電流互感器二次誤接線情況下的計量結果分析

趙 元 萬 磊 和凌冬

（云南電網有限責任公司昆明供電局）

0 引言

為滿足客戶對電力需求的改變，在電力系統中引入多接點的電流互感器，以節省投資。多相變壓變壓器通常由多個繞組構成，為防止二次側分斷產生的過高電壓，必須對其無功繞組進行短路處理。然而，多抽頭變壓器二次繞組不同于普通多電流比二次繞組，其空載抽頭不宜過短，以免影響測試。因此，本文著重對多支路電流互感器二次繞組非工作分接對電能計量造成的危害進行了探討。

1 電流互感器概況

本文介紹了一種新的電流互感器，它是一種以電磁感應為基礎，采用封閉式鐵心，線圈為封閉式結構的電流互感器。它的一次繞組數目很少，并連接到被測試的繞組上，所以繞組的電流很大，而且二次繞組的匝數也比較多。如果把儀表和保護回路串聯起來，則二次回路始終處于閉合狀態，儀表和保護回路間不會產生串阻。當前變壓器普遍采用的是兩級繞組分流法，采用兩級繞組分流法，其測試結果與接線形式有很大差異。35 kV高壓計量柜一般采用二次繞組分接（自然也有一次接線變換），其選取的好壞直接關系到測量的效果。

2 對電流互感器二次抽頭錯誤接法的分析

目前，在電力系統中廣泛應用的是一對互相隔離的初級繞組（初級、次級），其匝數分別為N1、N2，如圖1所示。一次線圈與受側線圈串聯，而二次線圈與電能表的電流線圈串聯，組成了一臺三相感應電機。隨著電流Ⅰ1流經一次繞組，一次繞組的磁場電位Ⅰ1N1生成的大多數磁通通過繞組并對二次繞組產生電磁感應。接下來，通過二次側繞組的電流Ⅰ2。在有電流的情況下，會產生一個磁場，所以在二次繞組中產生的電勢Ⅰ2N2會先穿過鐵芯，然后斷開。從磁力平衡原理出發，我們可以推斷出：

圖1

式中Ⅰ10N1為勵磁磁動勢。

若不計鐵心各方面的損失，Ⅰ10N1可被視為接近于零，那么Ⅰ1N1+Ⅰ2N2=0，Ⅰ1/Ⅰ2=N2/N1。

因此，需要對被測試物體的一次繞組、二次繞組進行調節。在以下所描述的一種工程實例中，如圖3中所示，通過改變二次線圈的圈數來確定電流轉換器。但在實踐中，如圖2所示，往往存在著這樣的接線形式，造成了測量誤差。

圖2

圖3

本工程以新建110kV明珠變電站35kV明橋線到35kV八里橋變35kV線路為主線，進行了4km的傳輸。明橋線35kV明橋線關口測試儀是供出線，在110kV明珠變電站一側進行正向測試，該裝置的副線圈配線如圖2所示，并提出了一種新的測試方法，并對該裝置的工作原理、工作原理和工作原理作了介紹。35kV八里橋變電所35kV明橋線的關口儀表作為輸入，利用“關口電表”實現了倒計值的功能。

然后我們就能算出該線路的線損：

考慮到一條4000公尺的輸電線，這種損失很明顯是不精確的。

下面我們來看看，35 kV明橋線110 kV明珠變電站一端的次級繞組，根據圖3中的接線方式，對次級繞組的損失作了計算。通過對線路損耗的計算，也可得出如下結論：

對9月份的線損情況進行了統計分析，得出了線損在合理范圍內的結論。8、9月份的線損資料比較都是在110kV明珠變電站一側，35kV八里橋變電站一側，這兩個變電站的線損比較明顯。文章只對110kV明珠變電站一側8、9月份的用電情況作了比較，如圖2和圖3所示。由此可見，8月線損數字存在問題。只是，這其中有什么地方不對勁呢？下一步，讓我們看一下在圖2中顯示的連接和在圖3中顯示的不同之處。

利用如圖2所示的方法，由磁動勢均衡原理可得出：

其中，激勵磁動勢是Ⅰ10N1。

在這種情況下，鐵心上的各類損失是不能忽視的，Ⅰ10N1也不會接近于0，所以Ⅰ1/Ⅰ2=N2/N1也不能成立，也就是說，流過電能表的二次電流Ⅰ2比實際一次電流低，造成的二次電流很少，有很少的電流流過電能表。造成電表電量不足。這里有一個負值的分界線。如圖3所示，沒有電力短缺。

3 故障分析

3.1 普通多電流比電流互感器

通常情況下，多電流比的二次繞組均具有獨立的鐵芯，在未短路時，在繞組內形成的復合磁場即為初級繞組的電場。一次電流完全轉變為勵磁電流，導致鐵芯瞬時飽和，鐵芯內部場強大于1.8T，在鐵芯內部形成高電壓，同時產生大量的高溫，嚴重影響了鐵芯的絕緣性能。所以，通常情況下，多個線圈中有一個是二次線圈，必然是短路的。

3.2 多抽頭式電流互感器

多抽頭變壓器二次繞組的多個抽頭均為原有繞組，各繞組之間具有較強的獨立性。在這個例子中，變壓器二次繞組S1-S2的抽運變比是300/5。二次側線圈S1-S3的分接開關，其變比為600/5，即K2=1/I13=(N12+N23)/N1=600/5，即S1-S2為電流互感器的二次引線，變壓器的變比為300/5，即：S1-S2為電流互感器的二次引線。在非工作線圈S3不導通時，也就是S1—S2回路的次級線圈電流，鐵芯上所產生的場電勢是初級線圈和次級線圈之間的場電勢之差，其差值約為0，所以不會導致鐵芯飽和。由于二次側繞組S1-S2，S2-S3的二次側均被短路，所以流過二次側繞組S1-S2及S2-S3的電流是一樣的，即Ⅰ12=Ⅰ23。

即Ⅰ1×N1=Ⅰ12×N12+Ⅰ23×N23。

從Ⅰ12=Ⅰ23可以得出：

Ⅰ1×N1=Ⅰ12×（N12+N23)，這是一種很好的數學模型。

這時，變壓器的實際電流變率為：

即（N12+N23)/N1=600/5.

結果表明，在空載情況下，多觸頭電流互感器不會發生短路。然而，實際的比率也在不斷地改變，從300/5到600/5。在使用多分接開關時，為了防止誤動作和探測誤差，必須防止線圈短路。

4 結束語

綜上所述，在現代化的工業過程中，關口計量，貿易結算都是必不可少的。它的次級線圈是可調節的，有次級和次級。所以，在安裝時，要嚴格按照生產廠家的要求，合理選擇二次繞組，避免過多分接頭。別做無謂之事，以免引火燒身。