分析电流互感器对电能计量的影响

分析电流互感器对电能计量的影响
摘要：在电力系统中，非常重要的一项设备就是电流互感器，如果有剩磁或者
饱和现象出现，就会对设备产生影响，导致畸变问题出现于注入到电能计量装置
的电流中，严重影响到电能计量结果的准确性。

基于此，本文分析探讨了电流互
感器对电能计量的影响，以供参考。

关键词：电流互感器；电能计量；影响
在社会高速发展时期，电能逐渐成为最主要的能源类型，也是人们日常生活
中必不可少的组成部分。

电能计量是行业确保生产效益的常用措施，其计量的准
确性与实际水平直接决定了企业与使用者的综合经济效益。

对于电能计量而言，
其装置由三大部分构成，分别为电流互感器、电能表以及二次回路，其中，电流
互感器是十分重要的设备，而且也是确保计量准确性的关键所在。

另外，从当前
的电力系统看，电流互感器占据着较为重要的地位，但由于其具有一定特殊性，
使得电流互感器在使用时有一定几率出现饱和等情况，导致电流出现波动，进而
对计量准确度造成较为严重的影响。

现就电流互感器对电能计量造成的影响，做
如下分析。

1电流互感器的结构分析
1.1电流互感器简介
电流互感器作为一次系统和二次系统间的联络元件，它可以将一次系统的大
电流转化为二次系统的小电流，将电流作为测量仪表和继电器的电流线圈的供电
来源，从而检测出电气设备是否能够正常运行或者是否出现故障，使一次侧高压
设备和比如测量仪表或继电器等二次侧设备相互隔离，从而使工作人员的环境更
加安全。

同时，使二次侧设备变得更加标准，体积更加小型，结构更加轻便，价
格更实惠，更有利于通过低压小截面的方式控制电缆，能够不受距离限制进行电
量测量。

假如电力系统因故造成短路情况，能够使测量仪表等较多二次设备不会
遭受较大伤害。

1.2电流互感器原理
电流互感器的原理就是以电磁感应为基础的。

电流互感器的结构主要是铁心
和绕组组成，注意铁心必须是闭合的。

它的绕组匝数不多，将其栓在需要测量电
量的线路中，因此经常是全部电流流过，第二次绕组的匝数较第一次增多，将其
串连在测量仪表和回路之间，注意电流互感器在工作时，要保证它的2次回路必
须从始至终都是闭合的，因为测量电量的仪表和保护回路串联线圈的阻抗较小，
所以电流互感器相当于处在短路状态。

2造成电能计量误差的主要原因
2.1电能表选择不当
电能计量装置正常运行时，由于用户负荷电流存在较大程度的变化，导致电
流互感器长时间处在低载负荷运行状态，最后引发不同程度的误差。

另外，如果
电能表与实测电能参数不同，还会引起附加误差，而且由于存在三相不平衡，中
性点周边时常伴有电流，进而产生一定附加误差，影响电能计量准确度。

2.2电能表存在质量问题
就目前来看，电子式电能表的应用最为广泛，其产生误差的主要原因为电压
和电流采样器异常。

在电子式电能表中，电流采样器主要由锰铜合金等材料制成，这种材料的温度系数较小，在温度快速变化的过程中，电阻也会随之改变，二者
呈非线性关系。

由此可见，外界环境或内部温度的改变，会使电阻出现较大程度
的变化，进而造成计量误差。

2.3电压互感器存在电压降
通过电力相关知识的了解得知，在负载电流正常运转通过电压互感器对应的
串接点时，在电阻或二次线电阻上会生成一种电压降，使电能表与互感器的电压
出现一定差别，但这一部分的电压实际上是不存在的，从而造成计量误差。

2.4电流互感器选择不当
在电流I1通过一次绕组时，绕组上会产生一次磁动势I1W1。

通过对电磁感
应等相关原理的分析得知，此时二次绕组会产生一定大小的感应电流I2，同时会
存在二次磁动势I2W2，对一次磁动势产生抵消作用。

在实际情况中，想要始终保持电磁感应作用，需向铁芯提供激磁磁动势I0W1，则有：I1W1+I2W2＝I0W1。

由此可见，电流互感器产生计量误差的原因包括激磁磁动势。

研究发现，激磁磁动
势造成的实际影响主要表现在两个方面，即为角差与比差。

在充分考虑电流互感
器特点的基础上，要使电流互感器以最佳的状态运行，其实际一次电流应为30%～60%额定电流，这样可以极大地缩小误差。

然而，从目前的电流互感器选
择情况来看，相关标准还有待进一步提升，而且还有一些互感器根本无法满足实
际需求，对电能计量造成了严重的影响。

3电流互感器产生电能计量误差的应对措施
3.1使用精度较高的“S”级电流互感器
电能运输过程中，有很多电路当中的负荷电流都会在30%额定负荷的情况下
运行。

在此状况下，为确保电能计量准确度，企业必须对电流互感器进行更换，
尽量使用“S”级的电流互感器，以此消除误差。

3.2合理选取电流互感器
在电流互感器当中，二次负荷指的是外接导线电阻、电能表阻抗与接触电阻等。

所以，在选取电流互感器时，应从二次负荷的角度入手，根据实际要求对互
感器二次容量进行综合考虑，同时尽可能选取阻抗相对较小的电能表。

另外，在
实际工作中，可适时采取降低外接电阻等有效方法来提升电能计量的准确度。

3.3一次电流与二次负荷
在对互感器一次电流进行确定时，应保证其实际负荷达到额定状态下的30%～60%，若在实际情况中无法实现，则需选用动热相对较高的电流互感器，
以此降低变比，实现提高电能计量准确度的目的。

科学选定额定电流是确保电流
互感器正常运行的基础，而且还能保证互感器始终处在最佳的运行状态，进而间
接消除计量误差。

另外，在科学选定额定电流的同时，还应配备电能计量专用互
感器与绕组，从而为电能计量提供良好的保障。

3.4定期检修保养电流互感器
在电力行业中，检修保修是一项极为重要的工作，主要包括三方面。

首先，
在对电流互感器进行检修时，应先对装置铭牌信息进行充分的了解，掌握其实际
工作情况，与标准的线路工作要求进行对比，及时发现线路中存在的问题和异常；其次，针对互感器一次与二次回路实施全面且细致的排查，查明线路中是否存在
短路、开路等情况，并对端子换相情况进行检查，一经发现错接等问题，需立即
采取有效措施进行整改；最后，检测互感器的接线，确保接线规范性与可靠性，
进而降低事故发生几率，为电能的准确计量奠定良好的基础。

3.5有效调整电流互感器误差
从总体上看，电能计量产生误差的主要原因有两方面，也就是电流互感器误
差与电能表自身存在的误差。

因此，在实际的电能计量过程中，应根据装置、系
统的运行特点和环境，采取适宜的方法对互感器和电能表进行有效的误差补偿，
进而最大限度地降低误差。

另外，还可对互感器之前的角差进行适当调整，把互
感器合成作用时产生的误差降低到最小，从而达到最理想的电能计量状态，实现
高精度计量的目标。

结语
作为电力系统的重要组成，电能计量直接决定了用户和企业的经济效益，有
着十分重要的作用和意义。

然而，由于电流互感器的特性，使得电能计量过程中
时常会产生一定误差，为企业与用户带来一定影响和损失。

为此，通过深入分析，得知电能计量误差是电能表误差与电流互感器误差共同作用的结果，所以相关管
理人员应在充分认识电流互感器重要作用的基础上，根据误差的具体产生原因，
采取相应措施，尽可能降低或消除误差的影响，从根本上保证企业与用户的经济
效益，推动电力行业持续发展。

参考文献：
[1]陈黎来.电流互感器对电能计量的影响[J].电力自动化设备，2011.
[2]游燕.浅析电流互感器对电能计量影响作用[J].科技致富向导，2012（5）.
作者简介：
乔俊丽（1983.11-），女，内蒙古呼和浩特市人，华北电力大学本科，单位：呼和浩特供电局计量中心，研究方向：电能计量装置。