计量用电流互感器

计量用电流互感器（精选10篇）

计量用电流互感器 篇1

近年来, 10 V计量用电压互感器故障率突然持续偏高, 且故障集中在近年采购的某些品牌同批次产品中[1]。这些电压互感器往往在投运一个月到半年内, 便出现不明原因的损坏情况。由于故障率过高, 最终在正常使用年限前将整批次电压互感器予以更换, 耗费大量人力物力, 期间造成较大的经济损失[2,3]。

每批次产品均严格按照相关计量技术要求进行到货检查和送检, 但是上述情况仍时有发生。侧面反映出目前检查、检测方法存在不足, 未能及时发现电压互感器内部存在的质量缺陷, 导致电压互感器在正常使用条件下运行较短时间便出现内部短路、爆裂等损坏情况[4,5,6,7,8]。

针对上述情况, 本文利用目前供电局库存的电压互感器作为样本, 从互感器的静态功耗、交流阻抗、直流电阻三方面进行分析, 找出在正常运行条件下, 故障率过高与电压互感器测量参数的关系。

1 10 k V计量用电压互感器静态功耗分析

10 k V计量用电压互感器静态功耗分析, 主要考察互感器在额定工作电压下不同负载状态下的实际功耗, 目的是研究由于静态功耗过高引起的发热导致绝缘损坏的可能性。

用直接测量法测量10 k V电压互感器静态功耗, 其原理如图1 所示。利用升压器对电压互感器一次侧施加额定电压, 测量电压互感器一次侧带不同的二次负荷时的输入功率P0, 则可推算出该电压互感器在带该二次负载时的静态功耗P。表达式如下:

式 (1) 中:P为电压互感器在带二次负载时的静态功耗, P0为输入功率, PX为二次负载有功功率。

目前没有可以直接测量电压互感器一次侧功率的设备。如果使用额外的互感器测量一次电压, 在一次侧串入电流表以监测电流, 会得到一次侧的视在功率。在无法确定功率因素的情况下, 将无法推算出电压互感器的静态功耗P。要监测一次侧的功率因素, 必须用电流互感器变换一次侧电流后才可测量, 但由于在额定电压下一次侧电流不到10 m A, 市场上也没有合适的电流互感器, 因此仍无法实现功耗测量。

要测量电压互感器静态功耗, 则必须采用一种新型测量方法, 可以同时监测输入功率和输出功率。经研究, 可采用双互感器高压对等低压侧测量法, 原理图如图2。图中TV1、TV2 为2 台同厂家同型号同批次的10 k V计量用电压互感器, 将其一次侧并联, TV1二次侧分别接入0%、25%、100%额定负载, 从TV2二次侧用调压器加入额定电压100 V, 同时利用多功能测量装置监测TV2 二次侧输入电压、电流及总输入功率。由于2 台电压互感器一次侧并联, 一次侧电流、电压、功率均相等, 因此每台互感器静态功耗应为总静态功耗的一半, 即:

从供电局库存的5 个品牌电压互感器中各抽取一组电压互感器作为样品测量其静态功耗, 测试数据如表1所示。

从表1可知, 每台互感器在额定电压下满载时的静态功耗最高值为4.78 W, 最低值为2.57 W, 属于较低功耗范围, 因此可以排除由于静态功耗过高, 引起发热, 从而导致绝缘损坏的可能。

2 10 k V计量用电压互感器交流阻抗及直流电阻分析

10 k V计量用电压互感器交流阻抗分析, 主要观察在不同负载状态下, 电压互感器交流阻抗的变化, 考察电压互感器是否有足够高的阻抗, 可以抵御操作过电压或雷电的冲击。研究电压互感器因阻抗异常, 抗冲击能力下降, 导致电压冲击波下容易损坏的可能性。

测量电压互感器交流阻抗的原理如图3 所示。在电压互感器二次侧接负载箱, 一次侧输入交流电压200 V。在电压互感器的一次侧串接电阻R, 用电压表监测电阻R在不同负载的情况下压降UR。因此, 电压互感器的一次交流阻抗Z有如下表达式:

此处的一次交流阻抗还包括二次负载折算到一次侧的阻抗, 由于在实际运行中必然有二次负载, 因此二次负载折算到一次侧的阻抗值也一并纳入电压互感器一次交流阻抗中计算。

从供电局库存的5 个品牌电压互感器中各抽取两台电压互感器作为样品测量其交流阻抗, 测试中R取27 kΩ, 测量0%、25%、100%三个额定负载点, 测试数据如表2, 其中串联电阻大小为27 kΩ。

从表2 数据中可知, 每台互感器在200 V下满载时交流阻抗最大值4 794.43 kΩ, 最小值为3 156.96 kΩ。由于阻抗是表示元件性能的物理量, 其大小与电压无关。因此, 样品电压互感器在10 k V下满载时一次交流阻抗的最大值为4 794.43 kΩ, 最小值为3 156.96 kΩ。

10 k V计量用电压互感器一次绕组直流电阻分析, 主要考察电压互感器一次线圈的直流电阻, 尝试确定其一次直流电阻的大小与故障率高低之间的关系。

从供电局库存的5 个品牌电压互感器中各抽取两台电压互感器作为样品测量其一次直流电阻, 测试数据如表3。

从表3 数据中可知, 样品电压互感器一次直流电阻最大值为9.61 kΩ, 最小值为3.90 kΩ。由于一次线圈的导线为截面均匀的电阻, 因此有如下表达式:

式 (4) 中:ρ为电阻材料的电阻率, L为电阻体的长度, S为电阻体的截面积。

根据电压互感器相关行业制造标准, 10 k V电压互感器的铁芯大小、一次线圈匝数及材质均有行业标准。由于一次绕组匝数达到10万匝, 过多或过少均会影响其稳定性, 因此, 可认为一次绕组的线圈导线长度L相等、电阻率ρ相同。故电压互感器一次直流电阻的区别主要在于电阻体的截面积S, 即一次线圈漆包线的线径。又由于线圈的漆包线线径决定线圈载流量, 其关系如表4 所示。

电压互感器承受的最高冲击电压可参考用户侧10 k V进线避雷器的放电电压, 依据电气装置安装工程电气设备交接试验标准GB50150-2006及南网电设用户侧10 k V进线避雷器的额定电压一般选取17 k V, 按交流阻抗最低值3 156.96 kΩ对应的最大冲击电流为5.38 m A, 参照表4 所列参数, 一次线圈线径大于0.07 mm的电压互感器的可承受该冲击电流。

电压互感器一次绕组线径的大小是决定电压互感器质量的一个重要因素。从两个方法研究电压互感器的一次绕组, 一次交流阻抗反映其抗电压冲击的能力, 而直流电阻则更直接反映其一次线圈材质质量。因此电压互感器的一次绕组直流电阻可作为一个电压互感器的测试指标。

3 10 k V电压互感器一次绕组直流电阻取值合理范围及其离散性的分析

由于影响电压互感器一次绕组直流电阻的因素有很多, 使用方可采用的研究方法非常有限, 因此只能结合使用经验, 推测出10 k V电压互感器一次绕组直流电阻的合理取值范围。在实际使用中, 品牌A、B的年故障率相对其他3个品牌的电压互感器高出65%, 因此用品牌A、B与其他3个品牌的电压互感器的一次绕组直流电阻抽样测试数据分别比对。如表3所示, 5个品牌的直流电阻的均值分别为:9.58 kΩ、7.94 kΩ、6.21 kΩ、5.78 kΩ、3.93 kΩ。品牌A的10 k V电压互感器的一次绕组阻值最大, 分别比品牌C、D、E的高出54.27%、65.74%、143.77%;品牌B的10 k V电压互感器的一次绕组阻值次之, 分别比品牌C、D、E的高出27.86%、37.37%、102.04%。

在电压互感器一次绕组圈数固定的情况下, 造成直流电阻偏高是电压互感器一次绕组采用了直径较小的漆包线绕制, 而直径较小的漆包线由于制造工艺的原因其圆度和绝缘漆面的均匀度较难保证, 如果互感器制造厂在漆包线进货绝缘针孔试验时把关不严, 导致绝缘不合格的漆包线材料用于互感器的制造, 这样的互感器运行中很容易出现一次绕组匝间短路, 由于短路环的存在, 必然导致局部发热, 并引起互感器出现更大范围的一次绕组匝间短路和层间短路, 最终无法承受额定工作电压而爆裂烧坏, 这可能是造成故障率较高的品牌A、B的电压互感器在运行中出现损坏的重要原因。

10 k V计量用电压互感器一次绕组直流电阻离散度分析, 主要采用STDEVP分析同品牌同型号同批次的产品的一次直流电阻的稳定性。STDEVP即基于以参数形式给出的整个样本总体计算标准偏差。标准偏差反映相对于平均值的离散程度。其数学表达式如下:

式 (5) 中Xi为第i个样本测试值, Xˉ为样本平均值, n为样本个数。

取局库存的品牌A和品牌D的10k V电压互感器各一个批次的产品进行一次绕组直流电阻阻值测试, 其中品牌A的型号是JDZ72-10, 品牌D的型号是JDZ10 (G) -10B3, 样本容量都是30 台, 测试数据如表5所示。

通过数据分析可知, 在抽样测试中, 品牌A的10 k V电压互感器一次绕组直流电阻平均值为9.63 kΩ, 群体标准差为0.136 049。品牌D的10 k V互感器一次绕组直流电阻平均值为5.62 kΩ, 群体标准差为0.017 451。通过比较, 库存的10 k V电压互感器, 品牌A的一次绕组直流电阻离散度比品牌D的高679.61%。

根据电压互感器工作原理、设计要求以及现场实物拆解分析, 已定型的同型号同批次产品, 一次线圈的匝数是固定的, 而线圈绕制骨架尺寸是一样的, 因此可认为线圈长度是固定的, 即一次绕组电阻值时固定的。绕制一次绕组排线时, 工艺要求严格, 必须从一边向另一边按顺序均匀绕制。造成直流电阻值离散度偏高的主要原因很可能是线圈绕制时排线不均匀, 同一层线圈出现回绕的现象。由于运行中的互感器每匝线圈的承受的压降相等, 存在这种回绕缺陷的电压互感器, 在回绕线圈处, 匝间将出现比其他正常线圈高几倍的电压, 运行中极容易出现匝间短路, 导致电压互感器烧毁。

电压互感器的一次绕组直流电阻值应有合理的取值范围, 依据经验值, 建议合理范围是3.8 kΩ~6.2 kΩ, 而其一次绕组直流电阻的离散度, 直接反映了整批次产品的制造工艺, 也可作为该批次电压互感器的重要考核指标, 建议同批次10 k V计量用电压互感器的离散性群体标准差要小于0.08。

4 拆解与验证

为验证前文的构想, 对品牌A、 C、 D的10 k V电压互感器进行抽样拆解观察。对3个品牌的互感器从绝缘外壳、屏蔽层、一次线圈分层情况、一次线圈线径和一次线圈直流电阻等5 方面进行观察。在拆解故障率较低的品牌C、D的互感器时, 发现它们浇注的绝缘外壳都较厚, 绝缘外壳下包裹着一层铜皮作为屏蔽层, 屏蔽层与精密绕制的线圈之间还有一层环氧树脂网格布作为绝缘材料, 防止造成短路。整个一次线圈采取多层方式绕制, 匝间排列紧密, 在绕制完一层后, 敷设层间绝缘后再绕制下一层。一次线圈线径方面, 品牌C的为0.20 mm, 品牌D的为0.23 mm。相比之下, 故障率较高品牌A的10 k V电压互感器的绝缘外壳较薄, 无铜屏蔽层, 一次线圈绕制比较松散, 分层较少, 线径仅为0.16 mm。分析对比结果如表6所示。

从表6 知, 品牌A的电压互感器一次线圈直流电阻最大, 一次线圈线径最小, 从而验证了前文的推论, 从一次线圈直流电阻可分析其线径的大小, 从而反映出电压互感器的材质质量。从一次线圈绕制情况来看, 品牌A的线圈绕制松散, 容易出现回绕现象, 因此其一次线圈直流电阻的离散度会偏高, 也验证了前文的推论, 一次绕组直流电阻的离散度, 直接反映了整批次产品的制造工艺质量。

5 结论

本文通过对10 k V计量用电压互感器进行静态功耗、一次交流阻抗及一次线圈直流电阻分析, 发现测量一次线圈直流电阻值与10 k V电压互感器故障的联系。给出10 k V计量用电压互感器稳定运行的一次线圈直流电阻取值合理范围, 并建议以后订货技术合同中增加相关技术要求。同时电压互感器直流电阻值离散性能体现制造时排线工艺水平, 较低离散性能保证良好的绕圈品质, 降低匝间短路的风险, 提高电压互感器运行可靠性。给出同批次10 k V计量用电压互感器的离散性群体标准差, 并将相关参数要求列明在验收技术条件、到货抽检检测规范中。

通过对10 k V计量用电压互感器直流电阻取值合理范围及离散性标准差的研究结果, 提出了相关参数要求, 引导生产厂家管好电压互感器的生产材料、提高制造工艺水平及品质控制管理, 确保使用单位能采购到合格的电压互感器产品。

计量用电流互感器 篇2

实验器材（每一实验小组）：

电源，一只电流表，两个小灯泡（附灯座），一个开关，导线若干条.

教学过程 ：

一、复习电流表使用

1）连接形式

2）量程和分度值

3）读数

二、教师讲解示范

1）连接电路时，一定要把开关打开.使用电源绝对不允许用导线直接跟电源两极相连，以防短路.

2）连线的先后次序.应根据电路图按照一定的顺序连接（一般从电源正极出发），防止漏接或错接.让学生从开始做电学实验就养成这种接线的良好习惯.

3）接线的技能

4）了解实验室用的是什么种类的电源，分清电源的正、负极.

5）电流表先接大量程，实验中合理换用量程.连接电流表时，让电流从电流表的正接线柱流入，从负接线柱流出，

6）连线完毕，对照电路图，按接线的思路顺序检查一遍电路，再闭合开关.

7）对没有把握的电路，用试触（瞬时碰接）的方法，试探接通电路.一般提倡用这种方法.

8）如果发生故障应立即断开电路，然后从电源的一个极出发，逐段检查原因.

9）做好实验纪录.读数要客观，要实事求是.

10）实验结束后，整理好实验器材使其恢复原状.

三、学生对实验提出疑问，并核查本组实验器材

四、学生实验

实验步骤

数据记录

数据分析并得出结论

（以上均参考参考教材）

五、实验结果交流

六、完成实验报告（可作为作业 ）

探究活动

【课题】扩展实验：研究混联电路中干路电流和各支路电流的关系

【组织】小组

【流程】

设计实验电路

设计记录表格

电流互感器对电能计量的影响 篇3

通常情况下，我们在电能的计量上会使用电能表进行计数，一旦出现误差，很容易就会被发现。但是，电流互感器在电能计量上产生的误差，会对整个电能计量结果造成非常复杂的影响，不容易被发现。一旦在电能计量过程中，电流互感器发生故障或者出现计算误差，那么就会给电能计量造成严重的后果。

一、影响电能计量的因素分析

（一）电能表选择不当

通过测试计算数据可以得出，在电能表进行电能计量时，由于用户产生的负荷电流并不具备一定的稳定性，负荷电流量时高时低，或者是负荷电流量要高于电流互感器所规定的电流量。一旦低载负荷点数值长时间处于较低运行状态上，就会导致计量结果出现大的偏差。因为，三相负载中电流量是不平衡的，而中间点一般情况下会存在电流，所以，根据公式Ib=In-Ia-Ic，Ib产生的相应功率较低，因此，就会引发三相电三线电能表测量电能值更多的变化和误差。

（二）电能表自身的问题

经济市场背景下，部分电能表生产商为了在价格战中占有一定位置，直接对所生产的电能表设计做出改变，使用三类磁钢和稀土磁钢作为生产电能表的原材料，这样的做法就导致了电能表质量受到影响。即使通过安装前的性能测试，再投入使用以后，也会因为磁钢质量存在的问题，经常发生断磁现象，致使电能表阻尼力矩降低，电能表实际转速加快，导致实际计量值存在较大的误差。

（三）电压互感器二次导线

通过二次连接导线接触电阻，或者是串接点接触电阻时，这二者都会影响电压互感器的负载电流，进而直接致使电压值降低。由于以上原因，多出电能表的电压值和二次线圈中所产生电压值并不相等，所以计量值上也会产生一定的误差

（四）电流互感器选择不合适

当电流互感器进行工作时，一次电流经过一次绕组，就会使用消耗磁的方法，让二次绕组产生相应的电动势能，然后使铁芯产生磁通量。实际上，铁芯对励磁电流进行消耗的同时，也会造成电流互感器出现测量上的误差。引起这种误差的主要原因是因为互感器比值误差和角差所引起的，而铁芯抗角、铁芯损耗电量角、外接负载阻抗都与比差和角差紧密相关;而互感器电流特性曲线和负载特性盐线的误差特二次负荷在百分之二十五到百分之百之间，一次电流的额定值是是>30%、≦60%，才能保证处在最佳状态上，这种情况下产生的误差不会过大，能够有效的控制在规定范围内。例如，电子表被大范围使用，其中二次负荷最为主要的就是，电能表的阻抗和接触电阻值都要小于机械表，多数电子表的二次负荷值都达不到1VA。

二、有效减少计量误差的措施

（一）复合变比电流互感器

一旦电能表的负荷电流长时间运行在规定的20%负荷线路中，在这种情况下，就可以在互感器中安装能够进行自动计算电流的设备，然后与复合变比电流互感器结合使用，再通过技术人员进行检测。在线路正常运行情况下，电流流量进行确认后，对其指示内容进行宣布，确定计量装置是安装在变比相对较大的线路中，还是安装在变比值相对较小的线路中。因为电流互感器的正常运转，能够有效避免电能计量时误差的产生。

（二）互感器二次容量

想要电能计量值准确，没有误差，就要在电能计量时选择合适、恰当的电流互感器，而互感器选择的重要依据，就要看电流互感器二次容量实际情况，在选择使用电流回路中，选择负荷阻抗较小的电能表。例如，电子式的电能表。尤其是在特殊情况下，还可以采用降低外接导线电阻的方法，从而达到二次容量所要求的标准。

（三）一次电流和二次负荷

在电流互感器正常工作过程中，电流流经互感器时，其大小应该是实际额定电流的60%，如果流经的电流并不符合要求值时，只能够通过降低变比的方式，并且使用热稳定相对较高的互感器，才能保证在实际运行过程中达到最佳状态，进而降低因为电流互感器而产生的误差。

（四）电流互感器的检测

在电流互感器进行工作之前，一定要对其进行细致检查。因为有效的检测可以保证电流互感器能够正常进行运转，技术人员要重点查看互感器的倍率是不是與标志牌上所显示的数值相同;查看其回路的连接是否正确，避免因为疏漏而发生短接的现象;二次端子极性的连接以及换相的接法是否正确，并且还要查看二次回路中是不是存在开路或者是伪接的情况，这些问题都会导致电能计量出现误差。所以对于电压互感器也要进行严格的检测，查看接线是否存在问题，避免可能对电能计量影响的问题出现。

（五）互感器的误差的调节

电能计量的误差是由电能表自身存在的误差和互感器的误差所组成。所以，根据实际情况，就要对工作状态下的互感器所产生的误差进行补偿，力争在最大程度上降低误差，甚至在可能的情况下使误差消失。除此之外，还有一种有效降低电流互感器的方式，通过降低三相电中，任何一相互感器的角差和比值误差来减少误差。

结论

计量用电流互感器 篇4

在互感器及二次回路的运行故障、窃电行为等一直无法得到及时、准确监测。仅靠互感器投运前和停电的周期检定工作无法保障电能计量设备运行的持续正常、稳定和电能计量的可靠、公平。以下对国内互感器及二次回路的在线监测技术发展信息的收集, 总结出四种互感器及二次回路的在线监测技术的应用方法。

2 二次负荷在线测试

目前, 尚无规程或标准要求对PT二次负荷和CT二次负荷进行常规周期测试或在线巡测;仅规定在线路建设或改造后投运前进行检测。实际上, 互感器及二次回路投运后, 随着每次对电能表进行现场精度测试时, 对计量屏上的接线端子进行松开和旋紧等操作;或更换电能表等等因素均有可能导致互感器二次负荷的变化, 这种变化如不采用互感器二次负荷在线测试技术将很难及时发现。常见的二次负荷在线测试的原理如图1所示。

通过带电采集互感器二次电压和二次电流, 由S=U*I计算得到互感器的二次实际负荷和功率因素。常见的接线方法有:

1) 对互感器二次电压的采集可采用鳄鱼夹夹住互感器二次端子接入测试设备;也可直接连接测试线至互感器二次端子得到测试信号。

2) 对二次电流的采集最常见的是采用电流夹钳采集, 当然也可采用直接连接测试线的方法。

该方法可用于对在线带电测试互感器二次负荷, 可用于日常的巡查或新投运检测, 也可运用现代的远程通讯技术实现远程在线实时监测。但, 该方法仅仅能监测互感器二次负荷情况, 而无法准确判断互感器精度和二次回路故障。

3 互感器误差在线测试

现场带电运行的互感器受其工作环境及自身特性的制约, 无论采用传统的检测理论和方法还是近些年出现的低压测试法都难以实现精度的带电在线测试。为此, 研究人员从互感器误差的基本定义入手, 研究其带电检测手段。以CT为例:

* 电流误差 (比差) :

其中, Kn 为CT额定变比。

I1 为CT一次电流。

I2 为CT二次电流。

* 角差:一次电流与二次电流的相位差。

由上述定义可知, 如可实现对带电运行的电流互感器一、二次电流幅值及相位进行在线测量, 即可实现对带电运行的CT在实际工作点下 (实际电流点和实际二次负荷下) 的误差在线检测。如图2所示:

图2所示测试方法的技术关键点有:1) 互感器一二次信号的采集;2) 信号采集的同步问题。针对信号采集, 技术难点是一次信号的采集, 常采用的方式为采用高压夹钳进行人工挂接采集;因随着电压等级的升高, 对人工挂接操作的安全要求不断升高, 因此该技术在35kV以下电压等级互感器应用比较可靠, 不建议在110kV以上电压等级互感器应用。此外, 对信号采集的同步问题, 通过采用光纤通讯技术可很好的解决一二次信号采集的数据传输的同步问题。

4 运行状况在线监测

上世纪90年代, 由国外引进的一种互感器运行状况在线监测技术--高频导纳测试技术;该技术源于基于高频导纳的CT故障判别方法, 主要用于CT的在线监测。研究表明, 对于性能良好的CT, 在频率远高于工作频率 (50Hz) 的时候测试出的导纳值与50Hz下的感抗值直接相关。通过在50Hz上叠加一个测试信号来辨别CT的工作状况, 来判断电流误差的变化等参量是可以实现的。如图 (3) 所示:在CT正常工作在50Hz信号时, 对CT二次回路注入高频测试信号, 再利用选频技术对高频信号进行采样测试, 达到对CT及其二次回路的导纳测试的目的。此方法可用于测试CT在特征故障条件下 (如匝间短路、直流残余过量、二次回路非正常) 工作时的定向判断。

可通过两种方式来判别CT的导纳值是否异常:一是采用一组同型号CT导纳值相互对比来判别, 一组CT全部出现故障的可能性是非常小的;二是不断累积经验数据。如能将两种方法结合起来使用, 效果更好。但, 该技术自引进国内应用以来, 到目前并未得到广泛的推广主要由以下几个因素导致。

1) 应用的试点数量少, 互感器及二次回路故障点不确定, 监测出故障案例较少。

2) 对该技术的实际应用效果认同度还不够高。

3) 该技术监测结果分析复杂, 不便日常巡检应用。

5 高压互感器误差的在线推算

针对高压互感器误差的在线推算技术只要是针对电磁式互感器。该技术近几年在一些电能计量装置综合、远程在线监测产品中有应用;它主要是通过一定的理论或模型基础, 结合互感器在线运行是的工作点 (电压或电流点, 实际负荷点) , 进行相应的插值计算得到互感器实际工作点下的误差。它虽然不能完全代替传统人工现场周检, 但, 其作为目前最接近现场停电检测的新技术, 具有一定的研究价值;且可作为一种新型的评估技术方向, 为电能计量装置整体运行状况的在线综合评估的研究提供参考信息。

6 结束语

通过对上述四种互感器及二次回路的在线监测方法的总结, 可以看出本文介绍的四种方法依然不能根本解决计量用互感器及二次回路的在线实时、准确有效的全面监测和检测。但, 已经实现的局部监测, 也能在一些方面, 如:二次回路故障分析、窃电分析等提供必要的分析依据;同时, 上述四种方法作为互感器在线监测的技术研究的前期成果, 为该技术的未来要就提供了宝贵的应用经验, 具有很高的研究价值。

参考文献

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[5]GB 1208-2006, 电流互感器[S].

计量用电流互感器 篇5

【关键词】电力计量；电流互感器；电压互感器；现场测试

就电力计量互感器误差的现场测试技术来说，其中最重要的就是要分析电力计量互感器误差的现场测试技术的工作原理。尤其就目前在对于电子计量仪器中的电流互感器以及电压互感器来说，在正确分析电力计量互感器误差的现场测试技术方面还存在这一些潜在的问题。但是在电力计量互感器误差的现场测试技术的工作原理方面是离不开电压互感器和电流互感器以及电能表等共同作用的。例如，像是电能计量装置中是包括了电能表，互感器以及二次回路的强制检定等等，这对于提高其电力计量互感器误差的现场测试技术是很重要的。尤其与国外一些电力计量相对应的技术做比较来说，可以吸取国外好的技术或者经验。本人结合自己的工作经验以及个人经历就电力计量互感器误差的现场测试技术展开了探讨和分析，并相对应的提出了几个具体的解决方案。

一.电力计量互感器误差的现场测试技术存在的主要问题

（一）现场测试装置不先进

在对于电力计量互感器仪器装置中，目前很多相关装置与世界上一些先进的仪器相比还存在着不同程度上的差距。像是使用电流互感器为例，可以从中发现出来。同时，很多相关的工作人员对于电流互感器和电压互感器的工作原理也不是很深入的了解，而且也不积极引进一些先进的技术和设备等。

（二）电子装置现场测定存在误差

在对于电力计量互感器误差的现场测试技术，其本身的电子装置在进行现场测定是存在一定的误差的。首先技术装置中最重要的使用是电流互感器和电压互感器，尤其在使用电流互感器其数量大，在对于电子式整体装置在阻抗、零位等技术操作存在了不同程度的误差等等。

（三）信息分析能力不明确

对于电力计量互感器误差的现场测试技术，目前其技术对于电力计量互感器误差的现场测试技术分析不明确。尤其在对于电力计量互感器误差的现场测试技术来说，不会综合自动化变电站中所使用的自动化设备，尤其对于其技术没有认真的分析和了解，而且同时在设备中的电流互感器使用方向不明确等等。

二.如何解决电力计量互感器误差的现场测试技术的具体方案

（一）使用先进现场装置

在对于电力计量互感器误差的现场测试技术方面，我们首先就要使用现代化现场装置。第一，我们要加强关注和使用国产电子式电流互感测试仪，因为国产电子式电流互感测试仪可以更加方便快捷的计量，也可以更加有效的提高其技术的精确度以及其技术的自动化等。所以，我们可以认真研究并从中借鉴和使用其管理功能、通讯功能以及显示功能等等。第二，在我们使用电力计量互感器时，就目前单对于电流互感器使用情况来说，其负载箱引起误差小、测试参数小以及外磁场影响低等，所以更要加强对于其技术原理的发展。尤其要学习国外一些先进的技术。

（二）减少整体检测误差

在对于电力计量互感器误差的现场测试技术来说，我们首先就要避免其技术误差的出现，尤其就是要减少整体检测。首先在对于电力计量互感器仪器装置要有一定的认识，尤其对于电量计量要使用电流互感器时要数量适合，对于相对应的仪器要对被校电流互感器可以二次施加电压。然后，在电力计量互感器误差的现场测试时，可以提前模拟实际工作状态，同时对于相对应的仪器要采取自动化的管理，其仪器可以通过在使用之前要认真检查其装备以及及时派相对应的人才对其进行维修和管理。然后，要加强制定严格的监督制度来管理仪器和定期仪器要进行检测等等。最后，要减少对于电力计量电力的电流互感器的误差，尤其要与外磁场影响、测试参数以及负载箱等相比较。对于采取电力计量互感器误差的现场测试技术要采取自动化的管理。

（三）增加設备信息分析能力

对于如何提高电力计量互感器误差的现场测试技术来说，我们要增加其仪器设备的信息分析能力以及与其相关的技术的精确度等等。第一，对于电力计量互感器误差的现场测试技术，首先要综合自动化的网络系统的通信设备，同时要对于电流互感器和电压互感器可以增加完整的独立设备。第二，我们可以根据不同的电子计量来合理的分析其信息调试和检验，同时为了更好的分析和了解，可以分为：最重要、重要、一般等等进行等级分配。第三，在对于采取电子式现场方面的问题要正确使用电流互感器的工作原理，同时其技术原理与传统的工作原理是存在着很大的不同的。所以在对于电力计量互感器误差的现场测试技术中的电流互感器，其中电流匝数补偿误差的电流互取方面的技术是很重要的，尤其像是在增加仪器和设备的分析能力方面。所以我们要积极培养关于电流互感器以及电压互感器的相对应的高科技人才的培养，提高其设备与仪器的分析能力，从而可以减少对于电力计量互感器误差的现场测试等等。

三.小结

本人结合自己个人的工作经验以及亲身经历就对电力计量互感器误差的现场测试技术展开了探讨和分析并相对应的提出了具体的解决方案。问题分别是：现场测试装置不先进和电子装置现场测定存在误差以及仪器信息分析能力不明确等。并相对应的解决方案是：使用先进现场装置和减少整体检测误差以及要增加设备信息分析能力等等。所以，我们要加大对于电力计量互感器误差的现场测试技术的重视。然而，本人所学的知识有限以及对于自己工作经历不足，就对于电力计量互感器误差的现场测试技术分析和探讨并没有做到面面俱到，希望可以借助本文章可以引起大家对其技术的关注。

参考文献

[1]黄亚志.浅谈电力计量互感器误差的现场测试技[J].科技创新与应用，2014年34期

电流互感器断线对计量装置的危害 篇6

因为电流互感器是电力系统诸多设备中的重要设备, 在电力系统中, 能很好的发挥具体的桥梁作用, 电流互感器及其接线的错误直接影响到了用电计量装置计量电能的准确性。而对发、供、用电三方来说呢, 计量装置的准确与否, 将直接影响用电三方的经济利益。下面我们通过例子进行一下分析, 来说说预防电流互感器二次断路及误接线的故障对电能计量装置的危害, 还有判断电流互感器二次断路的方法以及相应的解决对策。

二、电流互感器断线产生的危害

因为电流互感器二次断线会产生二次高压致使电流互感器以及相关的设备发生损坏, 严重时可能会对人造成伤害, 危及到生命的安全。所以在《安全规范》中有“电流互感器在运行中严禁开路”的规定。电流互感器的一次电流是由系统决定的, 如果二次开路, 二次回路就没有电流了, 这样的话, 一次电流就会全部都转变成励磁电流, 随之励磁电流就会快速增加, 进而导致二次电压就会快速的升高, 随后使铁芯迅速达到饱和, 当铁芯饱和后二次输出电压将会下降。即产生尖峰电压, 尖峰电压的峰值可以达到数千万伏甚至数万伏, 可见相当危险。而且高压可能引起电弧起火, 还有就是磁密太高的话就会使铁芯严重发热, 这样的后果是互感器很容易被烧坏, 而且铁芯还容易剩磁, 导致了电流互感会特别差。假如电流互感器的主绝缘被击穿了, 那么一次高压就会进入二次回路, 这样特别危险严重危及人身及设备的安全。

三、产生断线开路的原因

导致电流互感器二次开路的原因有很多, 比如说由于各种表计引出的端钮、端子排或者专用接线盒以及端钮盒内的连接螺丝没有拧紧或者松动;电缆芯线因受到机械损伤或者因为环境原因冰冻断裂;二次回路的过度端子氧化后松动。或者是因为环境因素使端子箱、接线盒受潮, 端子螺丝和垫片都生锈严重, 接触不良造成了开路。各端钮引出线脱焊、误接线等原因。这些都会导致电流互感器二次开路。还有就是电流回路中的实验端子连接片胶木头过于长, 有可能导致旋钮端子金属片没有压在连接片的金属片上, 而是压在了胶木套上, 这样也会导致二次开路。

四、下面我们说说电流互感器二次开路都会有什么表现

(1) 如果发现回路仪表指示不正常, 突然降低或者变成零了, 表计指示有时有有时没有, 就说明电流互感器可能是处在半开路的状态。如果用于电能计量装置的电流回路开路, 就会导致三相电流表指示不一样, 电能计量表则会出现转速变得很慢有时会不转的现象。如果用电工作人员看到了这种现象, 就可以采用相对应的方法比如把有关的表计进行互相对照比较, 如果发现变压器原副边负荷的指示数据相差特别大的话, 就有可能是指示偏低的一侧发生开路的故障。

(2) 在对二次回路的维护和巡查中有时可能会发现电流互感器二次回路端子、元件线头有放电、打火的现象。这种现象产生的原因是开路时, 电流互感器二次将会产生高压, 产生的高压有可能会让互感器二次接线柱或者二次元件的接头处等位置发生打火、放电的现象, 非常危险。

五、实例分析

当电流互感器二次A、B、C相电流分别断线时, 对电能计量的影响。实例:在检查中发现某面粉厂当月的用电量大幅度的减少, 是上个月的一半。检查发现变电所接在A相的用电计量装置没有指示负荷电流, 通过检查该用户的值班记录发现, 其使用的电量在当年2月26日突然减少了‘还发现该用户电能计量装置电流回路接有功率表、频率表、电力定量器等设备;经过进一步核查大工业抄表卡, 和电能计量有关专业人员进行实际接线检查时找出了原因, 出现此现象是因为定量器A相进线端钮与线圈引线脱焊导致的用电计量装置出现故障。计量用电出现较大的错误。这是A相电流断线。某厂各分表的记录电量都高于该用户有功电能表记录的电量1/2。检查发现接在B相的用电计量装置没有指示负荷电流, 经过了实际接线检查后, 故障系统接于记录装置B相电流断路导致的。这是B相电流断线。某厂在抄表时发现电量跟少月比, 竟然比之前少计了六倍, 观察发现该用户的计量装置接在C相, 电流表没有指示负荷电流, 然后进行现场接线检查后发现C相电流互感器二次接线端子K1螺丝已经松动了, 引线脱落导致了用电计量装置的故障。

六、发现故障后工作人员做出相应的对策

(1) 当工作人员发现电流互感器发生故障时应该立即查明原因, 然后详细的汇报给主管部门等候处理。

(2) 电流互感器在运行中不得超过额定容量运行, 因为过负荷运行会使误差增大、表计指示不正确, 会使铁芯饱和, 造成电流互感器误差增大, 磁密度也跟着增大后, 结果使铁芯和二次线圈过热, 绝缘老化, 可能会损坏电流互感器。

(3) 当短接二次回路的时候, 为了确保工作人员的安全, 工作人员应该离带电设备有一定距离, 工作人员在进行操作时必须要穿着绝缘靴和绝缘手套, 所用到的工具必须要有绝缘把手, 还有要注意的是, 在电流互感器与短路点之间的回路上不要进行任何操作。

七、总结

由于电流互感器断线造成的故障直接危害人身和设备的安全, 所以工作人员要有强烈的责任心, 每个故障的发生发现、故障原因以及怎样解决的过程都要详细的记录, 认真的分析。积极的去提高自己的业务水平, 预防一些隐患的发生, 及时的发现并解决已经发生的隐患。

摘要：电能计量装置主要是由电能表、互感器及其二次回路构成。在这些组成设备中, 电流互感器可以说是重中之重, 本文就电流互感器断线故障, 对电量计量装置的危害对电能计量造成的影响进行分析, 并提出了预防措施还有非电能计量专业人员判断CT二次开路的方法。

关键词：电能表,电流互感器,更正率,断线,开路

参考文献

[1]李维波, 毛承雄, 等.电流互感器10%误差特性曲线测量绘技术研究[J].电气自动化设备, 2004, 24 (2) :23-26.

计量用电流互感器 篇7

现阶段我国社会各个方面都在不断发展, 今天我们所要谈论的是与电力发展有关的话题。随着人们生活水平的不断提高, 无论是在生活需要方面, 还是社会生产方面, 对电力系统的要求都大大超过以往的需求, 随着需求量的不断增加, 电力系统也在急速发展着, 供电系统的设备必须及时改进才能适应需要, 其中也包括电流互感器的二次回路接地问题, 这主要是保证用电的安全, 避免发生短路的现象, 影响正常用电, 当然这也涉及到电能的计量问题, 关于电能的计量是直接影响电力企业的经济效益的因素, 所以在这个方面要尤其注意。我们在使用电流互感器时就要注意其二次回路的问题, 不能让它影响了计量装置的正常工作。

二、电流互感器二次回路接地的影响

1. 电流互感器二次回路接地有明确的要求

电流互感器简称为CT, 因为有两次绕组, 一次匝数要比二次少的多, 当它工作时, 两次回路都要是闭合的, 电流互感器具有变换电流和前期隔离的作用。当电流互感器在正常工作的时候, 二次回路在这一时刻几乎是处于一种短路的状态, 因此, 如果在这一时刻出现接地的问题, 这种工作状态将不是一种正常闭合的状态。所以, 在电流互感器二次回路接地时必须要注意有且只能有一点接地, 并且只能在有关的保护屏中一点接地。即使是备用的电流互感器二次绕组也需要从根部引到就地的变电箱中, 经由一百平方毫米接地铜牌接地。这样才能保证电路的安全可靠性。因为一旦经常发生跳闸, 就会影响到整个供电网络的稳定性, 导致用户的用电需求受到影响。而且一旦发生问题, 需要一个漫长的解决过程, 严重影响到用户的正常生活和工作需要, 所以才对电流互感器二次回路接地提出明确的要求, 从根源上和传输的过程中确保电网的安全性和稳定性。

2. 电流互感器二次回路接地对计量的影响

对于电流互感器二次回路问题, 当电流互感器在二次回路的过程中, 其会对地产生高达三百千伏的电压, 并且, 在产生电压的同时还有向量旋转的问题存在。因此, 在判别接线的正确与否的过程中, 需要进一步说明在使用组合计量箱的时候必须对接地电阻进行相关的测试, 还要保证接线和接地之间有准确的接触, 必须做到接地良好。我们现在所使用的电力计量装置除了电表以外, 还应当包括电流互感器。当其在计量的过程中产生二次回路问题时, 会造成降压现象的出现, 从而迅速破坏电表的正常工作, 使得计量的数据受到影响, 不再能够准备无误的反应真实的用电量, 这就是电流互感器二次回路接地可能会对计量产生的影响。这就导致电力公司的收益或者是用户的经济利益受到影响, 因此要分析清楚电流互感器二次回路接地对计量装置的影响, 才能提高电表的准确性, 保证供电和用电双方的利益。

3. 提高计量准确性的措施

因为计量装置的准确性受到很多条件的影响, 所以需要针对不同的影响原因采取不同的对策来提高其精确度。首先应该选择好电网中性点的接地方式, 保证电网的正常运行对二次回路没有什么破坏, 还要减短导线的长度, 增加其内径, 降低二次降压的可能性, 装载设备时, 最好选择磁场较弱的地点。

我们需要多关注新用户的接地电阻的测试结果, 加强管理二次回路接地地点的监测, 还要分析土壤等周边环境对电阻值的影响。在投入运用以前要特别保证多使用的电流互感器的质量有保证, 要对二次回路接线进行检查, 并且要做好完备的记录, 还要对可能存在的隐患进行详细的记录, 便于下次排查。另外还要进行绝缘检测, 要逐一排查可疑点, 保证电路的安全无误。存在问题的要立即改正, 不断的进行复查, 知道确认安全为止。另外, 还要加强对变电所的二次回路接地进行检测, 确保只有一个接地点, 确保是直接接地, 避免发生问题。

在平时也要多加维护, 在产生问题的时候, 一定要按照要求进行整改, 解决出现的问题和可能潜在的隐患, 当然, 也要进行定期的维护和整修, 保证整个系统的完善与稳定。例如, 需要定期检测二次回路接地的实际地点, 电流互感器的二次绕组圈数及使用状况。还有就是要对工作人员加强专业知识的培训, 使他们能够满足维护与维修的需要, 保证整个用电网络的稳定以及减少电流互感器二次回路接地所带来的影响。

三、总结

对于电流互感器二次回路接地的要求比较高, 也都是些细枝末节的注意点, 很容易被疏漏, 然而, 一产生问题, 就会造成很大的伤害, 所以一定要防微杜渐, 重视这些小问题, 避免事故的发生。另外, 电力公司收取电费是要看用户的用电量的, 除了一些损耗之外, 计量直接关系到电力公司的收入问题, 所以一定要保证用电计量能够准确无误, 避免企业不必要的损失, 也可以保证用户的利益, 排除双方产生矛盾的可能性, 所以提高用电计量的准确性是非常重要的, 当二次回路影响到计量时就会带来一系列的问题, 所以需要加强管理与检查, 克服出现的问题, 防止给电力公司以及用户带来困扰, 还能保证电力公司的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]岳海峰.浅谈电能计量装置二次回路接地对计量的影响[J].生物技术世界, 2012, (6) :126-127.

[2]王志刚.电流互感器及电压互感器二次回路接地问题分析[J].中国电力教育, 2010, (S1) :373-374.

计量用电流互感器 篇8

辽河油田电力集团公司热电厂与某地市级供电公司盘山一次变之间有两条66k V输电线路, 分别是盘发一线 (6.7km) 、盘发二线 (6.7km) , 油田的盘东变从盘山一次变引出66k V输电线路盘东线 (6.4km) ;油田的欢一变从盘锦供电公司曙光一次变引出两条66k V输电线路曙欢一线 (18.458km) , 曙欢二线 (17.104km) 。如表1。

某地市级供电公司以一次变计量电能表反向无功有电量, 按照用电营业规则规定, 客户向电网倒送无功视同为使用无功, 要进行功率因数电费考核为由, 对辽河油田电力集团公司做出处罚。油田电力集团公司认为, 这些线路在当月都处于热备用状态 (即刀闸在合位, 开关处于断开位置) , 实际并没有使用, 供电公司对辽河油田的处罚显失公平。

二、容性电流的产生与估算

当交流电压加在输电线路上, 在三相导线周围会出现交变电场, 在它的作用下, 容性电流出现在各个导线间, 以及导线与大地之间, 进而形成了容性充电功率。

线路处于空载热备用状态时, 假如对相间电容电流的影响进行忽略, 则产生的电流应为对地的电容电流, 方向应为流向合闸侧, 可以采用简易公式估算数值。

式中U—线路的额定电压 (k V) , L—线路长度 (km) 。

若线路有专有的架空地线, 可以使用系数3.3计算单相接地电容电流。假如属于电缆线路, 则必须根据电缆生产商家给出的电容参数, 准确计算无功电流。

三、电容电流对电能计量装置的影响

(一) CT的影响

容性无功电流在输电线路上通过CT感应到二次侧, 使电能表进行计量, 互感器需要有激磁电流, 以便对铁心激磁和消耗功率, 同时也使电流互感器产生了误差。其中比值误差f1与相位角误差δ1共同构成了电流互感器的误差。相位角误差δ1主要是二次电流反向后与一次电流的相角差, 当前者超过后者则表现为正值;反之, 出现滞后时则是负值。根据下式可以对CT相位角误差进行计算:

通过上式可知, CT一次电流越小, 则I0/I1则越大, 在正方向相位角误差也就越大, 通过研究历次电流互感器检验报告可知, 由于电流变化使CT相位角误差形成非常陡峭的曲线, 当一次电流极小时, 二次电流超前一次电流相位差δ1。

(二) PT以及PT二次回路对电能计量装置相位的影响

由于激磁电流与绕组阻抗的出现, 相位偏移也产生在电压互感器二次电压与一次电压之间, 二次电压反向超前一次电压形成了正δ相位角差, 滞后则形成了负δ相位角差。

δ包括了空载相位角误差和负载相位角误差, 电压变化、二次负载以及负载功率因素对δ的大小和正负造成了影响。按照相量进行分析, δ可能是正值也可能是负值。变电站电压互感器二次出线端和电能表之间通过导线进行连接, 形成电压致使电能表输入端电压出现相位偏移, 对于电能来说, 这部分产生的误差要远大于PT自身误差, 出现的相位角误差是:

从上式知道, 通过PT二次压降形成的相位差δ和导线电阻及回路负载电纳之间是正比关系, 导线越长, 负载功率因数也就越低, 通常情况下δ是正值, 也就是电能表输入端电压超前于PT二次出口电压。

(三) 电容电流对热备用线路电能计量影响的解决对策

当输电线路存在着比较小的有功负荷时, 因为客观存在的电容进一步产生了无功充电功率, 极有可能造成用户由于较低的cosφ而受到惩罚。

1要想降低线路充电无功功率对电能计量的影响, 需要积极对合成相位角误差有效减小, 通过0.2S级电流互感器的配置对小电流情况下相位误差进行减小, 同时也降低了PT二次回路负载, 提升了二次负载功率因数。

2要求电力调度部门有关工作人员, 及时登记在线路空载热备用操作中的起止有功电量、功率因数、时间等信息, 在电量结算时积极剔除有功电量。

3用户在线路带电之后按照生产要求积极增加有功负荷, 避免线路无功充电功率造成较低的cosφ而产生受罚现象。假如用户属于双回供电线路, 线路带电之后, 形成了极小的有功负荷, 用户可以协商供电方, 停止使用一条线路。如此在一条线路上可以转移全部有功负荷。

结语

随着电力的迅速市场化, 在计量电能中对电力营销提出了更加严格的要求。同时电力用户近些年来不断提高的法律意识与专业知识, 对电力企业的计量方法也形成了新的意见。希望电力调度部门工作人员登记好线路空载热备用工作中的有关数据, 在结算电量时积极剔除有功电量。

摘要：在输电线路处于空载热备用运行状态 (刀闸合上, 开关断开) 时, 客观上线路相间及对地会产生了容性充电电流, 电流大小和线路长度之间成正比关系, 对安装在电源处电能表的计量造成了影响, 相位差的合成决定了电能表走字的正反方向。本文主要分析了空载热备用线路接线, 容性电流的产生, 电容电流对空载热备用线路电能计量的影响。

关键词：分布电容电流,热备用线路,电能计量

参考文献

[1]钟新华.配电网电容电流估算公式的修正[J].供用电, 2010 (1) .

计量用电流互感器 篇9

2012年5月18日, 四川省泸县电力有限责任公司计量中心外校计量工作人员在对一化工企业进行电能计量装置周期性检测时, 发现高压二次侧电流严重不平衡:U相电流0.21 A, V相电流2.35 A, W相电流2.37 A。正常时, 二次侧电流应基本平衡。

2 计量电流严重不平衡的原因分析

该化工厂高压计量箱 (组合互感器) 为Y/Y接线方式, 型号为JLS-10, 供电电压为10 k V, 电能表为机电式复费率表。高压计量箱、电能表通过回路试验接线盒连接。

用电能表现场校验仪检测时, 发现电流严重不平衡, 检测人员分析电流不平衡的原因有:高压计量箱已损坏, U相电流开路或短路, 回路连接有故障, 试验接线盒有故障。

用钳形电流表测试变压器低压侧电流, 电流基本平衡, 确定故障就发生在高压二次侧。

停电并做好安全措施后, 检查高压计量箱, 发现高压计量箱U相瓷管有雷击痕迹, 拿到试验室检测, 确定U相电流线圈已烧坏。

3 防范措施

计量电流严重不平衡故障原因已确定, 少计一相电能量, 为防止该类计量故障的再次发生, 提出以下防范措施。

(1) 巡视检查及抄表人员应对电能计量装置的运行状况经常检查。检查电压、电流等参数是否正常, 随时了解用户的负荷情况, 电能量是否有波动。

(2) 由于该计量电能表是机电式复费率表, 参数出现异常, 不能直观体现, 只有靠相应的仪器仪表才能测出参数是否正常, 建议更换为电子式多功能表, 运行参数出现异常能即时发现, 并尽快处理。

(3) 抄表人员和核算人员应分析了解用户的电能量是否波动和异常, 并进行同比、环比, 发现电能量数据不正常, 及时查找原因。

(4) 对不是多功能电子式电能表的计量表, 增加对电能计量装置的周期性检测次数, 特别是雷雨季节期间, 防止出现计量故障。

测量用与保护用电流互感器研究 篇10

关键词：测量用电流互感器,保护用电流互感器,混用,分析

0 引言

电流互感器是把大电流变为小电流的电气设备, 电力系统用电流互感器是发电厂、变电所等供电、输变电系统中不可缺少的一种电气设备。电流互感器按用途可分为测量用和保护用等。测量用电流互感器在线路正常时, 用来测量线路中的电流、功率和电量等, 它主要与测量仪表配合使用;保护用电流互感器为当线路或电力系统发生故障时, 向继电装置提供电流信号以切断故障线路或故障设备, 并保护系统中的设备以及使故障不进一步扩大, 保护用电流互感器主要与继电装置配合使用。测量用与保护用电流互感器的使用目的不同、使用时限不同, 使得要求也不近相同。

1 基本概念介绍

(1) 复合误差 (εc) :当电流互感器二次电流的正符号与端子标志的规定相一致时, 稳态条件下, 电流互感器一次电流的瞬时值和二次电流的瞬时值乘以额定电流比数的差值的方均根值。用一次电流方均根值的百分数表示: 式中, εc为复合误差;Ki m为额定电流比;Ipn为一次电流方均根值;iS为一次电流瞬时值;ip为二次电流瞬时值;T为一个周波的时间。

(2) 仪表保安系数 (FS) :该参数仅仅适用于测量用电流互感器。定义为:

式中, I′pmin为额定仪表限值一次电流;Ip为额定一次电流。

额定仪表限值一次电流是在额定负荷下, 复合误差大于等于10%的最小一次电流。可见, 保安系数是在系统故障电流通过电流互感器时, 对二次仪表起保护作用的参数。该参数越小, 二次仪表越安全。

(3) 准确限值系数 (K) :该参数仅仅适用于保护用电流互感器。定义为:

式中, Ipmax为准确限值一次电流;Ip为额定一次电流。

保护用电流互感器在额定负荷下能够满足准确级5 P或l0 P要求的最大一次电流值叫做额定准确限值一次电流。

由此可见, 所谓准确限值系数就是说明电流剧增至少多倍额定电流后, 互感器误差已经达到5%或10%, 再增加一次电流, 误差更大, 二次电流就不再按比例增大, 甚至不增大了。

2 各用途类型电流互感器介绍

2.1 测量用电流互感器

测量用电流互感器的用途, 主要有以下2方面: (1) 用来测量高压线路上的电流和功率, 起绝缘隔离的作用, 以保证工作人员和仪表的安全; (2) 用来测量高压或低压线路上的大电流和大功率, 使用统一的5 A的二次线路和仪表。

因此, 对于测量用电流互感器主要有3个要求: (1) 绝缘必须可靠, 以保证安全; (2) 必须有一定的测量准确度; (3) 仪表保安系数FS较小。 (当系统发生故障, 很大的故障电流通过电流互感器时, 仪表保安系数愈小, 说明互感器铁芯愈饱和, 二次电流不会按比例上升, 互感器二次所接的仪表愈安全。)

这种类型的互感器的铁心一般是按照正常运行条件下设计的, 铁心截面小, 饱和倍数低。

2.2 保护用电流互感器

保护用电流互感器的工作条件与测量用电流互感器完全不同。测量用电流互感器是在线路正常供电时, 用来测量线路上的电流和功率, 而保护用电流互感器只是在线路发生故障时, 比正常供电电流大几倍甚至几十倍电流下, 才开始有效的工作。因此, 对保护用的电流互感器, 主要有下列3个要求: (1) 绝缘必须可靠, 以保证安全; (2) 必须有足够大的准确限值系数; (3) 必须有足够的热稳定性和动稳定性。

保护用互感器准确级的标称是以额定准确限值一次电流下所规定的最大允许复合误差百分数来标称, 百分数后标以字母“P” (protection表示保护) 。例如:对5P30级来说, 其意义是:该互感器是用作保护的;在额定频率、额定负荷、稳态情况下, 当一次电流剧增至30倍额定一次电流时, 其复合误差不大于5%。

这种互感器要求铁心截面较大, 在稳态条件下设计。而且在发生系统短路情况时, 在稳态过程中铁心不饱和, 故而一般采用饱和倍数较高的磁性材料来制造。在某些条件下它也具有暂态性能的能力。

再者, 保护用电流互感器是在线路发生过负荷或短路故障时引起的, 这时线路上瞬时通过电流互感器的电流往往比额定电流大很多倍, 这样的电流一方面产生热量, 一方面产生电动力, 因此电流互感器必须能承受这样的热量和电动力, 而不会被它们所破坏。故保护用电流互感器还要具备相应的热稳定和动稳定性。

3 电流互感器工作条件及混用产生的问题

3.1 测量用电流互感器工作条件

测量用电流互感器是用来测量高压线路上的电流和功率以及计量所送的电能的多少, 所以, 测量用电流互感器在正常工作时, 实际工作电流一般不会大于额定电流太多, 一般不会长时间大于额定电流的120%, 误差平稳;当发生故障时, 测量用电流互感器因为具有保安特性, 互感器铁芯迅速饱和, 二次电流不会随一次电流的增大而增大。

3.2 保护用电流互感器工作条件

当电力系统发生故障时, 保护用电流互感器因为具有准确限值系数, 铁芯不容易饱和。保护用电流互感器输出大于几倍的额定电流, 使继电保护装置动作, 切断故障的线路, 所以保护用电流互感器是在故障时才工作的。

3.3 互感器混用产生的问题

当电流互感器保护用与测量用接反时, 将对测量与保护接错产生下列后果:

3.3.1 对测量产生的影响

因测量接入保护绕组上, 一方面, 测量等级降低了, 达不到测量要求;特别是电能计量, 因电流互感器等级降低, 导致整套计量装置的等级降低, 影响电能计量;另一方面, 因电流互感器保护用电流要达到几倍的额定电流才能饱和, 当一次设备发生短路故障时, 导致测量用指示仪表的指针变形, 如是电子测量装置, 瞬时冲击电流可能对电子元件产生破坏作用。

3.3.2 对保护产生的影响

因保护接入测量绕组, 当一次设备发生短路故障时, 一方面因测量用电流互感器接入保护装置, 测量用电流互感器具有保安特性, 当线路发生短路故障时, 测量绕组铁必迅速饱和, 二次电流达不到继电保护装置所要求的动作电流而拒动, 在电力系统中, 保护拒动是时有发生的, 不排除有这方面的原因;另一方面, 因测量用电流互感器不具有热稳定和动稳定, 可能对测量绕组产生破坏。

4 实际案例分析

500 kV海沧变电所是国内第一座同时在500 kV、220 kV配电装置中采用复合电器HGIS设备的变电站, 其中220 kV系统采用双母线接线且间隔开关均配置双侧CT。该220 kV系统于2006年11月23日投产送电, 在送电过程中调试人员测量相量时发现220 kVⅠ-Ⅱ母母线联络开关25 MB相CT极性与其他两相不一致。为了彻底解决此问题, 11月29日将25 M开关转冷备用, 后经厂家现场确认此组CT在安装过程中B相一次部分接反, 该局当即组织相关人员进行分析并与厂方技术人员进行核对, 经过查找厂家的CT一次施工安装图, 发现25 M开关B相CT施工安装图标示错误, 导致B相一次部分接反。按现在的接线方式, 接入220 kV母差保护用的B相CT组别是0.2级的测量CT组别, 而测量用的CT组别却是5P20组别, 且极性接反。如图1所示。

在这种情况下, 当母联投入运行时, 会造成25 M开关电流测量不精确;更严重的是, 当母线发生区外故障, 尤其是金属性接地故障时, 由于接入母差保护的0.2级CT绕组因为具有保安特性, 互感器铁芯迅速饱和, 二次电流不会随一次电流的增大而增大, 从而使该绕组接进母线小差保护的电流参量值在区外金属性接地故障条件下时变化不大, 而这将会造成接入母线小差差流增大, 从而母差小差保护误动 (大差不取母联CT) , 后果十分严重。