電能計量互感器故障原因及防范對策探

羅欣

【摘? 要】電能計量互感器的運作異常會導致電力系統(tǒng)中斷路器的運作風險，并且會引起電壓失衡等故障。電能計量的工作過程會因為電流互感器和電壓互感器的使用造成數(shù)據(jù)計算出現(xiàn)差異。本文對電能計量運用互感器具有的斷相理論進行了完整的分析，對互感器在電能計量中存在的各項問題進行合理分析，并針對問題總結(jié)應(yīng)對措施。

【關(guān)鍵詞】電能計量;互感器;故障分析;對策探討

中圖分類號：TM45????? 文獻標識碼：A

引言

為了減少電能計量出現(xiàn)較大的數(shù)據(jù)失誤，要合理應(yīng)用互感器，并以此規(guī)避成本損耗，減輕經(jīng)濟輸出。值得注意的是互感器的應(yīng)用加大了電力系統(tǒng)中的計量誤差，應(yīng)該就電能計量器的適配性對互感器進行擇優(yōu)。為了保證系統(tǒng)運作的安全性，筆者將對電能計量運用互感器時隱藏的故障原因進行具體研究。

1、互感器在電能計量中的應(yīng)用意義

（一）含義;為完善電力系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)，使電能生產(chǎn)、電能輸送、電能分配、電能控制等運作項目具有詳細的數(shù)據(jù)記錄，電力系統(tǒng)需要通過電能表以及計量柜，對電力數(shù)據(jù)進行統(tǒng)籌和測算，這是關(guān)于電能計量的含義。（二）互感器的結(jié)構(gòu);為了實現(xiàn)電力系統(tǒng)中電流運輸?shù)墓β兽D(zhuǎn)變，互感器的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢起到了相當大的作用?；ジ衅鞯闹饕衫@組和鐵心構(gòu)成，電流的運輸流經(jīng)一次繞組時會連接電流值，并對其起到干預效應(yīng)。電流流經(jīng)二次繞組時，產(chǎn)生的電阻值等同于短路值域。在電流的作用下，鐵心和一、二次繞組發(fā)熱，使轉(zhuǎn)子繞組發(fā)生變化，這種變化會導致電能計量的數(shù)值產(chǎn)生誤差。互感器的工作原理依靠斷相理論進行，斷相保護是連接三相電機對電路設(shè)備起到保護作用，假設(shè)通過繞組的電流為A，輸出電流為B，對繞組的過電流進行調(diào)控，互感器工作狀態(tài)正常時，繞組初始電流值A(chǔ)等于過電流值B。當A≠B時，斷相器產(chǎn)生電磁，中斷斷相器工作狀態(tài)。

2、電流互感器對電能計量產(chǎn)生的影響

2.1電能表量程選擇對電能計量的影響

一般來說，電力用戶的用電負荷變化很小，不會對供電產(chǎn)生很大的影響。然而，一旦用戶的功耗大幅波動，很可能導致供電線路中的負載電流產(chǎn)生較大的躍遷，難以穩(wěn)定在接近正常值的位置。對于一些大型電力用戶，如果負荷電流突然偏高或偏低，在負荷電流達到最大值時，供電線路中的負荷電流很可能超過電流互感器的額定電流。當負載電流長期維持在較低的工作狀態(tài)時，可能會引起更嚴重的問題。測量誤差在很大程度上會影響電能計量的準確性。電力企業(yè)向用戶配置的不合適的電能表，容易導致供電過程中負荷電流高于電流互感器額定電流或長時間低負荷運行，造成電能計量誤差較大，影響電能計量精度。一定程度上的能量測量。

2.2電能表出廠質(zhì)量對電能計量的影響

隨著我國國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們對電力的需求不斷增加，導致了與供電有關(guān)的其他行業(yè)的快速發(fā)展，其中最典型的是電表廠的快速崛起。為了在電度表的生產(chǎn)和銷售中贏得競爭，許多電度表生產(chǎn)廠家都會進行價格戰(zhàn)。經(jīng)過長期的價格戰(zhàn)，為了獲得可觀的經(jīng)濟效益，電度表廠家將改變電度表的材料和設(shè)計，這將大大降低電度表的使用功能。例如，許多電度表制造商將用稀土磁鐵或性能相對較差的三種磁鐵替代更好的生產(chǎn)材料。這種方法將在很大程度上影響電能表的質(zhì)量。一般來說，當工作人員對電度表生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的電度表進行檢驗時，無法檢測出電度表的生產(chǎn)材料是否由性能差的材料制成，導致大量劣質(zhì)電度表流入銷售市場。但是，經(jīng)過一段時間的使用后，用戶很容易發(fā)現(xiàn)性能較差的材料所生產(chǎn)的電度表容易發(fā)生磁斷，從而降低了電度表的阻尼力矩，大大加快了電度表的速度，最終導致一定的間隙。電度表的測量結(jié)果與實際電耗之間，影響電能測量精度。

2.3接觸電阻對電能計量的影響

在安裝電度表線路時，工作人員可能會遇到串聯(lián)或二次接線的情況。其中，串聯(lián)導線的接觸電阻對電流互感器的負載電流有一定的影響，接觸電阻也會導致電阻值的增加。此時，如果電度表的電壓保持不變，電流值就會增大。最終的結(jié)果是，實際電耗將明顯高于電壓表的測量值，二次接線直接影響功率感應(yīng)器的負載電流，最終導致電度表的測量值略低于實際功耗。在接觸電阻的情況下，電度表中的附加電壓值不等于次級線圈中的電壓值。因此，電度表的測量值也不會出現(xiàn)同樣的現(xiàn)象，這種情況是由于接觸電阻對電能測量的影響。為了消除電能測量的誤差，必須消除接觸電阻的影響。

2.4鐵芯對電能計量的影響

電流互感器在電能表中的工作流程如下：首先，一次繞組中通過一次電流后會產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，從而導致一次繞組周圍存在一定的磁通量;接下來一次繞組周圍存在的磁通量會被不斷消耗掉，在磁通量在被消耗的過程中會將其部分能量轉(zhuǎn)化為二次繞組的電動勢能;最終二次繞組的電動勢能量會在變化過程中從繞組的內(nèi)芯感應(yīng)磁通量。經(jīng)過分析很容易發(fā)現(xiàn)，當勵磁電流被鐵心消耗時，會在一定程度上影響電流互感器的測量值，大大降低了電能測量的精度。這種誤差的直接原因是電流互感器的角度誤差和變比誤差。鐵心周圍二次繞組的存在將對電流互感器產(chǎn)生重大影響。一般來說，為了使電流互感器保持相對良好的工作狀態(tài)，必須保證電流特性曲線誤差和負載特性沿電流互感器的變化超過25%，同時保證一次額定電流維持在30%到60%之間。電流互感器在相對良好的工作條件下產(chǎn)生的誤差一般不太大，能滿足有關(guān)單位的供電要求。但電流互感器一旦不在一個比較好的范圍內(nèi)，就直接導致電度表的實測值與實際值之間存在較大的差距，很可能高于誤差的允許范圍。

3、如何防止應(yīng)用互感器導致的計量誤差

3.1加強設(shè)備維護

電能計量的數(shù)值標準受到互感器數(shù)量和質(zhì)量的影響，互感器的運作狀態(tài)主要受到二次繞組中電流的影響。這就要求電力系統(tǒng)的運作要加強供配電的工作質(zhì)量和工作方式，為了減少電流經(jīng)過繞組回路時鐵磁諧振的產(chǎn)生，可以對接入電能計量的互感器數(shù)量進行分配。為確保電流的供應(yīng)和分配具有安全保障，可以從經(jīng)濟效益方面考慮，減少工作成本。樹立良好的檢修意識，在電力設(shè)備長年的運行中難免會出現(xiàn)部分零件老化，設(shè)備運轉(zhuǎn)少油或者功能性氣體的揮發(fā)，要及時就電力系統(tǒng)的相關(guān)零部件進行定期檢查，及時發(fā)現(xiàn)問題，爭取最大程度的降低運行故障。尤其是互感器的應(yīng)用，在安裝接入電能計量時，要對互感器的設(shè)計進行合理的檢測，以達到電能計量的高精準度。

3.2合理利用互感器的工作原理

（1）調(diào)節(jié)互感器裝置位置;電能計量的最終數(shù)值受到互感器電壓的影響，為了降低互感器在運作過程中對繞組匝線的損傷，要求對互感器的布置位置進行調(diào)整，將儀表測量器的安裝位置擇優(yōu)，這樣方便對繞組回路中的電壓進行檢測。（2）調(diào)整電壓互感器;在具體的電流檢測過程中，為了使測量結(jié)果更加精確，對電壓的要求相當高，從線路、發(fā)電機、母線、變壓器入手，電壓互感器應(yīng)滿足裝置的保護性、檢測性、同時性。通過對發(fā)電機安裝三相接線，達到互感器的專用模式，同時對變壓器的運行提出要求，滿足互感器的同期保護要求，從而達到減小電能計量的誤差。

結(jié)束語

綜上所述，電能計量中互感器的應(yīng)用故障具有多樣性，本文通過對電能計量和互感器的理論描述，對互感器應(yīng)用于電能計量時產(chǎn)生的干擾做了簡單概括，為了防止互感器在應(yīng)用過程中存在較大的計量誤差，要合理利用互感器的工作原理，并且定期維護設(shè)備安全，達到節(jié)約成本，降低故障的效果，通過此方法提高電能計量的準確度。

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（作者單位：國網(wǎng)山東省電力公司壽光市供電公司）