泄漏电流对高压计量箱误差特性影响及分析

2022-03-23熊勇强邓礼敏

江西电力 2022年2期

李侣，熊勇强，邓礼敏，王浩，李欣

（1.国网江西省电力有限公司电力科学研究院，江西南昌 330096；2.国网江西省电力有限公司，江西南昌 330077；3.国网江西省电力有限公司供电服务管理中心，江西南昌 330096；4.网江西省电力有限公司上饶供电分公司，江西上饶 33400）

0 引言

高压计量箱具有接线方便、集成度高等优点，广泛应用于高压配电网电能计量中，是国家《计量法》规定的强制性检定计量器具。长期以来，无论是三相高压计量箱生产厂家还是各检测机构都是在低压下对其进行误差检测。近年来，JJG 1165—2019《三相组合互感器检定规程》等相关技术规范要求高压计量设备在运行状态下检测，当电流互感器一次绕组和二次绕组之间施加工作电压时将产生泄漏电流，该泄漏电流流入测量回路导致电流互感器产生附加误差，因此在进行高压计量箱中电流互感器误差校验时需考虑和分析高压泄漏电流对计量误差的影响程度[1-3]。

1 电流互感器在高压运行状态下泄漏电流影响分析

由于工艺的原因，高压电流互感器一、二次绕组之间不可避免存在分布电容和漏电抗ZC，当一次绕组处于工作电压Ue时将产生电容电流Ix0、Ix1，此电容电流即泄漏电流，如图1所示。

图1 高压状态下泄漏电流产生原理

为了分析高压计量箱中高压漏电流对电流互感器误差影响量，测试方法如图2所示。测试时通过升压设备提供100%的三相对称额定电压，同时施加在组合电压互感器的高压端子上，电压互感器与电流互感器相连且电流互感器不通电流。分两种情况进行测量：一种是从电流互感器的P1端施加高压进行测量，另一种是从电流互感器的P2端施加高电压进行测量。在高压计量箱的施压三相对称额定电压后，电流互感器二次绕组或多或少将有高压漏电流流过，对电流互感器的准确度产生影响，特别是在1%额定电流时的误差影响量最大。测量时将电流互感器的二次极性端接入校验仪的K 端，二次非极性端接地并接入校验仪的D端，这样漏电流将作为差流输入互感器校验仪。同时通过升流器和互感器T0提供1%二次输出额定电流给互感器校验仪作为工作电流，电流的相位和电流互感器一次端施加的电压的相位相同，这样可以直接通过互感器校验仪测出高压漏电流对电流互感器在1%额定电流点的误差影响量。

图2 在高压状态下泄漏电流对电流互感器误差影响测试方法

文中对国内4个主流厂家14台高压计量箱采用上述方法进行了测试研究，试验数据如表1所示。

表1 高压计量箱泄漏电流对电流互感器误差影响试验（1%额定电流）

从上述14台高压计量箱样本试验可以看出，高压三相电压加在电流互感器一次端子以后最大的比差影响量为-1.498%，角差最大影响量为45.6'。结果表明，高压三相电压所产生的高压泄漏电流会对高压计量箱中电流互感器准确度产生影响，而且有的厂家互感器的高压漏电流在1%额定电流点所产生的误差影响量已经大大超出了互感器的误差限值。因此，高压计量箱应该在模拟实际运行状态下开展检定工作，这样才能真实反映高压计量箱的实际运行性能。同时高压电流互感器应在规程、规范或标准中增加高压泄漏的试验项目和要求。

2 防高压漏电流影响的高压标准电流互感器研究

由以上分析可知，一次高压泄漏电流对测量电流互感器的误差影响的原因主要有以下两个方面：首先是高压泄漏电流直接流入二次绕组，并与二次绕组中的正常电流进行叠加，从而使得高压标准电流互感器的误差受到影响；其次是高压泄漏电流路径会流过高压标准电流互感器一次绕组，这些泄漏电流将被感应到二次绕组，使得高压标准电流互感器准确度受到影响。

为了解决高压泄漏电流给电流互感器检定带来的影响，文中提出一种防高压泄漏电流影响的高压标准电流互感器，并成功研制了样机，其结构原理如图3所示。此标准电流互感器能有效减小高压泄漏电流在高压状态下检定电流互感器所带来的影响。主要从以下两个方面改进设计：第一个措施是在一次绕组、二次绕组和铁芯之间增加接地屏蔽层，这样高压标准电流互感器的泄漏电流经屏蔽层直接流入大地，避免了泄漏电流直接流入二次绕组给高压标准电流互感器的准确度带来影响；第二个措施，为了消除漏电容电流Ix0通过一次绕组而感应到二次绕组给高压标准电流互感器准确度带来的影响，在屏蔽层增加一个补偿绕组然后接地。