开口式电流互感器耐直流性能研究

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1、开口式电流互感器耐直流性能研究*李敏，杨爱超，吴宇，靳绍平，朱亮，李东江，王浔（国网江西省电力有限公司电力科学研究院，南昌330096）摘要：传统闭合磁路电流互感器易受直流分量影响引起磁饱和，导致测量误差非常大。定义了电流互感器耐直流性能的含义，从开口式电流互感器在考虑二次侧负载条件下的等效模型出发，分析了气隙长度对电流互感器有效磁导率和误差的影响，通过基于J-A模型从B-H磁滞回线分析了开口式电流互感器具有良好的耐直流性能。提出了基于比例直流叠加法的电流互感器耐直流性能检测方法，实验了气隙长度和直流分量对开口式电流互感器性能的影响。本文通过误差补偿使得开口式电流互感

2、器兼顾耐直流性能和计量特性，为电流互感器在含直流分量负荷下准确计量提供理论基础。关键词：开口式；电流互感器；耐直流性能DOI：中图分类号：TM452文献标识码：B文章编号：Researchonanti-DCperformanceofAirair-Gapgap-CorecorecurrenttransformerLiMin,YangAichao,WuYu,JinShaoping,ZhuLiang,LiDongjiang,WangXun(ElectricPowerResearchInstituteofStateGridJiangxiElectricPowerCo.,Ltd

3、.ElectricPowerResearchInstitute,Nanchang330096,China)Abstract:ThetraditionalclosedmagneticcircuitcurrenttransformerisliabletobeinfluencedbyDCcomponent,resultinginmagneticsaturation.Anti-DCperformanceofcurrenttransformerisdefinedinthispaper.Basedontheequivalentmodelofair-gap-corecurrentt

4、ransformerconsideringsecondalysecondarysideloadconditions,theinfluenceofairgaplengthoneffectivepermeabilityanderrorofcurrenttransformerisanalyzed.theTheair-gap-corecurrenttransformerhasgoodanti-DCperformancefromtheB-HhysteresisloopbasedontheJ-Amodel.Amethodofanti-DCperformanceofcurrentt

5、ransformersbasedonproportionalDCsuperpositionissuperpositionisproposed.TheinfluenceofairgaplengthandDCcomponentontheperformanceofair-gap-corecurrenttransformeristested.Theariair-gap-corecurrenttransformertakesintoaccountbothanti-DCperformanceandmeteringcharacteristicsbyerrorcompensation

6、,itwhichprovidesatheoreticalbasisfortheaccuratemeasurementofcurrenttransformerunderDCloadcomponent.Keywords:air-gap-core,currenttransformer,anti-DCperformance0　引言*基金项目：国家电网有限公司科技资助项目（52182018000F）作为电力系统中基本且常用的测量元件，电流互感器TA在电力系统的电能计量、状态检测和继电保护中都得到了广泛应用。传统意义上的TA通常采用磁路闭合的设计方式，其设计思路为将TA上的铁芯设

7、计成闭合的磁环，一、二次绕组都绕制在铁芯上。采用闭磁路的设计方式可以确保TA的磁阻抗较小，使得TA一、二次电流具有较好的传变特性。但这种设计的不足在于当一次测电流有直流分量出现时，因为磁阻抗非常小，这样在闭磁路中直流磁通量会很高，铁芯将达到饱和状态，二次测电流产生严重的畸变现象，导致TA出现很大的测量误差[1-2]，进而造成重大的经济损失。由于在铁芯磁路中引入空气隙，使得开口式TA磁路阻抗大大增加，这种开气隙的设计可有效避免TA铁芯饱和导致的计量性能下降[3]，其已在电力系统继电保护领域成功应用[4]，但由于存在空气隙，磁路阻抗的变化会比较明显，同时