電流互感器5%誤差曲線測試數(shù)據(jù)的矯正

趙曉明，余志慧

（1.華北電力大學(xué)，北京102206；2.國網(wǎng)浙江省電力公司電力科學(xué)研究院，杭州310014；3.國網(wǎng)浙江省電力公司杭州供電公司，杭州310016）

電流互感器5%誤差曲線測試數(shù)據(jù)的矯正

趙曉明1，2，余志慧3

（1.華北電力大學(xué)，北京102206；2.國網(wǎng)浙江省電力公司電力科學(xué)研究院，杭州310014；3.國網(wǎng)浙江省電力公司杭州供電公司，杭州310016）

在進(jìn)行TA（電流互感器）5%誤差曲線測試時，發(fā)現(xiàn)用OMICRON TA測試儀得出的數(shù)據(jù)失真。利用TA勵磁曲線數(shù)據(jù)，重新對5%誤差曲線進(jìn)行了手工計(jì)算，得出了矯正后的數(shù)據(jù)曲線。通過對不同TA測試數(shù)據(jù)的分析和對比，指出此測試儀在5%誤差曲線繪制時可能存在擬合錯誤。

電流互感器；5%誤差曲線；勵磁曲線

當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，流過電流互感器的短路電流比正常運(yùn)行時的工作電流一般大幾倍至幾十倍，為了保證繼電保護(hù)裝置能夠正確動作，必然要求保護(hù)用TA（電流互感器）在額定限值一次電流范圍內(nèi)，能準(zhǔn)確地進(jìn)行電流傳變且誤差不超過誤差限值。GB 1208-2006《電流互感器》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：在額定頻率及額定負(fù)荷下，保護(hù)用TA在額定準(zhǔn)確限值一次電流下的復(fù)合誤差不允許超過10%（10%對應(yīng)10P級，5P級為5%），同時DL/T 995-2006《繼電保護(hù)和電網(wǎng)安全自動裝置檢驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定，在TA的驗(yàn)收檢驗(yàn)中，試驗(yàn)人員應(yīng)將所測得的TA二次負(fù)載阻抗值按保護(hù)的具體工作條件和制造廠家提供的出廠資料，驗(yàn)算是否符合互感器10%誤差的要求。

不少TA制造廠家未提供10%誤差曲線出廠試驗(yàn)報告，這就要求10%誤差曲線測試必須在現(xiàn)場完成。本文介紹了一起某發(fā)電廠采用OMICRON TA分析儀測試5%誤差曲線實(shí)例，通過對不同TA測試數(shù)據(jù)的分析和對比，指出此測試儀在5%誤差曲線繪制時可能存在擬合錯誤，最終通過勵磁曲線手動計(jì)算，對數(shù)據(jù)進(jìn)行了矯正。

1 使用分析儀測試TA 10%誤差曲線

OMICRON TA分析儀可以對TA進(jìn)行自動測試和校驗(yàn)，包括TA的負(fù)載、剩磁、線圈電阻和勵磁特性測量，基于IEC 60044-1，IEC 60044-6（TPS，TPX，TPY，TPZ）和IEEE C57.13標(biāo)準(zhǔn)的TA變比、相位和極性測量、確定精度極限系數(shù)、二次時間常數(shù)等。針對中國用戶，分析儀還特別增加了10%誤差曲線測試功能。圖1是10%誤差曲線測試接線示意，在TA端子箱中打開保護(hù)TA二次端子，測試接線接在端子排的TA側(cè)，測試通過TA分析儀一鍵完成。

某日，用OMICRONTA TA分析儀在某發(fā)電廠測試220 kV升壓站TA的5%誤差曲線時，發(fā)現(xiàn)1號發(fā)變組間隔TA第一繞組A相給出的5%誤差曲線結(jié)果異常，測試所得曲線如圖2所示。

圖1 10%誤差曲線測試接線

圖2 A相TA 5%誤差曲線

圖3為B相TA 5%誤差曲線。對比2條曲線可以看出，A相在最大短路電流與額定電流的比值m10為15時，允許的負(fù)載阻抗為6.4 Ω，在m10大于20時，允許的負(fù)載阻抗均為0 Ω，曲線出現(xiàn)了跳變和不連續(xù)，而B相在最大短路電流與額定電流的比值m10為15時，允許的負(fù)載阻抗為11.6 Ω，在m10大于15時仍為1條連續(xù)和光滑的曲線。在排除A相TA一次設(shè)備和二次試驗(yàn)接線問題后，初步懷疑是OMICRON TA分析儀軟件有問題。

2 失真數(shù)據(jù)的分析和矯正

TA的誤差曲線是指當(dāng)TA的誤差滿足5%或10%要求時，一次電流倍數(shù)m10（一次電流與其額定電流的比值）和二次負(fù)載阻抗Zb之間的關(guān)系特性曲線。對于P類TA來說，準(zhǔn)確等級為10P的TA誤差曲線稱為10%誤差曲線，5P即為5%誤差曲線。

圖3 B相TA 5%誤差曲線

由于OMICRON TA分析儀給出的誤差曲線失真，需要通過傳統(tǒng)方法繪制10%誤差曲線，即通過TA的勵磁曲線間接繪制出誤差曲線，表1為A相TA測得的勵磁曲線數(shù)據(jù)，勵磁曲線有以下關(guān)系式：

表1 A相TA勵磁曲線

當(dāng)TA誤差為5%時，

根據(jù)以上關(guān)系式，可推導(dǎo)出

式中：Es為勵磁電壓；Is為負(fù)載電流；Ie為勵磁電流；Zct為等效TA繞組阻抗；Zb為二次負(fù)載阻抗；Ip為一次電流；k為TA變比；Isn為二次額定電流；Ipn為一次額定電流。

把表1勵磁電壓和勵磁電流數(shù)據(jù)以及TA繞組阻抗1.12 Ω，二次額定電流5 A代入式（5）與（6），可以得到一組負(fù)載阻抗與電流倍數(shù)關(guān)系數(shù)據(jù)見表2。通過表2的數(shù)據(jù)，利用Matlab進(jìn)行曲線擬合即可繪出TA的5%誤差曲線，見圖4。

3 結(jié)語

當(dāng)已知電流倍數(shù)m10時，通過TA 10%誤差曲線，可查出允許二次負(fù)載阻抗。如果允許二次負(fù)載阻抗大于實(shí)際負(fù)載阻抗，TA的誤差滿足要求，否則，應(yīng)設(shè)法降低實(shí)際二次負(fù)載阻抗，直至滿足要求為止。OMICRON TA分析儀可以對TA進(jìn)行自動測試和校驗(yàn)，給出10%誤差曲線，但是上述實(shí)例表明針對中國用戶開發(fā)的10%誤差曲線的功能很有可能在曲線擬合算法上存在缺陷，需要廠家進(jìn)一步完善軟件，在此之前可以通過TA的勵磁曲線計(jì)算繪制10%誤差曲線。

表2 A相TA負(fù)載阻抗與電流倍數(shù)關(guān)系

圖4 通過勵磁曲線繪制的A相TA 5%誤差曲線

[1]GB 1208-2006電流互感器[S]．北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006．

[2]DL/T 866-2004電流互感器和電壓互感器選擇及計(jì)算導(dǎo)則[S]．北京：中國電力出版社，2004．

[3]DL/T 995-2006繼電保護(hù)和電網(wǎng)安全自動裝置檢驗(yàn)規(guī)程[S]．北京：中國電力出版社，2006．

[4]趙滿江，李仰屏．保護(hù)用電流互感器飽和特性及其誤差曲線研究[J]．高壓電器，2010，46（12）∶29-31．

[5]袁季修，盛和樂，吳聚業(yè)．保護(hù)用電流互感器應(yīng)用指南[M]．北京：中國電力出版社，2003．

（本文編輯：楊勇）

Measurement Data Correction of 5%Error Curve of Current Transformer

ZHAO Xiaoming1,2，YU Zhihui3
（1.North China Electric Power University，Beijing 102206，China；2.State Grid Zhejiang Electric Power Research Institute，Hangzhou 310014，China；
3.State Grid Hangzhou Power Supply Company，Hangzhou 310016，China）

This paper introduces a 5%error curve test case of TA（current transformer）in a power plant and finds that there is data distortion obtained by OMICRON TA tester.By using excitation curve data of TA，5% error curve is manually recalculated and data curve after correction is then obtained.By analyzing and comparing different TA test data，the paper points out probable matching error while the tester draws 5%error curve.

current transformer；5%error curve；excitation curve

TM452

：B

：1007-1881（2014）05-0045-03

2013-11-04

趙曉明（1976-），男，河南許昌人，高級工程師，華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院在職研究生，從事電力系統(tǒng)繼電保護(hù)研究和試驗(yàn)工作。