电流互感器在电功率测量表中的应用

2013-03-23裴桂玲中航工业济南特种结构研究所质量安全部山东济南250023

电子科技 2013年4期

裴桂玲(中航工业济南特种结构研究所质量安全部，山东济南 250023)

随着电功率测量表，因其成本低、使用率高、环保节能被广泛应用。已成为政府机构关注重点。目前，许多国家在减少能源消耗，制定了一系列激励机制，大多激励措施在工业生产要求下，为开发各种精确测量性能仪器提供了平台。

1 电流互感器

1.1 电流互感器的工作原理

电流互感器［1］的实质是一种变压器，其原理是依据电磁感应原理存在的。电流互感器一般由两部分组成，分别是闭合的铁芯和线圈。其一次绕组匝数较少，主要是通过串联的方式将一次线圈接入电路，一般串联在需要测量电流的线路中，因此通过的电流较多、电压较大。某些高压设备中的电压较高，若直接测量，将存在危险性。因此，正常情况下，线圈中产生的电流会转换为统一的电流。但由于线圈匝数较少，使线圈中的电流受被测电路中的负载电流控制，因此由一次线圈产生的电流与二次电流无根本性联系。但二次绕组由于匝数较多而串接在测量仪表和保护回路中，方便了二次仪表测量。在电流互感器工作时，二次回路处于闭合状态，由于测量的仪表和保护回路中的串联线圈阻抗较小，其工作状态也趋于短路，因此，电流互感器此时将起到隔离变流和电气的作用［2］。通常微型电流互感器按功能可分为:测量电流互感器和保护电流互感器两类。

1.2 电流互感器的接线方式

电流互感器的接线方式，一般是按照自身的接负载运行情况确定的。常用的接线方式有3种:单相、三相星形与不完全星形。电流互感器原有的电流通常在一定范围内变动，一般规定为10% ～120%I1N。同时，电流互感器电流将按一定的转换比例变化，且原、副两边的电流应当同步发生变化。但由于电流互感器在运行过程中存在内阻抗、励磁电流和损耗等因素，使得比值与相位出现误差，分别称为比差和角差。比差在经过折算后，二次电流与一次电流值的大小之差对后者之比，即称为电流互感器的比差，用FI表示。当电流互感器额定电流比KNI2＞I1时，比差为正，反之为负。

2 电流互感器的要求

电流互感器的具体要求分为以下几点:(1)准确级。在大多数应用场合，准确级的测量对整个电力系统效率的提高起到了重要影响，而且电流互感器准确级的测量结果也决定了功率计算的精确程度。(2)漂移。初始系统标定无关读数的超时持续性，与互感器的漂移有着紧密联系。但元件老化或周围环境湿度和温度等外界因素，可能引发互感器的特性变化。(3)线性度。正常条件下，互感器的线性度是指互感器在整个操作模式范围内自身的稳定性。(4)相移。两个相关值测量之间可能发生的相移影响着实际有效功率或能量计算的准确级。因此，为确保电流互感器优越的性能和测量结果的精确，要使相移尽可能降低。(5)集成。功率表采用自供电方式，所以无需其他接线，只需对主要功率监控系统的输出进行接线。当互感器标准输出时，选用电流信号输出而非电压信号输出，最终可在功率监控系统中实现集成。

3 电流互感器在电功率测量中的应用

3.1 在单相电度表中的应用

首先查看电度表连接片的断开情况，根据连接片的断闭路情况选择相应的接线方式。通常是根据电流互感器的极性、工作特点和接线。接线方式主要分为两种:电度表的连接片处于连接状态时的接线以及断开状态下在电度表的连接片处于连接状态时，K2不可接地，而且必须要留意电流互感器一、二次线圈首尾两端的极性标志，不可接反［3］。

连接片若是处于断开状态，K2需接地，在实际运用过程中，有必要借鉴该方式，如果电流互感器线圈一侧的电流从尾端输入首端输出，那么电流互感器的二次侧电流则从首端输出、尾端输入，也就是将K1接地，将K2连接到接线柱1。当然，如果更换电流互感器及二次线时，不仅要遵循安全操作规范，还需确保变更比与之前相一致，互感器的极性要连接正确，伏安特性的变化不可过大。更换容量变化时，需重新核对电功率测量表的倍率。要确保重新更换的电流互感器或二次线，再次投入运行前需重新测量互感器的大小极性，以保证测量结果的精确性［4］。

3.2 在功率变压器中的应用

当电流互感器作为变压器的差动保护时，采用换流法的方式进行接线。在确保变压器正常运行的情况下，一次测量为穿越性电流。对电流互感器加极性端进行检测时，若发现加极性端距离母线较近，二次测量则需要采用另一种接线方式，用来组成差动继电器的两端。接线方式在连接时主要会出现两种情况，同名端相连与异极性端相连。同名端相连时，是指电流互感器的正极在母线附近，二次测量时，两端电流互感器的两个接口分别相连接。异极性端相连，是指变压器一侧电流互感器的正极性端，靠母线较为接近，而另一侧与变压器较为接近，二次测量时，变压器两端的电流互感器的接口错开连接［5］。