浅谈电流互感器二次绕组接线错误对电能计量的影响

[摘 要] 电力系统要安全经济运行，必须装设一些测量仪表，以测量电路中各种电气量，如电压、电流、功率、电能等。电流互感器作为测量电能的直接工具之一。它的准确、公平、公正直接关系到厂网双方的经济利益，因此分析电流互感器二次绕组错误接线就显得十分有必要。在工程实践中，通过对某变电站的一条35kV线路的线损分析，提出了电流互感器在实际安装中应该把握的重要环节和注意事项。

[关键词] 电能计量   电流互感器   分析

1电流互感器概况

   电流互感器的原理是依据电磁感应原理的。电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。它的一次绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中，因此它经常有线路的全部电流流过，二次绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的二次回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路。而电流互感器的变比是根据一、二次绕组的抽头组合，可以根据不同的接法来实现不同的计量变比。在35kV高压计量柜中，改变计量变比是一般情况是通过改变二次绕组的抽头接线方式来实现的（当然也有通过改变一次接线的方式来改变互感器变比），而二次抽头接线的正确与否直接影响到计量的准确性，我们通过一条35kV线路的线损数据来分析二次绕组抽头的几种接法对计量准确性的影响。

2关口电能计量用电流互感器参数

表1   110kV明珠变电所35kV明桥线电流互感器参数

3 对电流互感器二次抽头错误接法的分析

   目前，电力系统中使用的电流互感器一般为电磁式，其基本结构与普通变压器相似，由两个绕制在闭合铁芯上、彼此绝缘的绕组（一次绕组和二次绕组）所组成，其匝数分别为N1和N2，如图1所示。一次绕组与被侧电路串联，二次绕组与电能表的电流线圈相串联。当一次绕组中有电流I1通过时，一次绕组的磁动势I1 N1产生的磁通绝大部分通过铁芯闭合，从而在二次绕组中感应出电动势E2如果二次绕组接有负载，那么二次绕组中就有电流I2通过，有电流就有磁动势，所以二次绕组中由磁动势I2 N2产生磁通，这个磁通绝大部分经过铁芯而闭合。根据磁动势平衡原理可以得到：

I1 N1+ I2 N2= I10N1

式中  I10N1为励磁磁动势。

图1

如果忽略铁芯中各种损耗，可认为I10N1近似为0，则

                    I1 N1+ I2 N2=0

也可以写成

                    I1/ I2= N2/ N1

因此，要改变电流互感器的计量变比，可以通过改变电流互感器的一、二次绕组来实现。在下文将要分析的工程实例中电流互感器的计量变比是通过改变二次绕组的匝数来实现的，如图3所示。但是在实际安装过程中往往出现如图2的接法，造成关口电能表计量不准确。

图2

图3

我们先通过一条实例来看一下，现有110kV明珠变通过35kV明桥线给35kV八里桥变供电，供电线路总长约4公里。在110kV明珠变侧装有35kV明桥线关口计量表，作为供出侧，关口电能表正向计量，电流互感器二次绕组接线采用图2的接法，其8月份的电量（W1）见表3。

       （W1- W2）/ W1*100%

=（2260860-2377900）/ 2260860*100%

= -5.17%

在供电距离只有4公里的线路来说，这样的损耗显然是不对，而且还是负线损。

下面我们来看一下，110kV明珠变侧35kV明桥线的电流互感器二次绕组采用图3的接法后，这条线路的损耗又是多少？供出供入两侧9月份的电量分别见表5和表6。

（W1- W2）/ W1*100%

=（1939560-1935500）/ 1939560*100%

= 0.21%

从9月份的线损数据我们可以看出，它的线损符合正常范围。8月份和9月份的线损数据比较都是在保持110kV明珠变侧和35kV八里桥变侧的电能表、电压互感器等计量装置不变的情况下，只是在110kV明珠变侧的电流互感器先后采用图2和图3分别得出8月份和9月份的电量。显然，从我们得到的线损数据可以看出8月份的线损数据有问题。但是问题出在哪了呢？下面我们看一下采用图2的接法和图3的接法有什么不同。

采用图2的接法，根据磁动势平衡原理可以得到：

I1 N1+ I2 N2= I10N1

式中  I10N1为励磁磁动势。

 在这里就不能忽略铁芯中各种损耗， I10N1也不能近似为0，则

I1/ I2= N2/ N1也就不成立，也就是说经过电能表的二次电流I2比实际一次电流感应的二次电流要小，有一小部分电流没有经过电能表，造成电能表少计电量，从而出现负线损。

   而采用图3的接法就不存在少计电量的问题。

4 结论

   随着现代工业技术的发展，无论是用于关口计量还是贸易结算的电流互感器基本上都使用了可调节变比的二次绕组，有的两个抽头，有的可能更多，这就要求我们在安装过程中按照互感器制造厂家的说明书正确安装电流互感器，即正确选择二次绕组上的抽头，对不使用的抽头空置即可，不可画蛇添足，以免造成一些不必要的麻烦。

【参考文献】

[1]  王月志.电能计量技术[M].北京：中国电力出版社，2007

[2]  陈向群.电能计量技能考核培训教材[M].北京：中国电力出版社,2003

[3]  王学伟，王德聪.电能表互感器的应用和防丢电技术[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社,2000