王婷

(國(guó)網(wǎng)山東省電力公司莘縣供電公司,山東 聊城 252400)

電流之所以出現(xiàn)暫態(tài)飽和問(wèn)題，主要原因就是其一次直流中包含各種非周期分量，同時(shí)會(huì)出現(xiàn)較長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間，對(duì)計(jì)量誤差產(chǎn)生了直接影響，這是直接推動(dòng)因素。除此之外，計(jì)量誤差還會(huì)對(duì)電能表的考核質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響。本文就此對(duì)互感器相關(guān)工作原理和誤差問(wèn)題進(jìn)行了系統(tǒng)的研究與分析。

1 互感器相關(guān)工作原理

互感器也可以叫做儀用變壓器。在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用過(guò)程中，電流的需求量大小范圍比較廣泛，包括從N的一次方到N的幾次方可以說(shuō)是一應(yīng)俱全，為了讓測(cè)量過(guò)程更加便捷，提高測(cè)量的安全性與可靠性，需要對(duì)所有的電流根據(jù)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)劃，從而讓其能夠保持相同的水準(zhǔn)，一次繞組和二次繞組還會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電勢(shì)，感應(yīng)電勢(shì)和纏繞匝數(shù)之間是一種正比關(guān)系，其中主要構(gòu)造包括端子、絕緣支撐、鐵心、二次線圈、一次線圈等構(gòu)件。

2 計(jì)量誤差種類(lèi)和主要影響因素

（1）計(jì)量誤差分類(lèi)。系統(tǒng)中出現(xiàn)最為頻繁的計(jì)量誤差就是角差和比差，兩者之間既存在一定的共性，同時(shí)還存在一定的差異。在現(xiàn)實(shí)問(wèn)題當(dāng)中，導(dǎo)致角差是正值，而比差是負(fù)值，在這種條件下，兩者的變化方向正好處于相反的狀態(tài)，從而產(chǎn)生計(jì)量誤差。

（2）誤差產(chǎn)生原因。導(dǎo)致計(jì)量誤差產(chǎn)生的原因主要包括2方面的內(nèi)容，分別是剩磁效應(yīng)和勵(lì)磁效應(yīng)。勵(lì)磁電流是導(dǎo)致計(jì)量誤差產(chǎn)生的重要原因之一。當(dāng)互感器處于一種運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，會(huì)不可避免地遇到磁場(chǎng)問(wèn)題，也可以說(shuō)計(jì)量的過(guò)程中不可避免地會(huì)遇到勵(lì)磁電流，因此誤差問(wèn)題也是無(wú)法避免的，為此只有通過(guò)降低勵(lì)磁電流來(lái)盡量縮減計(jì)量誤差。導(dǎo)致計(jì)量誤差產(chǎn)生的另一因素就是剩磁效應(yīng)，在將設(shè)備和電源連接后，互感器的內(nèi)部磁芯就會(huì)出現(xiàn)一種磁場(chǎng)效應(yīng)，但是和電源之間斷開(kāi)后，磁場(chǎng)效應(yīng)就會(huì)相繼消失，在磁場(chǎng)消失過(guò)程中會(huì)遺留剩磁，這也就是人們所說(shuō)的剩磁效應(yīng)。導(dǎo)致出現(xiàn)剩磁效應(yīng)的主要原因就是設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的磁芯這一材料。

3 電流互感器的暫態(tài)飽和對(duì)于計(jì)量誤差所產(chǎn)生的影響

（1）對(duì)一次線圈的影響。在電路運(yùn)行過(guò)程中通常會(huì)出現(xiàn)短路的問(wèn)題，在這種狀態(tài)下，或是遇到其他的故障問(wèn)題時(shí)，就會(huì)讓一次線圈中的不定期直流分量處于一種不斷上升的狀態(tài)，從而增加直流分量。非周期的直流分量一經(jīng)出現(xiàn)，就會(huì)導(dǎo)致一次電流出現(xiàn)畸形變化問(wèn)題，從而對(duì)二次線圈中的流通電流產(chǎn)生不良影響。

（2）對(duì)二次線圈的影響。磁通量在運(yùn)行中的改變是導(dǎo)致二次線圈發(fā)生變化的一大重要原因，當(dāng)互感器處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)中時(shí)，或是使用普通的互感器設(shè)備時(shí)，設(shè)備內(nèi)部磁通量并不會(huì)發(fā)生太大的改變，從而能夠保證設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，不會(huì)出現(xiàn)勵(lì)磁電流的問(wèn)題，但是在一次線圈中受到各種因素的影響時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致線圈內(nèi)部的一次電流產(chǎn)生畸變現(xiàn)象，從而讓磁芯處于一種飽和狀態(tài)，出現(xiàn)勵(lì)磁電流的問(wèn)題。包括突然出現(xiàn)的勵(lì)磁電流和線圈中的原有電流出現(xiàn)重疊問(wèn)題，從而導(dǎo)致二次電流出現(xiàn)失真現(xiàn)象，呈現(xiàn)出一種暫態(tài)的飽和形態(tài)。在正常情況下，可以利用電表來(lái)進(jìn)行具體的測(cè)量工作，從而能夠收集到兩者前后計(jì)量過(guò)程中產(chǎn)生的不同結(jié)果，分析其中的差異。在一般狀況下，對(duì)失真后狀態(tài)進(jìn)行綜合計(jì)量，也就是當(dāng)設(shè)備處于一種暫態(tài)飽和狀態(tài)時(shí)進(jìn)行計(jì)量，所獲得的計(jì)量結(jié)果和正常條件下的測(cè)量結(jié)果相比，會(huì)相對(duì)較少，這就是所產(chǎn)生的計(jì)量誤差。為此在進(jìn)行計(jì)量工作時(shí)可以通過(guò)仿真這一方式來(lái)進(jìn)行，在仿真工作開(kāi)始前，還需要建立相應(yīng)的仿真模型，通過(guò)仿真模型能夠幫助解決誤差問(wèn)題。

4 計(jì)量誤差解決方案

電能計(jì)量結(jié)果的準(zhǔn)確性對(duì)于企業(yè)運(yùn)行發(fā)展和國(guó)家安全等方面具有極大的影響，在大部分情況下，即使是很小的誤差，也會(huì)導(dǎo)致某一重要項(xiàng)目的完全失敗，從而帶來(lái)嚴(yán)重的損失，不管是多大的誤差，都會(huì)給企業(yè)和國(guó)家?guī)?lái)嚴(yán)重的損失，計(jì)量的結(jié)果和企業(yè)中的經(jīng)濟(jì)效益具有直接影響。

（1）精確選擇變量和器件。首先應(yīng)該選擇合適的計(jì)量方式和計(jì)量器，針對(duì)計(jì)量器所選擇的參數(shù)在一定程度上會(huì)對(duì)計(jì)量誤差產(chǎn)生直接影響，在分析計(jì)量過(guò)程中的各種問(wèn)題時(shí)，通常會(huì)將相關(guān)影響歸屬到互感器參數(shù)選擇方面，判斷結(jié)果錯(cuò)誤，會(huì)讓整個(gè)工作流程更加復(fù)雜、繁瑣，同時(shí)還會(huì)影響問(wèn)題的解決效果。判斷的失誤還會(huì)讓整個(gè)工作流程更加繁瑣，同時(shí)還無(wú)法有效解決實(shí)際問(wèn)題。針對(duì)這種狀況，應(yīng)該科學(xué)選擇恰當(dāng)?shù)挠?jì)量器設(shè)備，預(yù)防這種問(wèn)題的再次發(fā)生。除此之外，計(jì)量方式選擇不當(dāng)還會(huì)對(duì)計(jì)量過(guò)程產(chǎn)生不良影響，從而導(dǎo)致計(jì)量結(jié)果失誤，針對(duì)這種問(wèn)題，應(yīng)該充分結(jié)合具體情況中的不同特點(diǎn)，選擇科學(xué)的計(jì)量方式，盡量減少計(jì)量誤差。

其次是合理匹配電流誤差和電壓誤差。電流誤差與電壓誤差之間的差異導(dǎo)致計(jì)量結(jié)果誤差的發(fā)生。為此針對(duì)這種問(wèn)題，應(yīng)該規(guī)劃兩種誤差從而讓2種誤差中的角差與比差能夠滿(mǎn)足相應(yīng)的要求。對(duì)于比差的要求就是符號(hào)相反，但是絕對(duì)值應(yīng)該相同。至于對(duì)角差的要求就是符號(hào)相等，同時(shí)絕對(duì)值也應(yīng)該相同。但是在大部分條件下，無(wú)法保證各種值的相等性，只能盡最大努力，讓它們盡量接近。最后就是導(dǎo)線的選擇，在選擇導(dǎo)線的過(guò)程中，特別是在選擇二次回路中的導(dǎo)線時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行科學(xué)選擇，因?yàn)槎位芈穼?dǎo)線對(duì)于計(jì)量誤差具有極大的影響，為此應(yīng)該選擇橫截面積與整體長(zhǎng)度都能夠符合要求的導(dǎo)線，從而讓導(dǎo)線能夠和互感器之間互相適應(yīng)，完美匹配。

（2）合理選擇互感器。本文中主要研究?jī)?nèi)容就是互感器在暫態(tài)飽和的狀態(tài)下對(duì)于計(jì)量誤差所產(chǎn)生的各種影響，為此應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)于互感器的研究分析，在互感器各個(gè)參數(shù)領(lǐng)域的選擇過(guò)程中應(yīng)該保持一種慎重的態(tài)度、在進(jìn)行互感器選擇之前，應(yīng)該提前進(jìn)行詳細(xì)、精準(zhǔn)的計(jì)算工作，其中主要參數(shù)包括額定功率、額定變比和額定電壓等內(nèi)容，其中二次額定負(fù)荷比還具有一定的準(zhǔn)確度等級(jí)劃分。

在大部分情況下，和額定電流相比，正常負(fù)荷狀態(tài)下的電流只占額定電流的百分之六，假如電流整體超出了這一范圍，就需要對(duì)產(chǎn)生這種問(wèn)題的原因進(jìn)行詳細(xì)的分析，同時(shí)采取有效的解決措施進(jìn)行應(yīng)對(duì)，并通過(guò)準(zhǔn)確的計(jì)算來(lái)獲得。額定電壓，在沒(méi)有出現(xiàn)各種問(wèn)題的狀況下，和實(shí)際所測(cè)得的電壓數(shù)據(jù)相比，額定電壓要相對(duì)大一些。至于額定變比方面，想要明確額定變比的具體數(shù)值，就應(yīng)該對(duì)互感器一次線圈中出現(xiàn)的一次電流來(lái)實(shí)施準(zhǔn)確的計(jì)算。其中額定一次電流的計(jì)算公式如下，額定一次電流=0.8×一次電力負(fù)荷/額定電壓。二次負(fù)荷方面，二次負(fù)荷必須在額定負(fù)荷2.5層超上，最大條件下，也不能超過(guò)額定范圍，不然就會(huì)導(dǎo)致器械設(shè)備的損毀。額定功率方面，從相關(guān)公式中能夠看出，額定功率主要是通過(guò)額定電壓和額定電流的兩者的相乘來(lái)獲得的，從而能夠得到額定功率的具體數(shù)值。其實(shí)也是一種對(duì)電壓和電流進(jìn)行控制的過(guò)程。準(zhǔn)確度等級(jí)方面，準(zhǔn)確度等級(jí)主要包括一等、二等、三等、四等、五等這5個(gè)等級(jí)，在使用不同計(jì)算裝置進(jìn)行測(cè)量工作時(shí)，所需要的準(zhǔn)確度等級(jí)也各不相同，為此需要結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行科學(xué)選擇，從而挑選出和裝置最為匹配的準(zhǔn)確度標(biāo)準(zhǔn)。

（3）科學(xué)選擇裝置。通過(guò)誤差補(bǔ)償裝置能夠有效降低互感器在暫態(tài)飽和狀態(tài)下所產(chǎn)生的各種誤差問(wèn)題。誤差補(bǔ)償裝置的工作原理如下，通過(guò)有效措施將一次回路與二次回路之間進(jìn)行隔離，通過(guò)這種方法，在一次回路出現(xiàn)故障問(wèn)題時(shí)，就不會(huì)將影響擴(kuò)大到二次回路當(dāng)中，能夠避免連鎖效應(yīng)，將二次回路進(jìn)行獨(dú)立設(shè)置，從而降低誤差發(fā)生頻率。除此之外，對(duì)二次回路進(jìn)行單獨(dú)設(shè)置還擁有其他的效用，能夠縮減設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的接線失誤問(wèn)題，從而降低回路發(fā)生故障問(wèn)題的頻率。二次回路中的壓降現(xiàn)象也是導(dǎo)致計(jì)量結(jié)果出現(xiàn)誤差的原因之一，但是通過(guò)對(duì)二次回路進(jìn)行單獨(dú)設(shè)置這一方法，能夠有效解決壓降問(wèn)題，從而減少計(jì)量過(guò)程中的誤差問(wèn)題，提高計(jì)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，促進(jìn)整個(gè)工作流程的順利進(jìn)行。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，電流互感器中的暫態(tài)飽和問(wèn)題對(duì)于計(jì)量過(guò)程的影響十分大，也是計(jì)量過(guò)程中主要的影響來(lái)源，具體的原理是在一次電流的基礎(chǔ)上對(duì)二次電流產(chǎn)生一定的影響，最終造成計(jì)量誤差。想要徹底解決這一問(wèn)題，應(yīng)該進(jìn)行全面研究，徹底消除一次電流影響，避免二次電流影響，將兩者完全隔離開(kāi)來(lái)。除此之外，應(yīng)該結(jié)合其他的影響因素，比如參數(shù)和設(shè)備器件的選擇等，從而將其他因素所產(chǎn)生的影響徹底消除干凈。