如何实现复合变比电流互感器计量的自动化

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【摘 要】 文中论述了使用“复合变比电流互感器自动转换计量装置”，实现复合变比电流互感器计量的自动化，解决电力计量中的低负荷、超负荷漏电或窃电问题，从而降低线损、提高电力计量的准确性。

【关键词】 电流互感器 复合变比 计量 自动化

1 概述

目前在电力计量的过程中，存在比较严重的低负荷、超负荷漏电或窃电问题，多数电力管理部门都视为线路损耗，这是不确切的。其实，是由于电力计量系统中电流互感器的计量范围不够宽，导致在低负荷或超负荷时计量失准造成的漏计量；也有的电力管理部门使用了复合变比电流互感器或多变比电流互感器，但是解决不了：(1)用电负荷变化速度快；(2)不停电改变变比；(3)不同变比的同一倍率问题。如何解决好上述问题是实现复合变比电流互感器计量自动化的关键，以下是对“如何实现复合变比电流互感器计量的自动化”这一问题的解析。

2 电流互感器的计量特性

在设计计量用电流互感器时，根据它的精度要求，应符合国家标准GBl208-1997相关技术指标，单纯从计量角度考虑，一是符合GBl208-1997，5．3．2要求精度的准确级，同时将一次变二次电流的电流比例控制在该准确级要求的电流误差f比值差1和相位差的范围内，见表1。

一般的计量用电流互感器当线路电流运行在电流互感器变比的额定20％-120％电流范围内时，电流互感器的变比误差是符合精度要求的，但线路电流低于额定电流的20％时，变比误差开始增大，电流越小，误差越大；而且变比误差总是向负方向偏移。主要是供给电流互感器的励磁电流小，而且电流互感器还有自身的能量消耗。所以当线路电流小到一定值时，误差增大很多，造成电量漏计量。二是符合GBl208-1997，5．2．4仪表保安系数(FS)，在系统故障电流通过互感器一次绕组时，仪表保安系数愈小，由互感器供电的仪器愈安全。为了保护二次仪器仪表，对测量用电流互感器设计增加了仪表保安系数，就要求电流互感器在运行中，当线路电流超过电流互感器额定电流值的120％时，电流互感器要逐渐进入饱和状态，以达到保护二次仪器仪表不被损坏，保存记录数据等目的。在实际用电过程中，有时线路运行电流超过电流互感器额定电流很多，导致运行中的电流互感器饱和，造成超负荷计量失准，而丢失很多电量。因此，根据用电负荷的变比范围，确定电流互感器的变比，当用电负荷的变化很大时，就要根据电流互感器计量量程的大小，而选取复合变比类型的电流互感器，这种复合变比电流互感器同时具备两个变比或多个变比，而且两个变比之间的计量范围很大，也可以设计成为大变比是小变比二到五倍的计量宽度，这样对用电负荷变化大或多台变压器共用一套计量的，就可以在用电负荷大时让其运行在电流互感器的大变比，当用电负荷小时让其运行在电流互感器的小变比，来控制因低负荷或超负荷造成电流互感器的计量失准，而导致的漏电或窃电。

3电能表的计量特性

电能表在运行过程中，单纯从计量角度考虑，它的计量范围较宽，一般情况下都有4倍甚至更大的计量宽度，比如：1．5(6)A、1．5(9)A、1．5(12)A的电能表，在整个计量过程中，在额定电流1．5A一6A档时，它的计量误差是0．05In≤，≤／max，±1．0(1级表)，符合GBl7215-2002／IEC 61036：2000．4．6．1电流改变量引起的误差极限，见表2。

它的计量范围可包含电流互感器从小变比到大变比转换的计量范围．并且电能表在GBl7215-2002标准4．6．4．3中，见表3。

要求电能表在线路有微小的电流时，电能表必须能正常起动并连续记录。所以单纯从电能表计量的过程中．它的计量范围和灵敏度都能保证线路在低负荷或超负荷运行中计量准确。

4 实现复合变比电流互感器计量的自动化

综上所述，要想实现复合变比电流互感器计量的自动化，就必须解决：(1)跟随用电负荷的变化改变不同的变比：(2)改变不同变比的同时不允许停电；(3)同一倍率计量不需要分别记录不同变比的运行时间。通过多年的研究和试验，发明了“复合变比电流互感器自动转换计量装置”，发明该产品的目的，主要是针对一般电流互感器的计量范围窄，使用复合变比电流互感器又不能自动转换。而解决不了低负荷计量失准造成的漏计量和超负荷导致电流互感器计量饱和造成的电量丢失的问题设计的。它的功能是：“在线检测电流大小，自动转换大小变比，同一倍率进行计量”。使用方法是将复合变比电流互感器自动转换计量装置与前级复合变比电流互感器(即双变比，可用不同倍率)相配接，而后接上电能表。在运行过程中，随时检测线路电流的变化。当线路电流增加到电流互感器小变比额定电流的100％以上时，即可转换到电流互感器的大变比运行：当线路运行电流下降到电流互感器大变比额定电流的20％时。又自动转换到小变比，即完成一个转换过程。在整个计量的过程中，因在自动转换内部电路中已将两个不同变比的倍率调整成同一倍率，所以在整个转换过程中不需要记录运行时间。在计算用电量时，使用复合变比电流互感器自动转换计量装置，是按大变比的倍率来计算的。也就是当电流互感器运行在大变比时通过自动转换计量装置二次输出的电流是和电流互感器二次输出电流是相等的，进入电能表后所计的电量是按大变比倍率来计量的，当线路电流变小，自动转换计量装置转换到电流互感器的小变比时，电流互感器的二次电流是按小变比输出的，通过自动转换计量装置将二次电流调整，按大变比与小变比的倍率关系统一到一个倍率来计量。从而实现了复合变比电流互感器计量的自动化。

5 结论

由于电流互感器在较小电流状态下的电磁转换受制约和运行中的条件限制，而在目前这种负荷变化大的用电环境中，一个变比不能满足较宽范围的计量，因此，选择合适的复合变比电流互感器的大小变比，只要成倍率关系，配套使用复合变比电流互感器自动转换计量装置才能时时检测线路电流的变化，同时根据线路电流的变化情况及时转换不同的变比，不管它变换变比的时间长短，通过“复合变比电流互感器自动转换计量装置”调整成同一倍率，只需记录用电负荷的多少，而不用分别记录不同变比的运行时间，即可计算实际用电量。使用复合变比电流互感器自动转换计量装置，既能实现复合变比电流互感器转换不同变比的自动化，又能保证复合变比电流互感器不同变比的计量准确性。只有这样才能彻底解决电流互感器自身计量范围不足的问题，而且在整个计量范围增加五倍的状态下计量仍然准确无误。所以，使用复合变比电流互感器自动转换计量装置解决低负荷、超负荷漏电或窃电的最终目的，是达到“高低负荷计量准，自动转换范围宽，大小电流不漏掉，公平交易少争端”。