趙 元 萬(wàn) 磊 和凌冬

（云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司昆明供電局）

0 引言

為滿足客戶對(duì)電力需求的改變，在電力系統(tǒng)中引入多接點(diǎn)的電流互感器，以節(jié)省投資。多相變壓變壓器通常由多個(gè)繞組構(gòu)成，為防止二次側(cè)分?jǐn)喈a(chǎn)生的過高電壓，必須對(duì)其無功繞組進(jìn)行短路處理。然而，多抽頭變壓器二次繞組不同于普通多電流比二次繞組，其空載抽頭不宜過短，以免影響測(cè)試。因此，本文著重對(duì)多支路電流互感器二次繞組非工作分接對(duì)電能計(jì)量造成的危害進(jìn)行了探討。

1 電流互感器概況

本文介紹了一種新的電流互感器，它是一種以電磁感應(yīng)為基礎(chǔ)，采用封閉式鐵心，線圈為封閉式結(jié)構(gòu)的電流互感器。它的一次繞組數(shù)目很少，并連接到被測(cè)試的繞組上，所以繞組的電流很大，而且二次繞組的匝數(shù)也比較多。如果把儀表和保護(hù)回路串聯(lián)起來，則二次回路始終處于閉合狀態(tài)，儀表和保護(hù)回路間不會(huì)產(chǎn)生串阻。當(dāng)前變壓器普遍采用的是兩級(jí)繞組分流法，采用兩級(jí)繞組分流法，其測(cè)試結(jié)果與接線形式有很大差異。35 kV高壓計(jì)量柜一般采用二次繞組分接（自然也有一次接線變換），其選取的好壞直接關(guān)系到測(cè)量的效果。

2 對(duì)電流互感器二次抽頭錯(cuò)誤接法的分析

目前，在電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的是一對(duì)互相隔離的初級(jí)繞組（初級(jí)、次級(jí)），其匝數(shù)分別為N1、N2，如圖1所示。一次線圈與受側(cè)線圈串聯(lián)，而二次線圈與電能表的電流線圈串聯(lián)，組成了一臺(tái)三相感應(yīng)電機(jī)。隨著電流Ⅰ1流經(jīng)一次繞組，一次繞組的磁場(chǎng)電位Ⅰ1N1生成的大多數(shù)磁通通過繞組并對(duì)二次繞組產(chǎn)生電磁感應(yīng)。接下來，通過二次側(cè)繞組的電流Ⅰ2。在有電流的情況下，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)，所以在二次繞組中產(chǎn)生的電勢(shì)Ⅰ2N2會(huì)先穿過鐵芯，然后斷開。從磁力平衡原理出發(fā)，我們可以推斷出：

圖1

式中Ⅰ10N1為勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)。

若不計(jì)鐵心各方面的損失，Ⅰ10N1可被視為接近于零，那么Ⅰ1N1+Ⅰ2N2=0，Ⅰ1/Ⅰ2=N2/N1。

因此，需要對(duì)被測(cè)試物體的一次繞組、二次繞組進(jìn)行調(diào)節(jié)。在以下所描述的一種工程實(shí)例中，如圖3中所示，通過改變二次線圈的圈數(shù)來確定電流轉(zhuǎn)換器。但在實(shí)踐中，如圖2所示，往往存在著這樣的接線形式，造成了測(cè)量誤差。

圖2

圖3

本工程以新建110kV明珠變電站35kV明橋線到35kV八里橋變35kV線路為主線，進(jìn)行了4km的傳輸。明橋線35kV明橋線關(guān)口測(cè)試儀是供出線，在110kV明珠變電站一側(cè)進(jìn)行正向測(cè)試，該裝置的副線圈配線如圖2所示，并提出了一種新的測(cè)試方法，并對(duì)該裝置的工作原理、工作原理和工作原理作了介紹。35kV八里橋變電所35kV明橋線的關(guān)口儀表作為輸入，利用“關(guān)口電表”實(shí)現(xiàn)了倒計(jì)值的功能。

然后我們就能算出該線路的線損：

考慮到一條4000公尺的輸電線，這種損失很明顯是不精確的。

下面我們來看看，35 kV明橋線110 kV明珠變電站一端的次級(jí)繞組，根據(jù)圖3中的接線方式，對(duì)次級(jí)繞組的損失作了計(jì)算。通過對(duì)線路損耗的計(jì)算，也可得出如下結(jié)論：

對(duì)9月份的線損情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，得出了線損在合理范圍內(nèi)的結(jié)論。8、9月份的線損資料比較都是在110kV明珠變電站一側(cè)，35kV八里橋變電站一側(cè)，這兩個(gè)變電站的線損比較明顯。文章只對(duì)110kV明珠變電站一側(cè)8、9月份的用電情況作了比較，如圖2和圖3所示。由此可見，8月線損數(shù)字存在問題。只是，這其中有什么地方不對(duì)勁呢？下一步，讓我們看一下在圖2中顯示的連接和在圖3中顯示的不同之處。

利用如圖2所示的方法，由磁動(dòng)勢(shì)均衡原理可得出：

其中，激勵(lì)磁動(dòng)勢(shì)是Ⅰ10N1。

在這種情況下，鐵心上的各類損失是不能忽視的，Ⅰ10N1也不會(huì)接近于0，所以Ⅰ1/Ⅰ2=N2/N1也不能成立，也就是說，流過電能表的二次電流Ⅰ2比實(shí)際一次電流低，造成的二次電流很少，有很少的電流流過電能表。造成電表電量不足。這里有一個(gè)負(fù)值的分界線。如圖3所示，沒有電力短缺。

3 故障分析

3.1 普通多電流比電流互感器

通常情況下，多電流比的二次繞組均具有獨(dú)立的鐵芯，在未短路時(shí)，在繞組內(nèi)形成的復(fù)合磁場(chǎng)即為初級(jí)繞組的電場(chǎng)。一次電流完全轉(zhuǎn)變?yōu)閯?lì)磁電流，導(dǎo)致鐵芯瞬時(shí)飽和，鐵芯內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)大于1.8T，在鐵芯內(nèi)部形成高電壓，同時(shí)產(chǎn)生大量的高溫，嚴(yán)重影響了鐵芯的絕緣性能。所以，通常情況下，多個(gè)線圈中有一個(gè)是二次線圈，必然是短路的。

3.2 多抽頭式電流互感器

多抽頭變壓器二次繞組的多個(gè)抽頭均為原有繞組，各繞組之間具有較強(qiáng)的獨(dú)立性。在這個(gè)例子中，變壓器二次繞組S1-S2的抽運(yùn)變比是300/5。二次側(cè)線圈S1-S3的分接開關(guān)，其變比為600/5，即K2=1/I13=(N12+N23)/N1=600/5，即S1-S2為電流互感器的二次引線，變壓器的變比為300/5，即：S1-S2為電流互感器的二次引線。在非工作線圈S3不導(dǎo)通時(shí)，也就是S1—S2回路的次級(jí)線圈電流，鐵芯上所產(chǎn)生的場(chǎng)電勢(shì)是初級(jí)線圈和次級(jí)線圈之間的場(chǎng)電勢(shì)之差，其差值約為0，所以不會(huì)導(dǎo)致鐵芯飽和。由于二次側(cè)繞組S1-S2，S2-S3的二次側(cè)均被短路，所以流過二次側(cè)繞組S1-S2及S2-S3的電流是一樣的，即Ⅰ12=Ⅰ23。

即Ⅰ1×N1=Ⅰ12×N12+Ⅰ23×N23。

從Ⅰ12=Ⅰ23可以得出：

Ⅰ1×N1=Ⅰ12×（N12+N23)，這是一種很好的數(shù)學(xué)模型。

這時(shí)，變壓器的實(shí)際電流變率為：

即（N12+N23)/N1=600/5.

結(jié)果表明，在空載情況下，多觸頭電流互感器不會(huì)發(fā)生短路。然而，實(shí)際的比率也在不斷地改變，從300/5到600/5。在使用多分接開關(guān)時(shí)，為了防止誤動(dòng)作和探測(cè)誤差，必須防止線圈短路。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在現(xiàn)代化的工業(yè)過程中，關(guān)口計(jì)量，貿(mào)易結(jié)算都是必不可少的。它的次級(jí)線圈是可調(diào)節(jié)的，有次級(jí)和次級(jí)。所以，在安裝時(shí)，要嚴(yán)格按照生產(chǎn)廠家的要求，合理選擇二次繞組，避免過多分接頭。別做無謂之事，以免引火燒身。