浅谈互感器准确级及二次负荷对误差的影响

2012-05-12陈立功

中国新技术新产品 2012年10期

陈立功李霞

(1.四川省电力公司资阳公司，四川资阳 641400；四川德阳电业局，四川德阳 618000）

引言

我国电网改造及电力体制改革促进了电力设备朝着现代化、集约化、智能化、小型化的方向发展，互感器作为计量、测量、控制、保护等电力设备的重要组成部件也正在逐步向品种多样化、技术先进性、与国际同步的目标努力；由于电子式二次设备大大降低了互感器的二次负载，这就需要互感器使用及配套设计部门要切实根据实际情况对互感器准确级及相关二次负载进行合理的计算及选择，避免盲目扩大设计余量，不但造成了设备成本的增加，而且对计量误差产生影响。本文结合国家标准及相关文献对互感器的准确级及额定二次负荷其适用范围作简单介绍，目的是为了更加合理地对互感器的准确级及二次负荷等相关参数进行选择。

1 电流互感器的准确级及额定二次负荷

按其作用分为测量级和保护级,测量用电流互感器的标准准确级为:0.1、0.2、0.5、1、3、5 及特殊用途的0.2S、0.5S级(二次电流为5A)；其又分为计量和监测两大类,测量用电流互感器的误差限值见表一。

保护用电流互感器的标准准确级为:5P、10P级及有暂态特性要求的TPS、TPX、TPY、TPZ级，主要与继电保护装置配合，在线路发生短路过载等故障时，向继电保护装置提供信号切断故障电路，保护电力系统的安全，在旧国家标准中，电流互感器的保护级为3级、B级和D级，3级和B级一般用于过流保护，D级一般用于差动保护。保护用电流互感器的误差限值见表二。

计量用互感器是与电能表配套实现电能计量，随着市场经济的发展，对电流计量准确度的要求也相应提高；DL/T448-2000《电能计量装置技术管理规程》将计量装置分为Ⅴ大类别：Ⅰ-Ⅱ类为100万kWh及以上或变压器容量2000kVA及以上的高压计费用户，100MW供电企业之间的电量交换点的电能计量装置中电流互感器准确等级为0.2S级；100MW及以上发电机出口的电能计量装置中电流互感器准确等级为0.2级。Ⅲ-Ⅳ-Ⅴ类均为前述未包含的范围，其计量装置中电流互感器准确等级为0.5S级。在实际生产中，由于新型超微晶合金导磁材料在互感器上的广泛采用，Ⅲ-Ⅳ类也常将0.2级提升到0.2S级。实际采用硅钢片生产的0.2级互感器比采用超微晶合金生产的0.2S级互感器在额定电流的5%-20%运行时，误差会偏负0.15-0.4%;在额定电流的1%-5%运行时，误差会偏负0.4%-2%以上，显然采用S级互感器计量会有明显的经济效益。

电流互感器二次负荷对误差的影响：与准确级对应的一个重要参数是额定输出，额定输出是指在额定二次电流时，二次端子外的导线及仪表所消耗的视在功率值。新型电子式仪表和保护装置电抗仅为0.1Ω左右，因P=I2R，当额定二次电流为5A时，消耗功率是2.5VA。实际生产的互感器是指在25%-100%额定二次负荷范围内满足误差要求，这就要求一定要结合实际情况来确定额定二次负荷。以准确级0.2S级、额定负荷为5VA/下限负荷3.75VA电流互感器为例，在功率因数为0.8时不同二次负荷时测定误差数据如下：

结论：如果实际负荷太大或太小，都会使互感器运行误差超出限制范围。

2 电压互感器的准确级及额定二次负荷

按其作用分为测量级和保护级，测量用电压互感器的标准准确级为:0.1、0.2、0.5、1、3，保护用电压互感器的标准准确级为:3P、6P。同样按DL/T448-2000《电能计量装置技术管理规程》将计量装置分为Ⅴ大类别，其中Ⅰ-Ⅱ类为0.2级，Ⅲ-Ⅳ类装置中电压互感器准确等级为0.5级。Ⅴ类单相供电的电能计量装置不经过电压互感器。测量用电压互感器的误差限值见表三。

从表三中数据可以看出，电压互感器不存在低电压下运行的误差问题，所以电压互感器就不存在S级概念。

保护用电压互感器的准确级不仅可为测量用电压互感器的标准准确级:0.1、0.2、0.5、1、3级，亦可为3P、6P级；但剩余电压互感器的准确级仅为3P、6P级。即作为保护继电器电源用的绕组应为 0.1、0.2、0.5、1、3、3P、6P中的任一级；用以接成开口三角形，在接地故障时产生剩余电压的绕组仅为3P、6P级。用于相间的电压互感器不会有剩余电压绕组，保护级和测量级可按实际需要在一台互感器上形成不同的级次组合。

电压互感器二次负荷对误差的影响：以准确级0.2级、额定负荷为20VA/下限负荷5VA电压互感器为例，在功率因数为0.8时不同二次负荷时测定误差数据如下：

结论：如果实际负荷太小，会使电压互感器运行误差超出限制范围。

为了减小二次负荷对计量的影响，DL/T448-2000《电能计量装置技术管理规程》规定计量绕组应与其他绕组分开，在确定负荷时，应根据实际情况选择适当的负荷。但电压互感器与电流互感器不同，即便是两独立的绕组，在两绕组同时使用时仍然互相影响。其受负荷的影响程度与单绕组相近。实际生产的同型号互感器，若将单绕组改为同时使用的双绕组，其每个绕组的二次负荷近似减小一半。

四川资阳地区现有运行的关口电力互感器因投入使用年限较早，随着电子表不断的运用，变电站互感器采用了计量专用二次绕组，但通过对变电站的互感器二次负荷测试发现棉丰、简阳、孙家坝等变电站单相电压互感器计量回路二次额定容量为150VA，大大超过实际二次负荷以及部分电流互感器准确级满足不了DL/T448-2000《电能计量装置技术管理规程》要求，已对计量形成了一定影响，需采取更换互感器或加装二次负载等措施减小互感器准确级及二次负荷对计量误差影响。在今后计量改造或新建电力工程项目中对计量互感器提供技术要求时即注重准确级又注重额定容量的选择。