负荷电流对电流互感器精度的影响及解决办法的探讨

河北省电力研究所 魏学英 高级工程师

存在问题

随着网改的进行，线路质量及用电可靠性有了质的飞跃，但用电计量目前仍存在一定的问题，特别是用户用电负荷的峰谷差问题，在目前的情况下更加突出，其表现为：

低负荷问题

由于国家经济改革的深化，大批的国有企业、军工企业面临的转产或开工不足，由于其企业较大，电流互感器的配制一般按其变压器的额定容量进行配置，当其开工时，其精度一般在合理的范围以内，但当其停产时，其所用负荷（基本上是生活用电）尚不足额定负荷的10%、这时的计量电流互感器，将产生很大的误差。出现厂内“灯火辉煌，电表不转的现象”因此小负荷用电计量已是迫切需要解决的问题。

超负荷用电问题

由于经济的发展各地区均存在的一定小冶炼厂，其冶炼主要是用电进行的高耗能企业，也是各地区防窃电的重点。它的用电，由于历史的原因，当其上马时尚实行电网集资贴费制度，即每KW电能应交纳一定数额的贴费，因此小冶炼厂为了减少初期的投资，采取少报多用的方法，报1000KVA使用1500KVA，变压器超载使用，但配制的电流互感器却按1000KVA计算，造成电流互感器严重的超负荷。2001年，我曾做为所派出的技术专责，为下属地区局解决过一起线损严重超标的案例。我们到达现场后，椐当地的用电部门介绍，有一冶炼厂为其设置专用线路，但它的线损一般在19%以上。为此当地电力部门曾对其电表、电流互感器均进行了检测，结果均合格，后怀疑其有窃电行为，于是对其明查暗访、派专人看护，但线损一直未见下降，未见明显效果，迫不得已，组织由局技术骨干，并结合我所人员一起进行了现场分析，对此我们查阅了该局的用电资料，窃电现象被排除，于是我们用钳形电流表对使用中的线路进行测量，结果发现A相9.27A，B相8.95A，C相10.15A,三相平均过载近19%。为此我们对该用户使用的电流互感器进行了现场检测，结果发现当按国标规程进行试验时（1%-120%）误差合格。但当按实际的运行电流进行测试时，当电流达到150%时，误差急剧变负，电流达到160%时,误差基本无法测试。此时铁芯出现饱和，一次二次不再按电流比变换而出现非线性，从而在使用中造成巨大的误差，根据实际情况我们将此用户的电流互感器变比进行了调整，一个月后又对结果进行了验证，其中线损降为7.2%,基本上接近了合理的线损,可见超负荷危害同样不容忽视.

农网用电问题

众所周知，农网用电存在着季节性问题，在农忙时负荷往往超负荷，而农闲时又在小负荷上运行（额定电流的5%以下），造成电流互感器无法配置。

解决的办法

用户的小负荷用电问题，由来已久，为此国家在1997年制定电流互感器国家标准时专门设置了一种带S的宽负荷计量精度，例如0.2S等 、0.5S等，其计量范围由原来的0.2级5%-120%下调至1%-120%，使负荷电流达到电流互感器的额定电流20%时即可达0.2级，但目前由于各企业经济的不景气，其运行电流在小负荷时，一般为10%以下，尚不能彻底的解决问题，对过负荷运行问题也未涉及，为此社会有些企业也对此进行了-些努力，如自动切换电流比，使小负荷时运行在小电流比，但当时由于互感器技术的制约,不能制造出变比范围变化很大的互感器(如果将误差曲线扭平,一般大变比同小变比最少应相差4倍)从而效果不明显,且当时均采用的切换电流互感器抽头的方法即用接触器直接切换计量表计的电流回路,由于电流回路电流较大,长时间运行后,接触器触点烧蚀严重,从而不得不退出运行。

针对以上问题,由我所提出方案,由河北保定电力互感器厂开发的智能化变比切换装置很好的解决了这一问题,该装置中的电流互感器抛弃了传统的电流互感器在一个铁芯上采取抽头获得不同变比的方法，而采用大电流比和小电流比分采用不同的铁芯，这样可以将两个变比差做得较大，一般可相差4-5倍，例如大变比为100/5而小变比为20/5，在电流变换上采取微机自动取样分析判定负荷变化是暂时的（300S以内）还是长期的（超过300S）从而避免了频繁投切，其切换改为切换电表的电压回路，由于电压回路电流很小（0.1A）以下，再配上长寿命的接触器(100万次以上)，使装置可常年安全可靠的运行.,其大电流比互感器可保持在200%以下保证0.2级的精度,同时该装置还留有用于远传的RS485接口,可直接进行远距离抄表。该装置通过近一年的试运行.取得令人满意的效果。