电流互感器误差与校验分析

　　⑴电流频率的变动对误差的影响比较复杂，一般系统频率变化甚小，其影响可忽略不计。假使频率变化过大，例如额定频率为50Hz的电流互感器用于60Hz的系统中，就应当考虑频率的影响，因为频率变动不但影响铁芯损耗、磁通密度和线圈漏抗的大小，也同时影响了二次侧负载电抗值的大校
　　⑵当一次电流减小时，磁通密度按比例相应减少，但在低磁通密度时，励磁安匝的减少比磁通密度减少要慢，因此比差和角差的绝对值就相对增大。
　　⑶电流互感器误差具有以下特征：当一次电流在规定的范围内变化时，二次电流按比例变化，当二次负载阻抗在规定范围内变化时，不影响二次电流的大校所以当二次负载在额定范围内减少时，磁通密度也减少，由于二次电流不变，励磁电流减小，误差也将减校电流互感器的出厂说明书一般会标明额定二次负载阻抗值，在运行中其误差应按给定接线方式下的最大二次负载阻抗值来校核。
　　⑷二次负载的功率因数增大，也就是Rfh增大，Xfh减小，角差将增大而比差将减少。对于饱和倍数而言，互感器厂家说明书注明的饱和倍数是指功率因数为0.8时的饱和倍数，此值相当于的饱和倍数的“极小值”，因此功率因数无论增大或减小，饱和倍数都增大。
　　3.3减小误差的措施

　　励磁电流是造成电流互感器误差的主要原因，因此减小励磁电流就可以减小误差:
　　⑴采用高导磁率的材料做铁芯，因为铁心磁性能不但影响比差和角差，也影响饱和倍数。
　　⑵增大铁心截面，缩短磁路长度；增加线圈匝数。增减铁心截面或线圈安匝会相应增大和减小饱和倍数，在采取增加铁心截面或线圈安匝以改善比差和角差时，必须考虑到对饱和倍数的影响。
　　⑶限制二次负载的影响。在现场一般用增加连接导线的有效截面的方法，如采用较大截面的电缆，或多芯并联使用，以减少二次负载的阻抗值。还可以把两个同型号、变比相同的电流互感器串联使用，使每个电流互感器的负载成为整个负载的一半。
　　⑷适当增大电流互感器变比。在现场运行中选用较大变比的互感器。
　　另外，还有二次绕组的分数补偿、二次侧电容分路补偿等等。
　　 4.电流互感器的校验
　　测量用的电流互感器在选用时一般不进行误差校验，只在运行时进行误差测试。设计选用时根据其准确等级和二次负载选择二次连接导线截面，而在运行时也只校验下限负荷（如10%额定电流）和上限负荷（如120%额定电流）下的比值差和相角差，比差和角差的试验方法很多，比如双电流表法、交流补偿器法等等。 信息来源:http://tede.cn
　　对继电保护用电流互感器一般按10%误差曲线（或伏安特性曲线）进行误差校验或短路电流倍数和二次连接负载的校验。当电力系统对电流互感器有暂态要求时，尚需进行暂态误差校验。
　　 4.110%误差曲线（饱和倍数）的校验
　　比差的大小与二次负载的大小有关，二次负载增加，比差特性曲线就向负值移动，同一电流互感器当比差达到-10%时，二次负载大的，其电流比（I1/I1e）倍数小，二次负载小的，其电流比（I1/I1e）倍数大。如果二次负载为额定值，这一倍数就是饱和倍数。把不同二次负载与相应的饱和倍数绘成曲线，就是“10%误差曲线”。
　　
　　根据继电保护的运行经验，在实际运行条件下，保护装置所用的电流互感器的电流误差不允许超过10%，而角度误差不超过7度。制造厂家给出的10%误差曲线是按下述步骤作出的:
　　⑴给出额定限值电流倍数ne，并由相应的一次安匝AWP求得激磁安匝AW0=AWP/10和单位磁路长度的激磁安匝AW0/L。
　　⑵由AW0/L查相应铁心的B-H曲线，求得最大磁密Bm，并根据铁心和二次线圈参数，求得相应的二次感应电势ESm。
　　⑶根据ESm和二次额定电流ISn，求得二次负载阻抗ZS∑并由二次线圈阻抗求得允许的负载阻抗Zb。
　　⑷依次给出一系列短路电流倍数n，即可求得相应的Zb值，由此作出曲线n=f（Zb）即为10%误差曲线。
　　而实际工作中常常采用伏安特性法是先测量电流互感器的伏安特性曲线，试验接线如图2所示。试验时将互感器的一次线圈开路，在其二次线圈加电压，从图1（电流互感器的等值电路图）可知这个电压相当于电压U2，用电流表测得在电压U2作用下流入二次线圈的电流I0，得到电流与电压的关系U2=f(I0)即为电流互感器的伏安特性曲线（如图3）。
　　在试验中为了使输出的电压接近正弦波一般使用单相调压器调节电流，并采用电动型或电磁型仪表，使10%误差曲线更为安全。因为所测的电流中含有三次谐波分量，其平均值较有效值小，而电动型及电磁型仪表反映的是有效值，整流型仪表反映的是平均值。从根据电流互感器的等值电路可得:
　　
　　当Z0、Z2、Zfh的阻抗角相同时，I1’、I0、I2同相,这时比差为极大值，当比差为-10%时，从比差公式(1)可得:
　　由于Z2很小，其上压降可忽略不计，故U0≈U2，所以从伏安特性曲线可得U0和I0的关系U0≈U2=f(I0)。按电流倍数定义:
　　（注:电流互感器二次侧的额定电流统一规定为5安或1安）
　　根据式（7）、（9）以及伏安特性曲线U0≈f(I0)就可以绘出电流倍数K与（Z2+Zfh）的关系曲线，即为10%误差曲线。
　　假定额定变比Ke等于匝数比Kw，式（7）和式（9）可简化为:
　　测量伏安特性曲线还可以检查二次线圈有没有匝间短路。由于同类型的电流互感器的伏安特性曲线是很相近的，有匝间短路时，在短路部分将产生环流，这就相当于给铁芯装上了短路匝，在外加电压相同的情况下，电流将增大很多，使伏安特性曲线显著下移，而与匝间无短路时的伏安特性有很大差别。
　　 5.结论
　　（1）比差和角差是测量用电流互感器的主要特性，而饱和系数则是继电保护用互感器的主要特性。
　　（2）二次线圈的内阻和漏抗、二次线圈的匝数、铁芯的导磁性能、铁芯的截面是影响电流互感器误差的内部因素;二次电流、二次负载的大小和功率因数以及频率是影响电流互感器误差的外部因素。