淺談互感器準確級及二次負荷對誤差的影響

陳立功 李 霞

(1.四川省電力公司資陽公司，四川 資陽 641400；四川德陽電業局，四川 德陽 618000）

引言

我國電網改造及電力體制改革促進了電力設備朝著現代化、集約化、智能化、小型化的方向發展，互感器作為計量、測量、控制、保護等電力設備的重要組成部件也正在逐步向品種多樣化、技術先進性、與國際同步的目標努力；由于電子式二次設備大大降低了互感器的二次負載，這就需要互感器使用及配套設計部門要切實根據實際情況對互感器準確級及相關二次負載進行合理的計算及選擇，避免盲目擴大設計余量，不但造成了設備成本的增加，而且對計量誤差產生影響。本文結合國家標準及相關文獻對互感器的準確級及額定二次負荷其適用范圍作簡單介紹，目的是為了更加合理地對互感器的準確級及二次負荷等相關參數進行選擇。

1 電流互感器的準確級及額定二次負荷

按其作用分為測量級和保護級,測量用電流互感器的標準準確級為:0.1、0.2、0.5、1、3、5 及特殊用途的0.2S、0.5S級(二次電流為5A)；其又分為計量和監測兩大類,測量用電流互感器的誤差限值見表一。

保護用電流互感器的標準準確級為:5P、10P級及有暫態特性要求的TPS、TPX、TPY、TPZ級，主要與繼電保護裝置配合，在線路發生短路過載等故障時，向繼電保護裝置提供信號切斷故障電路，保護電力系統的安全，在舊國家標準中，電流互感器的保護級為3級、B級和D級，3級和B級一般用于過流保護，D級一般用于差動保護。保護用電流互感器的誤差限值見表二。

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計量用互感器是與電能表配套實現電能計量，隨著市場經濟的發展，對電流計量準確度的要求也相應提高；DL/T448-2000《電能計量裝置技術管理規程》將計量裝置分為Ⅴ大類別：Ⅰ-Ⅱ類為100萬kWh及以上或變壓器容量2000kVA及以上的高壓計費用戶，100MW供電企業之間的電量交換點的電能計量裝置中電流互感器準確等級為0.2S級；100MW及以上發電機出口的電能計量裝置中電流互感器準確等級為0.2級。Ⅲ-Ⅳ-Ⅴ類均為前述未包含的范圍，其計量裝置中電流互感器準確等級為0.5S級。在實際生產中，由于新型超微晶合金導磁材料在互感器上的廣泛采用，Ⅲ-Ⅳ類也常將0.2級提升到0.2S級。實際采用硅鋼片生產的0.2級互感器比采用超微晶合金生產的0.2S級互感器在額定電流的5%-20%運行時，誤差會偏負0.15-0.4%;在額定電流的1%-5%運行時，誤差會偏負0.4%-2%以上，顯然采用S級互感器計量會有明顯的經濟效益。

電流互感器二次負荷對誤差的影響：與準確級對應的一個重要參數是額定輸出，額定輸出是指在額定二次電流時，二次端子外的導線及儀表所消耗的視在功率值。新型電子式儀表和保護裝置電抗僅為0.1Ω左右，因P=I2R，當額定二次電流為5A時，消耗功率是2.5VA。實際生產的互感器是指在25%-100%額定二次負荷范圍內滿足誤差要求，這就要求一定要結合實際情況來確定額定二次負荷。以準確級0.2S級、額定負荷為5VA/下限負荷3.75VA電流互感器為例，在功率因數為0.8時不同二次負荷時測定誤差數據如下：

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結論：如果實際負荷太大或太小，都會使互感器運行誤差超出限制范圍。

2 電壓互感器的準確級及額定二次負荷

按其作用分為測量級和保護級，測量用電壓互感器的標準準確級為:0.1、0.2、0.5、1、3，保護用電壓互感器的標準準確級為:3P、6P。同樣按DL/T448-2000《電能計量裝置技術管理規程》將計量裝置分為Ⅴ大類別，其中Ⅰ-Ⅱ類為0.2級，Ⅲ-Ⅳ類裝置中電壓互感器準確等級為0.5級。Ⅴ類單相供電的電能計量裝置不經過電壓互感器。測量用電壓互感器的誤差限值見表三。

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從表三中數據可以看出，電壓互感器不存在低電壓下運行的誤差問題，所以電壓互感器就不存在S級概念。

保護用電壓互感器的準確級不僅可為測量用電壓互感器的標準準確級:0.1、0.2、0.5、1、3級，亦可為3P、6P級；但剩余電壓互感器的準確級僅為3P、6P級。即作為保護繼電器電源用的繞組應為 0.1、0.2、0.5、1、3、3P、6P中的任一級；用以接成開口三角形，在接地故障時產生剩余電壓的繞組僅為3P、6P級。用于相間的電壓互感器不會有剩余電壓繞組，保護級和測量級可按實際需要在一臺互感器上形成不同的級次組合。

電壓互感器二次負荷對誤差的影響：以準確級0.2級、額定負荷為20VA/下限負荷5VA電壓互感器為例，在功率因數為0.8時不同二次負荷時測定誤差數據如下：

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結論：如果實際負荷太小，會使電壓互感器運行誤差超出限制范圍。

為了減小二次負荷對計量的影響，DL/T448-2000《電能計量裝置技術管理規程》規定計量繞組應與其他繞組分開，在確定負荷時，應根據實際情況選擇適當的負荷。但電壓互感器與電流互感器不同，即便是兩獨立的繞組，在兩繞組同時使用時仍然互相影響。其受負荷的影響程度與單繞組相近。實際生產的同型號互感器，若將單繞組改為同時使用的雙繞組，其每個繞組的二次負荷近似減小一半。

四川資陽地區現有運行的關口電力互感器因投入使用年限較早，隨著電子表不斷的運用，變電站互感器采用了計量專用二次繞組，但通過對變電站的互感器二次負荷測試發現棉豐、簡陽、孫家壩等變電站單相電壓互感器計量回路二次額定容量為150VA，大大超過實際二次負荷以及部分電流互感器準確級滿足不了DL/T448-2000《電能計量裝置技術管理規程》要求，已對計量形成了一定影響，需采取更換互感器或加裝二次負載等措施減小互感器準確級及二次負荷對計量誤差影響。在今后計量改造或新建電力工程項目中對計量互感器提供技術要求時即注重準確級又注重額定容量的選擇。

結束語

互感器實際二次負荷應在25%～100%額定二次負荷范圍內。合理選擇互感器互感器的準確級及二次負荷技術參數對電力生產和管理部門會產生明顯的經濟效益。

[1]DL/T448-2000.電能計量裝置技術管理規程[S].

[2]JJG 313-2010.測量用電流互感器檢定規程[S].

[3]JJG 314-2010.測量用電壓互感器檢定規程[S].