浅谈电网系统中电流互感器对电能计量的影响

作者:阳光小晴天来源:头条号网址:https://www.toutiao.com/item/6838099297980908044/

【摘要】在电力系统中设备运行要由很多元器件构成一个主体,在其中更为重要的就是电流互感器,在电流饱和或者剩磁现象出现时,注入的电能计量装置的电流就会产生畸变,就会以波形的形式存在,波形的存在会对计量表得到的数据产生误差,所以说电流互感器对计量电能产生十分重要的影响。

关键词:电流互感器;电能计量;影响作用

0 概述

电力计量装置主要是由电流互感器、电能表和二次回路组成的,且电流互感器是这些设备中的重要设备,同时也是电能计量准确性的重要保证之一。不仅如此,在目前的电力系统中,电流互感器也有着非常重要的作用,但这种设备在出现饱和或剩磁现象的时候,就会使得电能计量装置中的电流出现一定的波动,从而大大影响了电能计量的精准性。下面就电流互感器和电能计量在电力应用过程中出现的问题,谈一谈消除其影响的策略。

1 电流互感器的工作原理

在我们日常生活中经常会接触到变压器,我们使用的所有电能都是经过变压器转换而来的,电流互感器在原理和结构上和变压器基本相同,都是由两个互相绝缘的绕组组成,其中包括一次绕组和二次绕组,用符号表示分别是N1和N2,其内部结构图和接线图分别是:

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图1 电流互感器内部结构图及电流互感器接线图

变压器的运行之所以被称为是二次短路,其实是指串联被测电路和一次绕组,二次绕组,电能表组成,然而电能表本身内阻十分小,这就相当于电流互感器基本就是一个变压器。磁通密度在具体范围内一般是位于0.08和0.1T之间的,I0N1表示的是激磁安匝数很小,I1N1表示一次安匝数,图2详细地描述了电流互感器 对应的相量图,图中表示铁心中I0N1建立的磁通,U2表示二次感应电压,二次回路中的电流I2,如果用公式表示就是:

I1N1+I2N2=I0N1由于I0N1十分小,几乎就可以表示为I1N1+I2N2=0,这就说明I1N1和I2N2就是基本平衡的,大小相等方向相反的两个相量,所以I1N1=I2N2。

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图2 电流互感器的相量图

2 电流互感器对电能计量的影响

2.1 电能表选用不合理

在电能计量装置的实际运用中,由于电能用户的负荷电流变化 幅度较大等类似情况,使得电流互感器长期处于低载负荷点上运行,从而使得电能计量发生误差。此外当用电能表和实际测量电能的相、线参数不一致的时候,就会引起一定的附加误差,并且因为三相不平衡,使得中性点附近还存在着少量的电流,进而产生附加误差,目前电子式电能表的误差源主要在于电压采样器和电流采样器。当前部分电子式电能表的电流采样器由锰铜合金板制成,其温度系数小,电阻随温度变化而发生非线性变化。这会引起电子式电能表误差对温度影响呈现非线性变化。

2.2 电压互感器的电压降

根据相应的电力知,当负载电流通过电压互感器的串接点接触电阻以及二次线本身的电阻,会产生一定的电压降,从而使得电能表和电压互感器两端的电压不相符,电能计量也会因此产生一定的误差。

2.3 电流互感器的选用不合理

当一次绕组中流过电流I1时,在一次绕组上就会存在一次磁动势I1W1。根据电磁感应和磁动势平衡原理,在二次绕组中就会产生感应电流I2,并以二次磁动势I2W2去抵消一次磁动势I1W1。在实际中,要使电磁感应这一能量转换形式持续存在,就必须持续供给铁芯一个激磁磁动势I0W1,方程式变为I1W1+I2W2=I0W1。可见,激磁磁动势的存在,是电流互感器产生误差的主要原因。激磁磁动势对互感器的具体影响体现在互感器的角差和比差。根据互感器的特性可以知道,只有保证一次电流在额定电流的百分之三十与百分之六十之间,才能使互感器达到状态,从而大大减小电流互感器的误差。而目前对于电流互感器的选择在此类标准方面的要求还过低,甚至有些电流互感器远远不符合上述标准 , 加大了电能计量工作达到精准性的难度。

3 如何减小电流互感器对电能计量产生的误差

3.1 一次电流及二次负荷

在确定电流互感器额定一次电流的时候,应该使其在正常工作中的实际负荷在额定负荷的百分之三十和百分之六十之间,如果不能保证此点要求,那么就应该选择高动热的稳定电流互感器,使变比减少,达到电能计量的精度要求。对电流互感器的额定电流进行科学合理的选择。能够使电流互感器时刻都工作在状态上,从而削减电能计量的误差。并且还应采用专用的计量用互感器或专用的高精度电流互感器计量用绕组。

3.2 电流互感器的选择

二次负荷在电流互感器中主要是指外接导线的电阻、电流线圈和电能表阻抗以及接触电阻。因此在对电流互流器进行选择的时候 ,应该从这三个方面综合的考虑电流互感器的二次容量大小,同时尽量选择在电流回路中阻抗较低的电能表,比如电子式电能表等。此外还能够用减小外接电阻等方法,进一步的增加电能计量的精度。

3.3 采用高精度“s”电流互感器

在实际的电能运输中,一些电路的负荷电流经常在不到额定负荷百分之三十的电能表中运行。这要求供电企业必须采购“s”级电流互感器,以保障电能计量在1%-120%负荷之间的准确计量。

3.4 调整电流互感器的误差

总体来说,电能计量的误差还是主要取决于互感器的误差和电能能表本身的误差。因此在电能计量装置的实际运用中,应该结合运行环境的特点,对电流互感器和电压互感器进行科学合理的误差补偿,从而减小互感器产生的误差。除此之外,还 可以对某些相的电压互感器和电流互感器的角差及比差进行合适的调整,从而使得两类互感器在进行合成的时候,其产生的误差被降到最低,进而大大增加电能计量的准确性。

4.安科瑞AKH-0.66G 计量型电流互感器介绍

● 产品特点

产品翻盖式设计,外形美观,接线方便。翻盖材料选用透明聚碳酸酯,能清楚看到二次引线接线情况。AKH-0.66/G型电流互感器专用于工业计量,与电能表配套使用,计量准确可靠。计量型互感器精度有0.2、0.5s、0.2s可选。

● 型号说明

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● 规格尺寸

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5 总结

随着社会经济的进一步发展,人们对于电能的应用也将越来越广泛。而电能计量作为电力应用的重要部分,在未来的发展中也将会有其新的意义和内涵。本文通过科学的论述,解释了电流互感器产生误差的主要原因就是因为铁心消耗了励磁电流,并且在使用中也少计了很多的电量。因此,作为一名电能计量管理人员,在当下更应该对电流互感器的核心内容进行深入的了解,结合电流互感器在使用中对电能计量的影响因素,尽可能的保证电能计量的精准性,从而提高电力企业的经济效益。




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