电流互感器暂态饱和对计量误差的影响

王婷

(国网山东省电力公司莘县供电公司,山东 聊城 252400)

电流之所以出现暂态饱和问题，主要原因就是其一次直流中包含各种非周期分量，同时会出现较长的持续时间，对计量误差产生了直接影响，这是直接推动因素。除此之外，计量误差还会对电能表的考核质量产生一定的影响。本文就此对互感器相关工作原理和误差问题进行了系统的研究与分析。

1 互感器相关工作原理

互感器也可以叫做仪用变压器。在现实应用过程中，电流的需求量大小范围比较广泛，包括从N的一次方到N的几次方可以说是一应俱全，为了让测量过程更加便捷，提高测量的安全性与可靠性，需要对所有的电流根据相应的标准进行统一的规划，从而让其能够保持相同的水准，一次绕组和二次绕组还会出现感应电势，感应电势和缠绕匝数之间是一种正比关系，其中主要构造包括端子、绝缘支撑、铁心、二次线圈、一次线圈等构件。

2 计量误差种类和主要影响因素

（1）计量误差分类。系统中出现最为频繁的计量误差就是角差和比差，两者之间既存在一定的共性，同时还存在一定的差异。在现实问题当中，导致角差是正值，而比差是负值，在这种条件下，两者的变化方向正好处于相反的状态，从而产生计量误差。

（2）误差产生原因。导致计量误差产生的原因主要包括2方面的内容，分别是剩磁效应和励磁效应。励磁电流是导致计量误差产生的重要原因之一。当互感器处于一种运行状态时，会不可避免地遇到磁场问题，也可以说计量的过程中不可避免地会遇到励磁电流，因此误差问题也是无法避免的，为此只有通过降低励磁电流来尽量缩减计量误差。导致计量误差产生的另一因素就是剩磁效应，在将设备和电源连接后，互感器的内部磁芯就会出现一种磁场效应，但是和电源之间断开后，磁场效应就会相继消失，在磁场消失过程中会遗留剩磁，这也就是人们所说的剩磁效应。导致出现剩磁效应的主要原因就是设备内部结构中的磁芯这一材料。

3 电流互感器的暂态饱和对于计量误差所产生的影响

（1）对一次线圈的影响。在电路运行过程中通常会出现短路的问题，在这种状态下，或是遇到其他的故障问题时，就会让一次线圈中的不定期直流分量处于一种不断上升的状态，从而增加直流分量。非周期的直流分量一经出现，就会导致一次电流出现畸形变化问题，从而对二次线圈中的流通电流产生不良影响。

（2）对二次线圈的影响。磁通量在运行中的改变是导致二次线圈发生变化的一大重要原因，当互感器处于正常运转的状态中时，或是使用普通的互感器设备时，设备内部磁通量并不会发生太大的改变，从而能够保证设备的正常运转，不会出现励磁电流的问题，但是在一次线圈中受到各种因素的影响时，就会导致线圈内部的一次电流产生畸变现象，从而让磁芯处于一种饱和状态，出现励磁电流的问题。包括突然出现的励磁电流和线圈中的原有电流出现重叠问题，从而导致二次电流出现失真现象，呈现出一种暂态的饱和形态。在正常情况下，可以利用电表来进行具体的测量工作，从而能够收集到两者前后计量过程中产生的不同结果，分析其中的差异。在一般状况下，对失真后状态进行综合计量，也就是当设备处于一种暂态饱和状态时进行计量，所获得的计量结果和正常条件下的测量结果相比，会相对较少，这就是所产生的计量误差。为此在进行计量工作时可以通过仿真这一方式来进行，在仿真工作开始前，还需要建立相应的仿真模型，通过仿真模型能够帮助解决误差问题。

4 计量误差解决方案

电能计量结果的准确性对于企业运行发展和国家安全等方面具有极大的影响，在大部分情况下，即使是很小的误差，也会导致某一重要项目的完全失败，从而带来严重的损失，不管是多大的误差，都会给企业和国家带来严重的损失，计量的结果和企业中的经济效益具有直接影响。

（1）精确选择变量和器件。首先应该选择合适的计量方式和计量器，针对计量器所选择的参数在一定程度上会对计量误差产生直接影响，在分析计量过程中的各种问题时，通常会将相关影响归属到互感器参数选择方面，判断结果错误，会让整个工作流程更加复杂、繁琐，同时还会影响问题的解决效果。判断的失误还会让整个工作流程更加繁琐，同时还无法有效解决实际问题。针对这种状况，应该科学选择恰当的计量器设备，预防这种问题的再次发生。除此之外，计量方式选择不当还会对计量过程产生不良影响，从而导致计量结果失误，针对这种问题，应该充分结合具体情况中的不同特点，选择科学的计量方式，尽量减少计量误差。

其次是合理匹配电流误差和电压误差。电流误差与电压误差之间的差异导致计量结果误差的发生。为此针对这种问题，应该规划两种误差从而让2种误差中的角差与比差能够满足相应的要求。对于比差的要求就是符号相反，但是绝对值应该相同。至于对角差的要求就是符号相等，同时绝对值也应该相同。但是在大部分条件下，无法保证各种值的相等性，只能尽最大努力，让它们尽量接近。最后就是导线的选择，在选择导线的过程中，特别是在选择二次回路中的导线时，应该进行科学选择，因为二次回路导线对于计量误差具有极大的影响，为此应该选择横截面积与整体长度都能够符合要求的导线，从而让导线能够和互感器之间互相适应，完美匹配。

（2）合理选择互感器。本文中主要研究内容就是互感器在暂态饱和的状态下对于计量误差所产生的各种影响，为此应该加强对于互感器的研究分析，在互感器各个参数领域的选择过程中应该保持一种慎重的态度、在进行互感器选择之前，应该提前进行详细、精准的计算工作，其中主要参数包括额定功率、额定变比和额定电压等内容，其中二次额定负荷比还具有一定的准确度等级划分。

在大部分情况下，和额定电流相比，正常负荷状态下的电流只占额定电流的百分之六，假如电流整体超出了这一范围，就需要对产生这种问题的原因进行详细的分析，同时采取有效的解决措施进行应对，并通过准确的计算来获得。额定电压，在没有出现各种问题的状况下，和实际所测得的电压数据相比，额定电压要相对大一些。至于额定变比方面，想要明确额定变比的具体数值，就应该对互感器一次线圈中出现的一次电流来实施准确的计算。其中额定一次电流的计算公式如下，额定一次电流=0.8×一次电力负荷/额定电压。二次负荷方面，二次负荷必须在额定负荷2.5层超上，最大条件下，也不能超过额定范围，不然就会导致器械设备的损毁。额定功率方面，从相关公式中能够看出，额定功率主要是通过额定电压和额定电流的两者的相乘来获得的，从而能够得到额定功率的具体数值。其实也是一种对电压和电流进行控制的过程。准确度等级方面，准确度等级主要包括一等、二等、三等、四等、五等这5个等级，在使用不同计算装置进行测量工作时，所需要的准确度等级也各不相同，为此需要结合相关标准进行科学选择，从而挑选出和装置最为匹配的准确度标准。

（3）科学选择装置。通过误差补偿装置能够有效降低互感器在暂态饱和状态下所产生的各种误差问题。误差补偿装置的工作原理如下，通过有效措施将一次回路与二次回路之间进行隔离，通过这种方法，在一次回路出现故障问题时，就不会将影响扩大到二次回路当中，能够避免连锁效应，将二次回路进行独立设置，从而降低误差发生频率。除此之外，对二次回路进行单独设置还拥有其他的效用，能够缩减设备运行过程中的接线失误问题，从而降低回路发生故障问题的频率。二次回路中的压降现象也是导致计量结果出现误差的原因之一，但是通过对二次回路进行单独设置这一方法，能够有效解决压降问题，从而减少计量过程中的误差问题，提高计量结果的准确性，促进整个工作流程的顺利进行。

5 结语

综上所述，电流互感器中的暂态饱和问题对于计量过程的影响十分大，也是计量过程中主要的影响来源，具体的原理是在一次电流的基础上对二次电流产生一定的影响，最终造成计量误差。想要彻底解决这一问题，应该进行全面研究，彻底消除一次电流影响，避免二次电流影响，将两者完全隔离开来。除此之外，应该结合其他的影响因素，比如参数和设备器件的选择等，从而将其他因素所产生的影响彻底消除干净。