电流互感器误差分析

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1、电流互感器误差分析电流互感器运行时的示意图：在原边有电流І1流入，在铁心激励一交变主磁通Φ，E1表示主磁通在一次绕组中的感应电势；主磁通同时也与副边绕组匝链，由于磁通的交变作用，在副边绕组中感应出电势E2。在图示正方向的情况下，根据电磁感应定律可知：设铁心中的主磁通为：由此上面两式可见，Φ超前E290度。（a）在一次回路中串联R1和电抗X1来代替在一次绕组内部的电阻和漏电抗；同样，在二次回路中串联R2和电抗X2来代替在二次绕组内部的电阻和漏电抗，这样，一次和二次绕组都可以看成是没有电阻和漏电抗的两个理想线圈，线圈中只有因为主磁通交变而感应的电势E1及E2。（b）将二

2、次侧的电阻和电抗及电势归算到一次侧，分别得到R2‘，X2’及E2‘。这样，经过归算之后，E1＝E2‘。既然归算之后一二次侧的感应电势相等，故可以把它们之间的等电位点连接起来，这样两个绕组便合并成一个绕组得到图（c）（c）显然这个绕组中流过的电流便是І0＝І1＋І2‘，它用来产生主磁通Φ，以便在这个绕组中产生感应电势E1＝E2‘。这个绕组的电抗是X0，为激磁电抗。考虑到铁耗的影响后，激磁回路中还应串联一个等值电阻R0，于是得到电流互感器的等效电路图。因为І2‘=(N2/N1)×І2，因此可以得到：І1N1＋І2N2＝І0N1电流互感器误差分析电流互感器误差分析由相量图

3、可见：І1N1＝

4、od

5、；－I2N2＝

6、ob

7、。所以：I1N1－I2N2＝

8、od

9、－

10、ob

11、＝

12、bd

13、。当δi非常小时：

14、bd

15、≈

16、bc

17、，则：电流互感器误差分析从上面的（a）（b）两式可以看出，减小І0可减小电流误差及角差。影响I0的因素包括：1）磁路铁芯的材料、尺寸；2）二次负载大小和性质；3）电网的频率。制造CT，首先采用高磁导率的磁性材料（若磁导率趋于无穷大，则I0趋于无穷小），其次增大磁路面积、缩短磁路长度，并使铁芯工作在磁感应强度不高的情况下，或采用特殊线路和结构提高准确度。I1增大，则电流误差和角差均减小。因此，使用CT时应注意被测电流I1接近其额定电

18、流，这时误差较小。从等值电路可知：I0＝－E1/Zm；I1≈－I2‘＝－E2’/(Z2’+Z’)所以：I0/I1≈І0/I2’=(Z2’+Z’)/Zm从上式可以看出，二次负载Z’减小，电流误差及角差均减小。所以，二次所接阻抗应降为最低值，不得超过允许值，否则测量精度会降低。（a）（b）电流互感器误差补偿装置：假设经过归算后二次绕组的电势为E2‘，那么根据运放的性质，运放的输出端电压为AE2’（A为运放的开环电压放大倍数，一给定参数），运放负向输入端的电压为二次绕组上的电势－E2‘。所以Z‘上流过的电流：因此这时等效的二次负载值为：由于运放的A是一个比较大的值，所以采

19、用了上述的误差补偿装置后相当于减小了二次负载值，从而减小了电流误差及角差电流互感器变比的检查试验方法电流法：模拟CT实际运行的情况来测试变比。但是随着系统容量的增加，CT电流越来越大，可达数万安培。对于现场而言，加电流至数百安培已有困难，数千安培或数万安培几乎不可能。降低一些试验电流对减小试验容量没有多大意义；降低太多则CT误差骤增。测量电流互感器变比的电压法从等值电路图可得下式:U2′+І0×(r2′+jx2′)=U1从式中可知引起误差的是І0×(r2′+jx2′)变比较小、额定电流5A的电流互感器二次线圈电阻和漏抗一般小于1Ω,变比较大、额定电流为1A的电流互感

20、器二次线圈电阻和漏抗一般1～15Ω。以一台220kV、2500A/1A电流互感器现场试验数据为例:二次线圈施加电压250V,一次线圈测得电压100mV,此时二次线圈激磁电流约2mA,二次线圈电阻和漏抗约15Ω,І0×(r2′+jx2′)=30mV。30mV与250V相比不可能引起误差。从上述分析可知:电压法测量电流互感器变比时只要限制激磁电流І0为mA级,即可保证一定的测量精度。电压法试验的特点电压法的最大的优点是试验设备重量较轻,适合现场试验,只需要1个小调压器、1块电压表、1块毫伏表。仅仅是要注意限制二次线圈的励磁电流小于10mA,即可保证一定的准确度。І0×(

21、r2′+jx2′)U2′U1