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摘要：电能计量是对社会生产生活用电量的计量。一般来说，电量计量装置包括了电压互感器和电流互感器两个部分。电量计量是否精确，不仅取决于电量计量装置本身的精确程度，也取决于电流互感器和电压互感器的的精准程度。现实生活中，电量计量表的误差是比较容易发现和计量的，电流互感器误差引起的电量计量错误则是较为复杂而难以发现的。介绍了电流互感器的相关效用原理，并就其如何影响电能计量结果进行了简要分析。
关键词：电能计量；电流互感器
中图分类号：R363.1+24 文献标识码：A 文章编号：
引言
互感器是按比例变换电压或电流的设备。其功能主要是将高电压或大电流按比例变换成标准低电压或标准小电流，以便实现测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化、小型化。同时互感器还可用来隔开高电压系统，以保证人身和设备的安全，按比例变换电压或电流的设备。电流互感器是互感器的一种，与变压器类似，也是根据电磁感应原理工作，只是变压器变换的是电压而电流互感器变换的是电流罢了。电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。它的一次绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中，因此它经常有线路的全部电流流过，二次绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的2次回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路。
在电力系统中，发电量和用电量都是以电能作为计算标准的，因此电能的测量是一种必不可少的测量。我们知道，电能等于功率与时间的乘积。在测量发电机发出多少电能或负载吸收多少电能时，测量仪表不仅要反映出发电机发出多少功率或负载吸收多少功率，而且还要反映出功率延续的时间，即要反映出电能随时间积累的总和。电能表就是用来测量某一段时间内，发电机发出多少电能或负载吸收多少电能的仪表。电能表可以分为不同的种类。按结构和工作原理可分为电气机械式电能表和数字式电能表两大类。电气机械式电能相当于把电动系功率表的游丝去掉，采用多少个活动线圈，加上换向装置，让它的活动部分可以连续转动，从而进行电能测量。用来测量直流电能的电能表就是电动系电能表。由于电动系电能表结构复杂、造价高，所以对于需要量大、用来测量交流电能的电能表不宜采用电动系结构。数字式电能表是随着电子技术的发展而出现的一种新型電能表。它的优点是没有转动部分，准确度高。根据使用方法，电能表分为单相电能表和三相电能表。此外，根据测量对象的不同，电能表还可分为有功电能表和无功电能表两类。有功电能表用来测量有功电能，无功电能表用来测量无功电能[1]。
如前所述，电能计量是社会生产生活中的大事。电能计量准确与否，与电能计量装置密切相关，也与电流互感器等其他装置相关。通过分析电流互感器的基本结构、作用和效用，可以得出其运作的一般原理，从而分析电流互感器效用与电能计量结果的关系。
二、电流互感器及其效用分析
电力系统为了传输电能，往往采用交流电压、大电流回路把电力送往用户，无法用仪表进行直接测量。电流互感器的作用，就是将交流电压和大电流按比例降到可以用仪表直接测量的数值，便于仪表直接测量，同时为继电保护和自动装置提供电源。电力系统用电流互感器是将电网高电压、大电流的信息传递到低电压、小电流二次侧的计量、测量仪表及继电保护、自动装置的一种特殊变压器，是一次系统和二次系统的联络元件，其一次绕组接入电网，二次绕组分别与测量仪表、保护装置等互相连接。电流互感器与测量仪表和计量装置配合，可以测量一次系统的电压、电流和电能；与继电保护和自动装置配合，可以构成对电网各种故障的电气保护和自动控制。电流互感器性能的好坏，直接影响到电力系统测量、计量的准确性和继电器保护装置动作的可靠性。
电流互感器是利用变压器原、副边电流成比例的特点制成的。其工作原理、等值电路也与一般变压器相同，只是其原边绕组串联在被测电路中，且匝数很少；副边绕组接电流表、继电器电流线圈等低阻抗负载，近似短路。原边电流（即被测电流）和副边电流取决于被测线路的负载，而与电流互感器的副边负载无关。由于副边接近于短路，所以原、副边电压U1和都很小，励磁电流I0也很小。电流互感器运行时，副边不允许开路。因为一旦开路，原边电流均成为励磁电流，使磁通和副边电压大大超过正常值而危及人身和设备安全。因此，电流互感器副边回路中不许接熔断器，也不允许在运行时未经旁路就拆下电流表、继电器等设备。 电流互感器的接线方式按其所接负载的运行要求确定。最常用的接线方式为单相，三相星形和不完全星形。
电流互感器的结构较为简单，由相互绝缘的一次绕组、二次绕组、铁心以及构架、壳体、接线端子等组成。在电流互感器工作时，一次绕组的匝数较少，直接串联于电源线路中，一次负荷电流通过一次绕组时，产生的交变磁通感应产生按比例减小的二次电流；二次绕组的匝数较多，与仪表、继电器、变送器等电流线圈的二次负荷串联形成闭合回路，由于一次绕组与二次绕组有相等的安培匝数，电流互感器额定电流比电流互感器实际运行中负荷阻抗很小，二次绕组接近于短路状态，相当于一个短路运行的变压器。电流互感器还可以起到变流和电气隔离作用，便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流，避免直接测量 线路的危险。此外，电流互感器是升压（降流）变压器，它是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获取电气一次回路电流信息的传感器，电流互感器将高电流按比例转换成低电流，电流互感器一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表、继电保护等。
三、电流互感器与电能计量结果效应分析
（一）电流互感器误差测量方法研究
前面已经论及，电流互感器运作中可能出现的误差会对电能计量结果产生影响。所以，有必要就电流互感器的误差测量进行分析。一般来收，电流互感器误差测量的方法包括了直流法和交流法。
直流法是电流互感器测量的主要方法之一。一般来说，测量电流互感器误差变压器耦合中所谓同名端，是指在交流信号驱动下，感应电压具有相同相位的端子。基于此原理，直流方法判断同名端的方法是：用一电池连接初级线圈，用一动圈指针式电流表串接在次级线圈，电池接通的一瞬间，若电流指针向正方向偏转，则电池正极端与电流表正表笔端为同名端。具体操作中，可使用1.5～3V干电池将其正极接于互感器的一次线圈L1，L2接负极，互感器的二次侧K1接毫安表正极，负极接K2，接好线后，将K合上毫安表指针正偏，拉开后毫安表指针负偏，说明互感器接在电池正极上的端头与接在毫安表正端的端头为同极性，其中，1.K1为同极性即互感器为减极性，如指针摆动与上述相反为加极性。
交流法是电流互感器误差测量的另一种方法。交流法判断法需要使用双通道示波器，两个通道分别接到2个绕组。交换其中1支测棒接地脚与中心脚，使显示的两个波形之间没有相位差，此时两支测棒的中心端（或外地端）为同名端。如果知道变压器绕组的绕向，则还可以用右手螺旋法则判断同名端。
（二）电流互感器误差与电量计量结果分析
电流互感器工作时可能产生的误差会对电能计量结果产生一定影响。就目前大多数电流互感器而言，如果电流互感器工作出现故障或是在较为正常的运行状态下，其对电能计量的影响主要表现为电能表计量误差增大，小负荷时计量误差以及读数误差增大。当电流互感器的变比过大, 使电能表经常在1/ 3 标定电流值以下运行时，容易产生计量误差增大的现象，这是不合理的计量方式，需要更正。同时，如果一次侧负荷功率小于标准瓦数值, 电能表允许不起动, 此时每小时少计的电量最高可达数千kW·h，将会产生小负荷时计量误差现象。在读取电表数值时，一般的，末位读数在转动式字轮上，可准确读到小数点后第一位, 小数点后第二位因刻度线相距较小, 电能表安装位置高低不一, 值班员读数时视线很难与刻度盘保持水平, 加上人为的原因, 小数点后第二位读数一般不准确, 这就带来了较大的读数误差[2]。
通过采用标定采用标定电流小的电能表可以使电能表的计量误差相对减少，如电子式电能表。此外，配备好现场检验标准设备，以更好地实现现场检验，也能减少电能计量的误差。
参考文献：
[1]陈武恝,朱永海.基于PSCAD 的电流互感器饱和特性分析[J］.大功率变流技术，2009，15（1）.
[2]申邵东，魏星.谐波对有功电能计量影响的仿真研究［J］.电力自动化设备，2008，28（2）.
关键词：电能计量；电流互感器
中图分类号：R363.1+24 文献标识码：A 文章编号：
引言
互感器是按比例变换电压或电流的设备。其功能主要是将高电压或大电流按比例变换成标准低电压或标准小电流，以便实现测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化、小型化。同时互感器还可用来隔开高电压系统，以保证人身和设备的安全，按比例变换电压或电流的设备。电流互感器是互感器的一种，与变压器类似，也是根据电磁感应原理工作，只是变压器变换的是电压而电流互感器变换的是电流罢了。电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。它的一次绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中，因此它经常有线路的全部电流流过，二次绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的2次回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路。
在电力系统中，发电量和用电量都是以电能作为计算标准的，因此电能的测量是一种必不可少的测量。我们知道，电能等于功率与时间的乘积。在测量发电机发出多少电能或负载吸收多少电能时，测量仪表不仅要反映出发电机发出多少功率或负载吸收多少功率，而且还要反映出功率延续的时间，即要反映出电能随时间积累的总和。电能表就是用来测量某一段时间内，发电机发出多少电能或负载吸收多少电能的仪表。电能表可以分为不同的种类。按结构和工作原理可分为电气机械式电能表和数字式电能表两大类。电气机械式电能相当于把电动系功率表的游丝去掉，采用多少个活动线圈，加上换向装置，让它的活动部分可以连续转动，从而进行电能测量。用来测量直流电能的电能表就是电动系电能表。由于电动系电能表结构复杂、造价高，所以对于需要量大、用来测量交流电能的电能表不宜采用电动系结构。数字式电能表是随着电子技术的发展而出现的一种新型電能表。它的优点是没有转动部分，准确度高。根据使用方法，电能表分为单相电能表和三相电能表。此外，根据测量对象的不同，电能表还可分为有功电能表和无功电能表两类。有功电能表用来测量有功电能，无功电能表用来测量无功电能[1]。
如前所述，电能计量是社会生产生活中的大事。电能计量准确与否，与电能计量装置密切相关，也与电流互感器等其他装置相关。通过分析电流互感器的基本结构、作用和效用，可以得出其运作的一般原理，从而分析电流互感器效用与电能计量结果的关系。
二、电流互感器及其效用分析
电力系统为了传输电能，往往采用交流电压、大电流回路把电力送往用户，无法用仪表进行直接测量。电流互感器的作用，就是将交流电压和大电流按比例降到可以用仪表直接测量的数值，便于仪表直接测量，同时为继电保护和自动装置提供电源。电力系统用电流互感器是将电网高电压、大电流的信息传递到低电压、小电流二次侧的计量、测量仪表及继电保护、自动装置的一种特殊变压器，是一次系统和二次系统的联络元件，其一次绕组接入电网，二次绕组分别与测量仪表、保护装置等互相连接。电流互感器与测量仪表和计量装置配合，可以测量一次系统的电压、电流和电能；与继电保护和自动装置配合，可以构成对电网各种故障的电气保护和自动控制。电流互感器性能的好坏，直接影响到电力系统测量、计量的准确性和继电器保护装置动作的可靠性。
电流互感器是利用变压器原、副边电流成比例的特点制成的。其工作原理、等值电路也与一般变压器相同，只是其原边绕组串联在被测电路中，且匝数很少；副边绕组接电流表、继电器电流线圈等低阻抗负载，近似短路。原边电流（即被测电流）和副边电流取决于被测线路的负载，而与电流互感器的副边负载无关。由于副边接近于短路，所以原、副边电压U1和都很小，励磁电流I0也很小。电流互感器运行时，副边不允许开路。因为一旦开路，原边电流均成为励磁电流，使磁通和副边电压大大超过正常值而危及人身和设备安全。因此，电流互感器副边回路中不许接熔断器，也不允许在运行时未经旁路就拆下电流表、继电器等设备。 电流互感器的接线方式按其所接负载的运行要求确定。最常用的接线方式为单相，三相星形和不完全星形。
电流互感器的结构较为简单，由相互绝缘的一次绕组、二次绕组、铁心以及构架、壳体、接线端子等组成。在电流互感器工作时，一次绕组的匝数较少，直接串联于电源线路中，一次负荷电流通过一次绕组时，产生的交变磁通感应产生按比例减小的二次电流；二次绕组的匝数较多，与仪表、继电器、变送器等电流线圈的二次负荷串联形成闭合回路，由于一次绕组与二次绕组有相等的安培匝数，电流互感器额定电流比电流互感器实际运行中负荷阻抗很小，二次绕组接近于短路状态，相当于一个短路运行的变压器。电流互感器还可以起到变流和电气隔离作用，便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流，避免直接测量 线路的危险。此外，电流互感器是升压（降流）变压器，它是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获取电气一次回路电流信息的传感器，电流互感器将高电流按比例转换成低电流，电流互感器一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表、继电保护等。
三、电流互感器与电能计量结果效应分析
（一）电流互感器误差测量方法研究
前面已经论及，电流互感器运作中可能出现的误差会对电能计量结果产生影响。所以，有必要就电流互感器的误差测量进行分析。一般来收，电流互感器误差测量的方法包括了直流法和交流法。
直流法是电流互感器测量的主要方法之一。一般来说，测量电流互感器误差变压器耦合中所谓同名端，是指在交流信号驱动下，感应电压具有相同相位的端子。基于此原理，直流方法判断同名端的方法是：用一电池连接初级线圈，用一动圈指针式电流表串接在次级线圈，电池接通的一瞬间，若电流指针向正方向偏转，则电池正极端与电流表正表笔端为同名端。具体操作中，可使用1.5～3V干电池将其正极接于互感器的一次线圈L1，L2接负极，互感器的二次侧K1接毫安表正极，负极接K2，接好线后，将K合上毫安表指针正偏，拉开后毫安表指针负偏，说明互感器接在电池正极上的端头与接在毫安表正端的端头为同极性，其中，1.K1为同极性即互感器为减极性，如指针摆动与上述相反为加极性。
交流法是电流互感器误差测量的另一种方法。交流法判断法需要使用双通道示波器，两个通道分别接到2个绕组。交换其中1支测棒接地脚与中心脚，使显示的两个波形之间没有相位差，此时两支测棒的中心端（或外地端）为同名端。如果知道变压器绕组的绕向，则还可以用右手螺旋法则判断同名端。
（二）电流互感器误差与电量计量结果分析
电流互感器工作时可能产生的误差会对电能计量结果产生一定影响。就目前大多数电流互感器而言，如果电流互感器工作出现故障或是在较为正常的运行状态下，其对电能计量的影响主要表现为电能表计量误差增大，小负荷时计量误差以及读数误差增大。当电流互感器的变比过大, 使电能表经常在1/ 3 标定电流值以下运行时，容易产生计量误差增大的现象，这是不合理的计量方式，需要更正。同时，如果一次侧负荷功率小于标准瓦数值, 电能表允许不起动, 此时每小时少计的电量最高可达数千kW·h，将会产生小负荷时计量误差现象。在读取电表数值时，一般的，末位读数在转动式字轮上，可准确读到小数点后第一位, 小数点后第二位因刻度线相距较小, 电能表安装位置高低不一, 值班员读数时视线很难与刻度盘保持水平, 加上人为的原因, 小数点后第二位读数一般不准确, 这就带来了较大的读数误差[2]。
通过采用标定采用标定电流小的电能表可以使电能表的计量误差相对减少，如电子式电能表。此外，配备好现场检验标准设备，以更好地实现现场检验，也能减少电能计量的误差。
参考文献：
[1]陈武恝,朱永海.基于PSCAD 的电流互感器饱和特性分析[J］.大功率变流技术，2009，15（1）.
[2]申邵东，魏星.谐波对有功电能计量影响的仿真研究［J］.电力自动化设备，2008，28（2）.