淺析電流互感器及其二次回路引起的計量誤差

薛宏

摘 要：電能計量是電力企業生產經營管理及電網安全運行的重要環節，電能計量裝置的準確性不僅事關電力工業的發展和電力企業的形象，影響電能量貿易結算的公平、公正，更是直接關系到電力企業和廣大電力客戶的根本利益。以往，技術人員把目光更多的放在電壓互感器及其二次回路誤差和其對計量裝置綜合誤差的影響上面，相關的改造工作也在陸續開展。然而電流互感器及其二次回路引起的計量誤差也實時的存在著，并產生著較大的影響，下面對此做詳細的論述和分析。

關鍵詞：電能計量裝置 電流互感器及其二次回路 計量誤差

中圖分類號：TM6 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）01（a）-0069-01

1 電流互感器準確度等級達不到規程要求將引起較大的計量誤差

《電能計量裝置技術管理規程》中規定：“Ⅰ類計量裝置中電流互感器準確度等級應為0.2S級”，但在現場有很多電流互感器并不滿足要求。部分安裝的是0.2級、0.5級電流互感器，其中0.2級與0.2S級電流互感器相比，沒有設置輕負荷補償裝置，所以在一次回路負荷電流較小時存在較大誤差。

2 電流互感器二次負荷超出允許值引起的計量誤差

電流互感器的額定二次負荷，是指在保證電流互感器準確度的條件下，允許電流互感器二次所接的測量儀表、繼電器、電能表以及二次導線等的阻抗總值，一般用Zn來表示。

根據T型等值電路，運行中電流互感器的比值差（f）和相位差（δ）的復數誤差分別為：

如下圖可以看出，當二次負荷Zb增大時比值差向負方向增大，相位差向正方向增大，結果將導致電流互感器合成誤差增大。

電流互感器二次回路多為繼電專業、儀表專業和電能計量專業共用，電流互感器二次負荷數量較多且導線截面較細，導線較長，超過了規程中“互感器實際二次負荷應在25%～100%額定二次負荷范圍內”的規定，將會導致電流互感器出現較大的負誤差而少計電能量。

3 電流互感器與電能表之間的接線方式不符合規程規定

規程規定：“對三相三線制接線的電能計量裝置，其2臺電流互感器二次繞組與電能表之間宜采用四線連接?！蹦壳埃蠖嗳嗳€制接線的計量點仍采用簡化的三線連接方式，這樣在公共導線中流過A相和C相的合成電流，在公共導線電阻上產生壓降，與原有的二次負荷壓降相疊加，造成實際計量誤差與實驗室檢定結果有較大的差別，引入了附加計量誤差。

4 電流互感器變比過大引起的計量誤差

電流互感器額定一次電流和變比的確定是一個比較復雜的技術問題，如果僅僅從電能計量的準確性考慮則希望額定一次電流和實際負荷電流越接近越好，但是從電力系統安全運行的角度考慮，額定一次電流的確定還要經過系統短路狀態下動穩定和熱穩定的校核。過去，由于受互感器制造水平的限制，電流互感器動穩定和熱穩定的技術指標較低，為了滿足電力系統動穩定和熱穩定的要求，一般是選擇變比較大的電流互感器。這樣，雖然電流互感器運行的安全性有了保證，但電流互感器在實際運行條件下的計量準確性卻降低了。

5 各種因素綜合引起較大的電流互感器合成誤差

由于電流互感器自身準確度等級低、電流互感器無計量專用二次繞組或無計量專用二次回路、電流互感器經常處以輕負荷工作狀態以及接線方式等原因致使電流互感器在安裝現場實際二次負荷下表現出較大的誤差，造成實際合成誤差較大，嚴重影響了電能計量裝置的整體準確性。在計算電流互感器合成誤差時，應選取額定電流下百分數值（5%、20%、100%、120%）中接近實際運行工況的某一點進行計算。三相三線、三相四線接線方式電流互感器合成誤差的計算公式分別為：

6 結語

該文對現場電能計量裝置中電流互感器及其二次回路的運行狀態進行了較為透徹的理論分析、公式推導和圖形描述，對各個供電公司老舊變電站的改造和新建變電站的設計均具有一定的參考價值。endprint

摘 要：電能計量是電力企業生產經營管理及電網安全運行的重要環節，電能計量裝置的準確性不僅事關電力工業的發展和電力企業的形象，影響電能量貿易結算的公平、公正，更是直接關系到電力企業和廣大電力客戶的根本利益。以往，技術人員把目光更多的放在電壓互感器及其二次回路誤差和其對計量裝置綜合誤差的影響上面，相關的改造工作也在陸續開展。然而電流互感器及其二次回路引起的計量誤差也實時的存在著，并產生著較大的影響，下面對此做詳細的論述和分析。

關鍵詞：電能計量裝置 電流互感器及其二次回路 計量誤差

中圖分類號：TM6 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）01（a）-0069-01

1 電流互感器準確度等級達不到規程要求將引起較大的計量誤差

《電能計量裝置技術管理規程》中規定：“Ⅰ類計量裝置中電流互感器準確度等級應為0.2S級”，但在現場有很多電流互感器并不滿足要求。部分安裝的是0.2級、0.5級電流互感器，其中0.2級與0.2S級電流互感器相比，沒有設置輕負荷補償裝置，所以在一次回路負荷電流較小時存在較大誤差。

2 電流互感器二次負荷超出允許值引起的計量誤差

電流互感器的額定二次負荷，是指在保證電流互感器準確度的條件下，允許電流互感器二次所接的測量儀表、繼電器、電能表以及二次導線等的阻抗總值，一般用Zn來表示。

根據T型等值電路，運行中電流互感器的比值差（f）和相位差（δ）的復數誤差分別為：

如下圖可以看出，當二次負荷Zb增大時比值差向負方向增大，相位差向正方向增大，結果將導致電流互感器合成誤差增大。

電流互感器二次回路多為繼電專業、儀表專業和電能計量專業共用，電流互感器二次負荷數量較多且導線截面較細，導線較長，超過了規程中“互感器實際二次負荷應在25%～100%額定二次負荷范圍內”的規定，將會導致電流互感器出現較大的負誤差而少計電能量。

3 電流互感器與電能表之間的接線方式不符合規程規定

規程規定：“對三相三線制接線的電能計量裝置，其2臺電流互感器二次繞組與電能表之間宜采用四線連接?！蹦壳?，大多三相三線制接線的計量點仍采用簡化的三線連接方式，這樣在公共導線中流過A相和C相的合成電流，在公共導線電阻上產生壓降，與原有的二次負荷壓降相疊加，造成實際計量誤差與實驗室檢定結果有較大的差別，引入了附加計量誤差。

4 電流互感器變比過大引起的計量誤差

電流互感器額定一次電流和變比的確定是一個比較復雜的技術問題，如果僅僅從電能計量的準確性考慮則希望額定一次電流和實際負荷電流越接近越好，但是從電力系統安全運行的角度考慮，額定一次電流的確定還要經過系統短路狀態下動穩定和熱穩定的校核。過去，由于受互感器制造水平的限制，電流互感器動穩定和熱穩定的技術指標較低，為了滿足電力系統動穩定和熱穩定的要求，一般是選擇變比較大的電流互感器。這樣，雖然電流互感器運行的安全性有了保證，但電流互感器在實際運行條件下的計量準確性卻降低了。

5 各種因素綜合引起較大的電流互感器合成誤差

由于電流互感器自身準確度等級低、電流互感器無計量專用二次繞組或無計量專用二次回路、電流互感器經常處以輕負荷工作狀態以及接線方式等原因致使電流互感器在安裝現場實際二次負荷下表現出較大的誤差，造成實際合成誤差較大，嚴重影響了電能計量裝置的整體準確性。在計算電流互感器合成誤差時，應選取額定電流下百分數值（5%、20%、100%、120%）中接近實際運行工況的某一點進行計算。三相三線、三相四線接線方式電流互感器合成誤差的計算公式分別為：

6 結語

該文對現場電能計量裝置中電流互感器及其二次回路的運行狀態進行了較為透徹的理論分析、公式推導和圖形描述，對各個供電公司老舊變電站的改造和新建變電站的設計均具有一定的參考價值。endprint

摘 要：電能計量是電力企業生產經營管理及電網安全運行的重要環節，電能計量裝置的準確性不僅事關電力工業的發展和電力企業的形象，影響電能量貿易結算的公平、公正，更是直接關系到電力企業和廣大電力客戶的根本利益。以往，技術人員把目光更多的放在電壓互感器及其二次回路誤差和其對計量裝置綜合誤差的影響上面，相關的改造工作也在陸續開展。然而電流互感器及其二次回路引起的計量誤差也實時的存在著，并產生著較大的影響，下面對此做詳細的論述和分析。

關鍵詞：電能計量裝置 電流互感器及其二次回路 計量誤差

中圖分類號：TM6 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）01（a）-0069-01

1 電流互感器準確度等級達不到規程要求將引起較大的計量誤差

《電能計量裝置技術管理規程》中規定：“Ⅰ類計量裝置中電流互感器準確度等級應為0.2S級”，但在現場有很多電流互感器并不滿足要求。部分安裝的是0.2級、0.5級電流互感器，其中0.2級與0.2S級電流互感器相比，沒有設置輕負荷補償裝置，所以在一次回路負荷電流較小時存在較大誤差。

2 電流互感器二次負荷超出允許值引起的計量誤差

電流互感器的額定二次負荷，是指在保證電流互感器準確度的條件下，允許電流互感器二次所接的測量儀表、繼電器、電能表以及二次導線等的阻抗總值，一般用Zn來表示。

根據T型等值電路，運行中電流互感器的比值差（f）和相位差（δ）的復數誤差分別為：

如下圖可以看出，當二次負荷Zb增大時比值差向負方向增大，相位差向正方向增大，結果將導致電流互感器合成誤差增大。

電流互感器二次回路多為繼電專業、儀表專業和電能計量專業共用，電流互感器二次負荷數量較多且導線截面較細，導線較長，超過了規程中“互感器實際二次負荷應在25%～100%額定二次負荷范圍內”的規定，將會導致電流互感器出現較大的負誤差而少計電能量。

3 電流互感器與電能表之間的接線方式不符合規程規定

規程規定：“對三相三線制接線的電能計量裝置，其2臺電流互感器二次繞組與電能表之間宜采用四線連接?！蹦壳?，大多三相三線制接線的計量點仍采用簡化的三線連接方式，這樣在公共導線中流過A相和C相的合成電流，在公共導線電阻上產生壓降，與原有的二次負荷壓降相疊加，造成實際計量誤差與實驗室檢定結果有較大的差別，引入了附加計量誤差。

4 電流互感器變比過大引起的計量誤差

電流互感器額定一次電流和變比的確定是一個比較復雜的技術問題，如果僅僅從電能計量的準確性考慮則希望額定一次電流和實際負荷電流越接近越好，但是從電力系統安全運行的角度考慮，額定一次電流的確定還要經過系統短路狀態下動穩定和熱穩定的校核。過去，由于受互感器制造水平的限制，電流互感器動穩定和熱穩定的技術指標較低，為了滿足電力系統動穩定和熱穩定的要求，一般是選擇變比較大的電流互感器。這樣，雖然電流互感器運行的安全性有了保證，但電流互感器在實際運行條件下的計量準確性卻降低了。

5 各種因素綜合引起較大的電流互感器合成誤差

由于電流互感器自身準確度等級低、電流互感器無計量專用二次繞組或無計量專用二次回路、電流互感器經常處以輕負荷工作狀態以及接線方式等原因致使電流互感器在安裝現場實際二次負荷下表現出較大的誤差，造成實際合成誤差較大，嚴重影響了電能計量裝置的整體準確性。在計算電流互感器合成誤差時，應選取額定電流下百分數值（5%、20%、100%、120%）中接近實際運行工況的某一點進行計算。三相三線、三相四線接線方式電流互感器合成誤差的計算公式分別為：

6 結語

該文對現場電能計量裝置中電流互感器及其二次回路的運行狀態進行了較為透徹的理論分析、公式推導和圖形描述，對各個供電公司老舊變電站的改造和新建變電站的設計均具有一定的參考價值。endprint