黃曉斌+劉裕德+張維平+高大智

摘 要：目前，計(jì)量用低壓電流互感器的檢定工作大多是通過低壓電流互感器自動化檢定系統(tǒng)完成的。該系統(tǒng)的誤差檢定工位可實(shí)現(xiàn)自動接線，并利用數(shù)字式電子校驗(yàn)儀，根據(jù)電流互感器的等效模型計(jì)算電流互感器在不同額定電流下的比差和角差數(shù)據(jù)。通過大量的試驗(yàn)測試了電流互感器的比差和角差，研究了通道切換和互感器切換兩種不同切換方式對誤差數(shù)據(jù)的影響，并通過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)了同一準(zhǔn)確級、不同電流比的互感器之間尚不具有統(tǒng)一的規(guī)律。

關(guān)鍵詞：電流互感器；比差；角差；標(biāo)準(zhǔn)偏差

中圖分類號：TM452 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.10.015

計(jì)量用電流互感器是電能計(jì)量裝置的重要組成部分之一，而比差和角差是實(shí)時評估電流互感器檢測精度的重要指標(biāo)。一旦比差和角差的數(shù)值過大，則會導(dǎo)致電能計(jì)量誤差增大。目前，我國的電力系統(tǒng)對計(jì)量用電流互感器的維護(hù)和檢測工作大部分是由電力計(jì)量部門進(jìn)行的。具體檢測流程為：將被檢互感器和標(biāo)準(zhǔn)互感器的二次側(cè)連接至標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷，將大電流源同時接入被檢測互感器和標(biāo)準(zhǔn)互感器，并對比標(biāo)準(zhǔn)互感器的輸出與被檢互感器的輸出，從而獲得被檢互感器的比差和角差。隨著自動檢定水平的提升，各網(wǎng)省電力公司逐步開始引入自動檢定系統(tǒng)，12臺電流互感器輸送至誤差檢定工位后，可通過自動拆接線和檢測儀器對計(jì)量用電流互感器進(jìn)行檢測和試驗(yàn)，完成對電流互感器比差和角差的校核。目前，接線完畢后不同切換方式會對檢定結(jié)果的影響尚沒有相關(guān)定論。本文通過大量的試驗(yàn)探索了通道切換和互感器切換兩種不同切換方式對檢測精度的影響，并通過數(shù)據(jù)分析得出了不同電流比的電流互感器的最佳切換方式。

1 電流互感器的比差和角差

互感器的一次電流與二次電流相量的相位之差為角差。在互感器的相位差為0時測定相量方向，當(dāng)二次電流相量超前一次電流相量時為正，通常以分（`）或厘弧（crad）表示。

2 計(jì)量用電流互感器誤差限值

電流互感器的準(zhǔn)確等級，即測量誤差（精度），一般分為0.2，0.5，1.0，0.2S，0.5S，5P和10P等。其中，0.2，0.5等為測量線圈等級，其對20%～120%負(fù)荷范圍內(nèi)的精度要求較高，一般取4個負(fù)荷點(diǎn)測量其誤差；帶“S”的為特殊電流互感器，其對1%～20%負(fù)荷范圍內(nèi)的精度要求較高，一般取5個負(fù)荷點(diǎn)測量其誤差；5P和10P的電流互感器一般用于保護(hù)接繼電器，即要求在短路電流下的復(fù)合誤差小于一定的值，5P即<5%，10P即<10%.因此，電流互感器根據(jù)其用途確定了不同的準(zhǔn)確度，即不同電流范圍內(nèi)的誤差精度。《測量用電流互感器檢定規(guī)程》（JJG 313—2010）中明確規(guī)定了各準(zhǔn)確度等級誤差不得超過的限值。

3 現(xiàn)場試驗(yàn)比對及結(jié)果

3.1 試驗(yàn)方案

利用國網(wǎng)天津市電力公司的自動化檢定線，選用型號為LMZ1D-0.5，準(zhǔn)確級為0.2S，電流比為200∶5 A的12只互感器作為樣本進(jìn)行檢定試驗(yàn)，樣本標(biāo)號為1～12.具體實(shí)驗(yàn)流程為：采用通道切換法，通過全通道找點(diǎn)測試軟件，將12只互感器同時升流，分別記錄每個樣本升流至滿載的1%、5%、20%、100%、120%時的比差和角差，重復(fù)測試20次；采用互感器切換法，通過單通道找點(diǎn)測試軟件，將12只互感器逐一升流，記錄每個樣本升流至滿載的1%、5%、20%、100%、120%時的比差和角差，重復(fù)測試20次；對測試儀記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，研究兩種切換方式對檢定精度的影響。此外，為了探索相同型號、電流比的互感器是否具有相同的規(guī)律，選取了電流比為600∶5 A的12只互感器作為樣本，樣本標(biāo)號為13～24，重復(fù)上述試驗(yàn)并進(jìn)行了數(shù)據(jù)分析。

3.2 數(shù)據(jù)分析

在《物理學(xué)》中，進(jìn)行重復(fù)性測量時測量數(shù)值集合的標(biāo)準(zhǔn)差可代表測量的精確度。在本試驗(yàn)中的兩種不同切換方式下，分別計(jì)算了24個樣本升壓至滿載的1%、5%、20%、100%、120%時的比差和角差的標(biāo)準(zhǔn)偏差，計(jì)算公式如下：

根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，滿載5%和滿載100%時的測試數(shù)據(jù)對互感器的精度校驗(yàn)更具有指導(dǎo)意義，因此，在表1數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對比了兩種不同變比共計(jì)24個樣本在滿載5%和滿載100%時的比差和角差數(shù)據(jù)，具體如圖1、圖2、圖3和圖4所示。

另一方面，對于兩種準(zhǔn)確級均為0.2S的不同變比的互感器，每個樣本利用通道切換法和互感器切換法各測試20次后，通過數(shù)據(jù)處理提取出20次測試數(shù)據(jù)中比差和角差的最大值，并與0.2S電流互感器的誤差限值進(jìn)行對比，結(jié)果如圖5所示。

3.3 試驗(yàn)結(jié)論

從圖1、圖2、圖3和圖4的對比結(jié)果中可以發(fā)現(xiàn)，對于電流比為200∶5 A，準(zhǔn)確級為0.2S的電流互感器，在滿載5%時采用互感器切換法在整體上優(yōu)于通道切換法，而在滿載100%時采用互感器切換法明顯優(yōu)于通道切換法。從檢測時間上考慮，互感器切換法的平均檢測時間為1 227 s，通道切換法的平均檢測時間為314 s。因此，對于電流比為200∶5 A的互感器，采用互感器切換法的檢測精度更高，但耗時較長，在不考慮檢測效率的情況下，可優(yōu)先采用互感器切換法；對于電流比為600∶5 A，準(zhǔn)確級為0.2S的電流互感器，在滿載5%時應(yīng)優(yōu)先采用互感器切換法，而在滿載100%時采用互感器切換法明顯劣于通道切換法。因此，電流比為600∶5 A的互感器和電流比為200∶5 A的互感器運(yùn)行規(guī)律并不相同，在需要考慮檢測效率的情況下，應(yīng)優(yōu)先采用通道切換法。

從圖5的對比結(jié)果中可發(fā)現(xiàn)，對于兩種不同變比的互感器，采用兩種不同的切換方式時，得到的最大比差和角差數(shù)值均低于國標(biāo)中規(guī)定的限值。因此，無論采用哪種切換方式，均符合檢定規(guī)范的要求。

4 結(jié)束語

本文以準(zhǔn)確級為0.2S的兩種不同變比的互感器為樣本，通過大量試驗(yàn)探索了自動化檢測系統(tǒng)中誤差檢定工位采用不同切換方式時對檢定精度的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，對于電流比為200∶5 A 的電流互感器，雖然采用互感器切換法的用時較長，但校驗(yàn)精度較高。然而，通過對電流比為600∶5 A的電流互感器進(jìn)行試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，這一規(guī)律并不適合直接應(yīng)用于其他變比的電流互感器。因此，下一步將選取其他型號、準(zhǔn)確級和電流比的樣本進(jìn)行對比，探索其是否存在普遍規(guī)律。

〔編輯：張思楠〕