淺談互感器準(zhǔn)確級(jí)及二次負(fù)荷對(duì)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(yè)局，四川 德陽 618000）

引言

我國電網(wǎng)改造及電力體制改革促進(jìn)了電力設(shè)備朝著現(xiàn)代化、集約化、智能化、小型化的方向發(fā)展，互感器作為計(jì)量、測(cè)量、控制、保護(hù)等電力設(shè)備的重要組成部件也正在逐步向品種多樣化、技術(shù)先進(jìn)性、與國際同步的目標(biāo)努力；由于電子式二次設(shè)備大大降低了互感器的二次負(fù)載，這就需要互感器使用及配套設(shè)計(jì)部門要切實(shí)根據(jù)實(shí)際情況對(duì)互感器準(zhǔn)確級(jí)及相關(guān)二次負(fù)載進(jìn)行合理的計(jì)算及選擇，避免盲目擴(kuò)大設(shè)計(jì)余量，不但造成了設(shè)備成本的增加，而且對(duì)計(jì)量誤差產(chǎn)生影響。本文結(jié)合國家標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)文獻(xiàn)對(duì)互感器的準(zhǔn)確級(jí)及額定二次負(fù)荷其適用范圍作簡單介紹，目的是為了更加合理地對(duì)互感器的準(zhǔn)確級(jí)及二次負(fù)荷等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行選擇。

1 電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)及額定二次負(fù)荷

按其作用分為測(cè)量級(jí)和保護(hù)級(jí),測(cè)量用電流互感器的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確級(jí)為:0.1、0.2、0.5、1、3、5 及特殊用途的0.2S、0.5S級(jí)(二次電流為5A)；其又分為計(jì)量和監(jiān)測(cè)兩大類,測(cè)量用電流互感器的誤差限值見表一。

保護(hù)用電流互感器的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確級(jí)為:5P、10P級(jí)及有暫態(tài)特性要求的TPS、TPX、TPY、TPZ級(jí)，主要與繼電保護(hù)裝置配合，在線路發(fā)生短路過載等故障時(shí)，向繼電保護(hù)裝置提供信號(hào)切斷故障電路，保護(hù)電力系統(tǒng)的安全，在舊國家標(biāo)準(zhǔn)中，電流互感器的保護(hù)級(jí)為3級(jí)、B級(jí)和D級(jí)，3級(jí)和B級(jí)一般用于過流保護(hù)，D級(jí)一般用于差動(dòng)保護(hù)。保護(hù)用電流互感器的誤差限值見表二。

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計(jì)量用互感器是與電能表配套實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量，隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)電流計(jì)量準(zhǔn)確度的要求也相應(yīng)提高；DL/T448-2000《電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程》將計(jì)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(jì)費(fèi)用戶，100MW供電企業(yè)之間的電量交換點(diǎn)的電能計(jì)量裝置中電流互感器準(zhǔn)確等級(jí)為0.2S級(jí)；100MW及以上發(fā)電機(jī)出口的電能計(jì)量裝置中電流互感器準(zhǔn)確等級(jí)為0.2級(jí)。Ⅲ-Ⅳ-Ⅴ類均為前述未包含的范圍，其計(jì)量裝置中電流互感器準(zhǔn)確等級(jí)為0.5S級(jí)。在實(shí)際生產(chǎn)中，由于新型超微晶合金導(dǎo)磁材料在互感器上的廣泛采用，Ⅲ-Ⅳ類也常將0.2級(jí)提升到0.2S級(jí)。實(shí)際采用硅鋼片生產(chǎn)的0.2級(jí)互感器比采用超微晶合金生產(chǎn)的0.2S級(jí)互感器在額定電流的5%-20%運(yùn)行時(shí)，誤差會(huì)偏負(fù)0.15-0.4%;在額定電流的1%-5%運(yùn)行時(shí)，誤差會(huì)偏負(fù)0.4%-2%以上，顯然采用S級(jí)互感器計(jì)量會(huì)有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

電流互感器二次負(fù)荷對(duì)誤差的影響：與準(zhǔn)確級(jí)對(duì)應(yīng)的一個(gè)重要參數(shù)是額定輸出，額定輸出是指在額定二次電流時(shí)，二次端子外的導(dǎo)線及儀表所消耗的視在功率值。新型電子式儀表和保護(hù)裝置電抗僅為0.1Ω左右，因P=I2R，當(dāng)額定二次電流為5A時(shí)，消耗功率是2.5VA。實(shí)際生產(chǎn)的互感器是指在25%-100%額定二次負(fù)荷范圍內(nèi)滿足誤差要求，這就要求一定要結(jié)合實(shí)際情況來確定額定二次負(fù)荷。以準(zhǔn)確級(jí)0.2S級(jí)、額定負(fù)荷為5VA/下限負(fù)荷3.75VA電流互感器為例，在功率因數(shù)為0.8時(shí)不同二次負(fù)荷時(shí)測(cè)定誤差數(shù)據(jù)如下：

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結(jié)論：如果實(shí)際負(fù)荷太大或太小，都會(huì)使互感器運(yùn)行誤差超出限制范圍。

2 電壓互感器的準(zhǔn)確級(jí)及額定二次負(fù)荷

按其作用分為測(cè)量級(jí)和保護(hù)級(jí)，測(cè)量用電壓互感器的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確級(jí)為:0.1、0.2、0.5、1、3，保護(hù)用電壓互感器的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確級(jí)為:3P、6P。同樣按DL/T448-2000《電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程》將計(jì)量裝置分為Ⅴ大類別，其中Ⅰ-Ⅱ類為0.2級(jí)，Ⅲ-Ⅳ類裝置中電壓互感器準(zhǔn)確等級(jí)為0.5級(jí)。Ⅴ類單相供電的電能計(jì)量裝置不經(jīng)過電壓互感器。測(cè)量用電壓互感器的誤差限值見表三。

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從表三中數(shù)據(jù)可以看出，電壓互感器不存在低電壓下運(yùn)行的誤差問題，所以電壓互感器就不存在S級(jí)概念。

保護(hù)用電壓互感器的準(zhǔn)確級(jí)不僅可為測(cè)量用電壓互感器的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確級(jí):0.1、0.2、0.5、1、3級(jí)，亦可為3P、6P級(jí)；但剩余電壓互感器的準(zhǔn)確級(jí)僅為3P、6P級(jí)。即作為保護(hù)繼電器電源用的繞組應(yīng)為 0.1、0.2、0.5、1、3、3P、6P中的任一級(jí)；用以接成開口三角形，在接地故障時(shí)產(chǎn)生剩余電壓的繞組僅為3P、6P級(jí)。用于相間的電壓互感器不會(huì)有剩余電壓繞組，保護(hù)級(jí)和測(cè)量級(jí)可按實(shí)際需要在一臺(tái)互感器上形成不同的級(jí)次組合。

電壓互感器二次負(fù)荷對(duì)誤差的影響：以準(zhǔn)確級(jí)0.2級(jí)、額定負(fù)荷為20VA/下限負(fù)荷5VA電壓互感器為例，在功率因數(shù)為0.8時(shí)不同二次負(fù)荷時(shí)測(cè)定誤差數(shù)據(jù)如下：

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結(jié)論：如果實(shí)際負(fù)荷太小，會(huì)使電壓互感器運(yùn)行誤差超出限制范圍。

為了減小二次負(fù)荷對(duì)計(jì)量的影響，DL/T448-2000《電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程》規(guī)定計(jì)量繞組應(yīng)與其他繞組分開，在確定負(fù)荷時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇適當(dāng)?shù)呢?fù)荷。但電壓互感器與電流互感器不同，即便是兩獨(dú)立的繞組，在兩繞組同時(shí)使用時(shí)仍然互相影響。其受負(fù)荷的影響程度與單繞組相近。實(shí)際生產(chǎn)的同型號(hào)互感器，若將單繞組改為同時(shí)使用的雙繞組，其每個(gè)繞組的二次負(fù)荷近似減小一半。

四川資陽地區(qū)現(xiàn)有運(yùn)行的關(guān)口電力互感器因投入使用年限較早，隨著電子表不斷的運(yùn)用，變電站互感器采用了計(jì)量專用二次繞組，但通過對(duì)變電站的互感器二次負(fù)荷測(cè)試發(fā)現(xiàn)棉豐、簡陽、孫家壩等變電站單相電壓互感器計(jì)量回路二次額定容量為150VA，大大超過實(shí)際二次負(fù)荷以及部分電流互感器準(zhǔn)確級(jí)滿足不了DL/T448-2000《電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程》要求，已對(duì)計(jì)量形成了一定影響，需采取更換互感器或加裝二次負(fù)載等措施減小互感器準(zhǔn)確級(jí)及二次負(fù)荷對(duì)計(jì)量誤差影響。在今后計(jì)量改造或新建電力工程項(xiàng)目中對(duì)計(jì)量互感器提供技術(shù)要求時(shí)即注重準(zhǔn)確級(jí)又注重額定容量的選擇。

結(jié)束語

互感器實(shí)際二次負(fù)荷應(yīng)在25%～100%額定二次負(fù)荷范圍內(nèi)。合理選擇互感器互感器的準(zhǔn)確級(jí)及二次負(fù)荷技術(shù)參數(shù)對(duì)電力生產(chǎn)和管理部門會(huì)產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]DL/T448-2000.電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程[S].

[2]JJG 313-2010.測(cè)量用電流互感器檢定規(guī)程[S].

[3]JJG 314-2010.測(cè)量用電壓互感器檢定規(guī)程[S].