将增加。所以在运行过程中一定不能出现TA过载的现象。
另外，剩磁也是电流互感器出现误差的一重要个原因。剩磁的具体大小跟一次电流开断瞬间铁心当中的磁通有密切关系，在发生短路之后，决定磁通的因素主要包括稳态周期性短路电流以及二次回路阻抗等，在一次电流互感器处于饱和状态之时断路器发生跳闸现象那么剩磁会达到最大。因此，对于电流互感器来说，剩磁会降低铁心的磁导率，还会呈现非线性的增加状态，与此同时，互感器励磁阻抗Z0会不断降低，而励磁电流I0则不断加大，互感器的误差逐渐开始向负方向发生变化，最终出现计量电量较少的情况
2降低电能计量装置综合误差的措施
2.1减小负载，以减小回路电流，从而减小回路压降
二次回路中之所以产生压降，是因为电流的存在，若电流等于零，则不管回路阻抗如何，都将使压降等于零。
2.2减小电压互感器二次回路压降
（1）设置计量专用的二次回路。对重要电能表装设专用的PT二次回路将电能表的二次回路与其他表计、继电保护装置等回路分开，直接由PT二次端子单引专用电缆线至电能表。
（2）对10kV侧计量可将电能表装在靠近PT的开关室这样可大大缩短二次导线长度，从而可以大大减少二次回路压降及其引起的计量误差，但开关室的温度随季节变化较大，故这只适用于开关室、保护室在一起的场所，必须采用温度特性好，附加误差小的电能表才可行。
（3）加粗电压互感器二次导线截面，减少接点接触电阻。互感器二次回路的连接导线应采用铜质单芯绝缘线，电压二次回路连接导线截面应按允许电压降计算确定，至少应不小于2.5mm2。
2.3根据互感器的误差合理配对
从互感器的合成误差计算公式来看，互感器的合成误差与比差、角差有关，所以，安装时应将互感器合理配对，尽量做到接人电能表同一元件的电流互感器、电压互感器的比差符号相反、数值相近或相等；角差符号相同、数值相近或相等，从而得到较小的合成误差。
2.4尽量使互感器运行在额定负载内
若互感器运行在非额定负载内，从而降低互感器准确度，增大互感器合成误差。
3电能计量装置中互感器的合理配置
3.1电流互感器的配置
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，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。
3.2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100V，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，必须要注意到互感器的接线图，通常电压互感器的各相负载并不相等，所以在考虑时应以最大的一相为依据。
3.3电流、电压互感器的组合配对
针对电流、电压互感器的误差，进行组合配对，保证互感器合成误差尽量小。配对原则是最大程度配用电流互感器和电压互感器的比差符号相反，数值相等或相近；角差符号相同，数值相等或相近。这样，可以忽略互感器的合成误差，最大限度减少计量装置综合误差。
4结论
为了提高测量准确度以及继电保护装置的可靠性，仅仅依靠提高互感器本身的设计性能是不够的，还必须保证选择合适规格的电流互感器，使其按标称的准确级工作，进而利用互感器的工作原理可采取各种措施用以减小互感器误差，使之工作于最佳状态。
参考文献：
[1]DL/T448-2000电能计量装置技术管理规程[S].
[2]JJG313-2010测量用电流互感器[S].
论文作者:刘丽红
论文发表刊物:《电力设备》2017年第35期
论文发表时间:2018/5/8
标签：互感器论文; 误差论文; 电流论文; 电压互感器论文; 电流互感器论文; 回路论文; 电能论文; 《电力设备》2017年第35期论文;