電流互感器誤差對計量裝置的影響初探

劉文靜

摘要：隨著我國的經濟在快速的發展，社會在不斷的進步，電力系統已經成為社會發展必不可缺的條件之一，是社會生產和生活中運用的最主要的動力來源之一。電力資源不僅與社會生產之間具有密不可分的關系，同時更與人民群眾的日常生活息息相關。而我國架設電網初期，并沒有考慮現今的發展狀況，因此對電網預估不足，出現了許多問題。本文從電流互感器的工作原理入手，分析電流互感器產生誤差的原因，并據此分析誤差對計量裝置產生的影響，指出電流低壓感應器對減小電能計量誤差的方法，保證電網的平穩運行。

關鍵詞：電流互感器;誤差;計量裝置;誤差計量

引言

電流互感器是計量系統的電流變換元件，負責將高壓交流電路中的大電流變換為小電流，以保護工作人員的人身安全，以及提供標準化信號，是系統的重要組成部分。其準確度直接影響計量裝置的測量精度。因此，研究電流互感器的誤差及探索減小其誤差的一些措施具有重要意義。

1電流互感器的工作原理

變壓器的基本運行主要在電流互感器的應用上，在這部分工作中，應注重調節變壓器的二次短路，在這個過程中的電路和一次繞組被串聯，進行電路測試。在電能表的整體組成中，電能表自身存在的電阻實際上是非常小的，這也就說明交互感應器所起的作用就是一個變壓器的調節。通過一定密度的范圍來進行電阻量的調節，而這個數值一般在0.08～0.1T，在數值接近磁安匝數時，I1N1表示一次安匝數，如圖1。這就詳細介紹了電流互感器相對應的相量圖，在圖中心表現出來的是10N1建立的磁通，U2表現出來的就是二次感應電壓，這兩次回路中的電流就可以用公式來表示為I1N1+I2N2=I0N1。

圖1電流互感器的相量圖

2電流互感器產生誤差的原因

2.1勵磁電流要素

勵磁電流是導致電流互感器出現問題的最主要原因，由于出現勵磁電流，就有可能導致電流互感器中讀出的實際電流與額定電流之間存在差值。想要消除這一誤差，最根本的要素就是消除勵磁電流導致的影響。電流互感器在進行電流測試時，原邊側的電流越大、超過額定電流越多，就越有可能導致頻率誤差的增加。以我國目前的技術水平而言，這種做法的可能性較低，不具備太強的操作性，因此只能盡可能地降低勵磁電流產生的影響。

2.2材料和制造工藝相關參數的影響

1）結構參數的影響結構參數L/N22S與誤差成正比，結構參數值越大，誤差越大。結構參數中鐵芯的截面積S、平均磁路長度L和二次繞組N2的數量與電流互感器的幾何尺寸有關，并且這些參數相互影響。增加S，會減少磁通密度，減小勵磁電流，從而減小誤差，但也減少了N2，且導致L的增加;而增加N2，會增大阻抗Z2、鐵芯窗口及L。只有將L/N22S值減小到最小，才能將誤差控制到誤差限值范圍內。2）鐵芯磁導率的影響鐵芯磁導率μ與誤差成反比，鐵芯的磁導率越高，誤差越小。芯材要選用高磁導率材料，如超微晶體，坡莫合金等新材料。在保持磁通密度不變的同時，選擇合適的安匝數還可以改善電流互感器誤差。

2.3電表選擇不合理

電能表在日常生活中所起到的作用主要在于保證用戶大量電流的負荷量和變化過程中所產生的壓力和誤差幅度。在這種情況下，電流互感器如果長期受到負荷值的影響，就會導致電表產生較大的誤差。而電能能夠發生如此大的誤差，就應對電能表在實際運行時進行負荷點的檢測，只有這樣才能計算出誤差。另外，電能表與實際進行測量的電能數值在比對時應盡量保證平衡，各項參數有不一致的情況發生時，電能表就會產生一定的誤差值，這種誤差值被稱為三相不平衡。這種不平衡的現象就會使中性電能點上產生少量電流，這樣產生的較少附加誤差值在電子電能表上看，就主要采用采樣器和電流采樣器來減少這種附加誤差。

3電流低壓感應器對減小電能計量誤差的方法

3.1電流互感器的選擇

由于勵磁電流是導致電流互感器出現誤差的最主要原因，因此為降低電能計量誤差，降低勵磁電流是最直接，也是最根本的方式。降低勵磁電流的直接方式是改變電流互感器的選擇，在制作電流互感器時就改變材料。例如在制作鐵芯時使用高導磁率材料、增大鐵心的橫截面。在制作繞組時增加線圈的匝數，縮短磁路的長度。另外，也可以采用選擇性測試，通過進行反復測試，來保證將影響降低到最低限度。另外，也能夠通過增加外界電阻的方式，來保證電能計量數值的準確程度。

3.2優化運行條件，調整運行參數，減小因現場參數影響帶來的誤差

當電流互感器已出廠時，其內部參數是固定的。則電流互感器的誤差主要受二次負載、電流頻率等現場參數的影響。1）限制二次負載通常情況下，二次負載控制在（25%～100%）Z，額定電流控制在（30%～60%）I，能使誤差減到最小，達到最佳工作狀態。另一種常見方法是使用較粗的連接線或串聯連接同規格電流互感器的次級繞組以減小次級負載阻抗值以減小誤差。2）合理選擇電流互感器的容量酌情選用更大容量的電流互感器。綜合考慮次級負載、外接導線電阻、電表阻抗的影響來選擇容量。3）誤差補償結合運行環境，電流互感器可補償誤差，常用的有二次繞組分數補償、二次側電容分路補償等。

3.3電流和二次負荷

通常情況下，電流互感器在有電流通過時，進行第一次電流流通測試應在額定電流范圍內進行，在正常的工作過程中，電流的額定負荷電流量應保證在60%～30%。如果不能很好地保證這個區間范圍內的電流流量，那么就應采取高熱的、穩定的電流互感器，這種方式會比變頻電流互感器中的電流少，那么為了電能表的計量精準，選擇電流互感器在電流的額定數值上，就應嚴謹且具有較強的科學合理性，使電流互感器時刻都處在一個最佳的工作狀態，以此來最大限度地減少電能的計量誤差。

3.4調整互感器誤差

最后，也需要使用合適的電表，隨時調整電流互感器中存在的誤差?；旧希嬃垦b置中出現的誤差，實質上體現的仍然是電流互感器中產生的誤差，以及電能表本身就具有的誤差。為了將這兩點進行統一整合，消除誤差，需要工作人員在電流互感器的實際使用過程中，進行合理有效的誤差補償，以此來降低其中存在的誤差。另外，也能夠通過調整使用的測量道具，采用不同的互感器進行合成，例如使用電壓互感器，通過多方法測量的手段來降低誤差數值，提高測量的最終精確度。

結語

綜上所述，在經濟發展過程中，對電力資源的控制和維護，是保障社會平穩發展的一個重要的環節。為促成電力資源的平穩提供，需要對電力輸送的各個環節進行深入的研究，避免因電流互感器的誤差導致對計量裝置產生影響。本文從電流互感器的工作原理入手，分析電流互感器產生誤差的原因，指出由于勵磁電流要素、互感器剩磁和電表選擇失當等原因造成了電流互感器誤差，并據此分析誤差對計量裝置產生的影響，指出通過電流互感器的選擇和二次負荷，構建電流低壓感應器對減小電能計量誤差的方法保證電網的平穩運行。

參考文獻

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