大变比电流互感器对电能计量的影响

　概述



目前，随着电网的发展系统中新建了一批超高压大容量的变电所。新建投产的变电所中有些是采用变比较大的电流互感器，如有的变电所采用变比为1200/1的电流互感器，其变比比以前常用的300/5的电流互感器变比大了20倍。在一次电流相同的情况下，大变比电流互感器的采用，减小了二次回路的电流，降低了继电保护等电子元器件的工作电流，有利于延长电子元器件的寿命和提高其工作可靠性。但大变比电流互感器的采用同时也给电能计量工作带来一些不利影响，加大了计量误差。



2　采用大变比互感器的不利影响



(1)读数误差增大：



以目前变电所多采用的1.0级机械式电能表为例，其末位读数在转动式字轮上，可准确读到小数点后第一位，小数点后第二位因刻度线相距较小，电能表安装位置高低不一，值班员读数时视线很难与刻度盘保持水平，加上人为的原因，小数点后第二位读数一般不准确，这就带来了较大的读数误差。以220kV线路为例，电压互感器变比为220kV/100V，电流互感器变比为1200/1，故电能表读数倍率为(220kV/100V)×(1200/1)=2640000，如只抄读到小数点后第一位，则最大误差电量为：0.1kW．h×2640000=26.4万kW．h，如抄读到小数点后第二位数，则最大误差也可达：0.01kW．h×2640000=2.64万kW．h，可见，读数误差已不容忽视。



(2)小负荷时计量误差大：



变电所的电能表多数带止逆器，如其准确度等级为1.0级，标定电流Ib为1A，根据规程要求，其起动电流应不大于0.009Ib=0.009×1A=0.009A，对应的一次电流为0.009A×1200=10.8A，此时负荷功率(设功率因数为0.9)为： ，即是说，如果一次侧负荷功率小于3703.7kW时，电能表允许不起动，此时每小时少计的电量最高可达3703.7kW．h。可见，小负荷时计量误差较大。



(3)电能表计量误差增大：



一般情况下，电流互感器一次侧负荷电流值很少达到一次侧额定电流值1200A，以220kV线路为例，设其每月输送的电能为2000万kW．h时，功率因数为0.9，则由电能计算式 ，可得一次回路平均负荷电流为 ，二次回路平均电流为：162A/1200=0.135A，对于标定电流为1A的电能表，0.135A已处于轻载位置，电能表在标定电流值时误差常已调定接近于0，轻载负荷时，若轻载补偿调节得不好，由于摩擦力及电流电磁铁非线性的影响，将出现一定的负误差。实际上，由于负荷时刻在变化，高峰负荷与低谷负荷相差较大，使电能表在相对较长的时间内工作在一次电流值小于120A的状态下，此时二次电流小于0.1Ib，根据规程要求，此时电能表误差范围允许在±1.5%以内。可见，大变比互感器引起较大的计量误着。规程规定，当电流互感器的变比过大，使电能表经常在1/3标定电流值以下运行的，属于不合理的计量方式，应予改正。



(4)不便于电能表现场检验：



规程规定，当通入标准电能表的电流值低于其标定电流的20%，或负载电流低于被检电能表标定电流值的10%时，不宜进行误差测定。由于变比大，二次电流值相对较小，如低于上述标准，则不宜进行检验。



3　减小不利影响的措施



采用大变比电流互感器的计量装置，为了减小计量误差，应在设计时就选好设备，把好关，努力提高计量装置的计量准确度。



(1)采用标定电流小的电能表：



电能表的电流宜为0.3(1.2)A，其标定电流为0.3A，此时电能表起动时一次侧负荷电流值为0.009×0.3×1200A=3.24A，对应的负荷功率为(条件如前)： 。如前例220kV线路的电流互感器二次回路平均电流虽也是0.135A，但其值相对于0.3A的是表标定电流值来说已占45%，电能表的计量误差可相对减少。



(2)稳妥地使用电子式电能表：



一些电子式电能表具有一些较为优越的性能，如ABB公司生产的高精度电能表，其起动电流小，小于1mA，电流过载范围大，接互感器式电能表的额定最大电流为10A，其电压范围也较宽，可较好地解决计量装置中采用大变比互感器而带来的不利影响。



(3)配备好现场检验标准设备：



用于现场检验的标准表的标定电流要相应减小，其电流量程要宽，以更好地实现现场检验。