电能计量互感器故障原因及防范对策探

罗欣

【摘  要】电能计量互感器的运作异常会导致电力系统中断路器的运作风险，并且会引起电压失衡等故障。电能计量的工作过程会因为电流互感器和电压互感器的使用造成数据计算出现差异。本文对电能计量运用互感器具有的断相理论进行了完整的分析，对互感器在电能计量中存在的各项问题进行合理分析，并针对问题总结应对措施。

【关键词】电能计量;互感器;故障分析;对策探讨

中图分类号：TM45      文献标识码：A

引言

为了减少电能计量出现较大的数据失误，要合理应用互感器，并以此规避成本损耗，减轻经济输出。值得注意的是互感器的应用加大了电力系统中的计量误差，应该就电能计量器的适配性对互感器进行择优。为了保证系统运作的安全性，笔者将对电能计量运用互感器时隐藏的故障原因进行具体研究。

1、互感器在电能计量中的应用意义

（一）含义;为完善电力系统的功能结构，使电能生产、电能输送、电能分配、电能控制等运作项目具有详细的数据记录，电力系统需要通过电能表以及计量柜，对电力数据进行统筹和测算，这是关于电能计量的含义。（二）互感器的结构;为了实现电力系统中电流运输的功率转变，互感器的结构优势起到了相当大的作用。互感器的主要由绕组和铁心构成，电流的运输流经一次绕组时会连接电流值，并对其起到干预效应。电流流经二次绕组时，产生的电阻值等同于短路值域。在电流的作用下，铁心和一、二次绕组发热，使转子绕组发生变化，这种变化会导致电能计量的数值产生误差。互感器的工作原理依靠断相理论进行，断相保护是连接三相电机对电路设备起到保护作用，假设通过绕组的电流为A，输出电流为B，对绕组的过电流进行调控，互感器工作状态正常时，绕组初始电流值A等于过电流值B。当A≠B时，断相器产生电磁，中断断相器工作状态。

2、电流互感器对电能计量产生的影响

2.1电能表量程选择对电能计量的影响

一般来说，电力用户的用电负荷变化很小，不会对供电产生很大的影响。然而，一旦用户的功耗大幅波动，很可能导致供电线路中的负载电流产生较大的跃迁，难以稳定在接近正常值的位置。对于一些大型电力用户，如果负荷电流突然偏高或偏低，在负荷电流达到最大值时，供电线路中的负荷电流很可能超过电流互感器的额定电流。当负载电流长期维持在较低的工作状态时，可能会引起更严重的问题。测量误差在很大程度上会影响电能计量的准确性。电力企业向用户配置的不合适的电能表，容易导致供电过程中负荷电流高于电流互感器额定电流或长时间低负荷运行，造成电能计量误差较大，影响电能计量精度。一定程度上的能量测量。

2.2电能表出厂质量对电能计量的影响

随着我国国民经济的不断发展，人们对电力的需求不断增加，导致了与供电有关的其他行业的快速发展，其中最典型的是电表厂的快速崛起。为了在电度表的生产和销售中赢得竞争，许多电度表生产厂家都会进行价格战。经过长期的价格战，为了获得可观的经济效益，电度表厂家将改变电度表的材料和设计，这将大大降低电度表的使用功能。例如，许多电度表制造商将用稀土磁铁或性能相对较差的三种磁铁替代更好的生产材料。这种方法将在很大程度上影响电能表的质量。一般来说，当工作人员对电度表生产厂家生产的电度表进行检验时，无法检测出电度表的生产材料是否由性能差的材料制成，导致大量劣质电度表流入销售市场。但是，经过一段时间的使用后，用户很容易发现性能较差的材料所生产的电度表容易发生磁断，从而降低了电度表的阻尼力矩，大大加快了电度表的速度，最终导致一定的间隙。电度表的测量结果与实际电耗之间，影响电能测量精度。

2.3接触电阻对电能计量的影响

在安装电度表线路时，工作人员可能会遇到串联或二次接线的情况。其中，串聯导线的接触电阻对电流互感器的负载电流有一定的影响，接触电阻也会导致电阻值的增加。此时，如果电度表的电压保持不变，电流值就会增大。最终的结果是，实际电耗将明显高于电压表的测量值，二次接线直接影响功率感应器的负载电流，最终导致电度表的测量值略低于实际功耗。在接触电阻的情况下，电度表中的附加电压值不等于次级线圈中的电压值。因此，电度表的测量值也不会出现同样的现象，这种情况是由于接触电阻对电能测量的影响。为了消除电能测量的误差，必须消除接触电阻的影响。

2.4铁芯对电能计量的影响

电流互感器在电能表中的工作流程如下：首先，一次绕组中通过一次电流后会产生电磁感应现象，从而导致一次绕组周围存在一定的磁通量;接下来一次绕组周围存在的磁通量会被不断消耗掉，在磁通量在被消耗的过程中会将其部分能量转化为二次绕组的电动势能;最终二次绕组的电动势能量会在变化过程中从绕组的内芯感应磁通量。经过分析很容易发现，当励磁电流被铁心消耗时，会在一定程度上影响电流互感器的测量值，大大降低了电能测量的精度。这种误差的直接原因是电流互感器的角度误差和变比误差。铁心周围二次绕组的存在将对电流互感器产生重大影响。一般来说，为了使电流互感器保持相对良好的工作状态，必须保证电流特性曲线误差和负载特性沿电流互感器的变化超过25%，同时保证一次额定电流维持在30%到60%之间。电流互感器在相对良好的工作条件下产生的误差一般不太大，能满足有关单位的供电要求。但电流互感器一旦不在一个比较好的范围内，就直接导致电度表的实测值与实际值之间存在较大的差距，很可能高于误差的允许范围。

3、如何防止应用互感器导致的计量误差

3.1加强设备维护

电能计量的数值标准受到互感器数量和质量的影响，互感器的运作状态主要受到二次绕组中电流的影响。这就要求电力系统的运作要加强供配电的工作质量和工作方式，为了减少电流经过绕组回路时铁磁谐振的产生，可以对接入电能计量的互感器数量进行分配。为确保电流的供应和分配具有安全保障，可以从经济效益方面考虑，减少工作成本。树立良好的检修意识，在电力设备长年的运行中难免会出现部分零件老化，设备运转少油或者功能性气体的挥发，要及时就电力系统的相关零部件进行定期检查，及时发现问题，争取最大程度的降低运行故障。尤其是互感器的应用，在安装接入电能计量时，要对互感器的设计进行合理的检测，以达到电能计量的高精准度。

3.2合理利用互感器的工作原理

（1）调节互感器装置位置;电能计量的最终数值受到互感器电压的影响，为了降低互感器在运作过程中对绕组匝线的损伤，要求对互感器的布置位置进行调整，将仪表测量器的安装位置择优，这样方便对绕组回路中的电压进行检测。（2）调整电压互感器;在具体的电流检测过程中，为了使测量结果更加精确，对电压的要求相当高，从线路、发电机、母线、变压器入手，电压互感器应满足装置的保护性、检测性、同时性。通过对发电机安装三相接线，达到互感器的专用模式，同时对变压器的运行提出要求，满足互感器的同期保护要求，从而达到减小电能计量的误差。

结束语

综上所述，电能计量中互感器的应用故障具有多样性，本文通过对电能计量和互感器的理论描述，对互感器应用于电能计量时产生的干扰做了简单概括，为了防止互感器在应用过程中存在较大的计量误差，要合理利用互感器的工作原理，并且定期维护设备安全，达到节约成本，降低故障的效果，通过此方法提高电能计量的准确度。

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（作者单位：国网山东省电力公司寿光市供电公司）