二次接線電阻對(duì)電流互感器誤差的影響

【摘要】本文簡(jiǎn)單闡述了電流互感器的誤差特性，并對(duì)其誤差影響因素進(jìn)行了科學(xué)合理的分析，為了能更準(zhǔn)確的檢定測(cè)量用電流互感器準(zhǔn)確度等級(jí)，對(duì)二次連接線實(shí)際電阻提出了要求，避免其因連接線電阻的接入較大的增長(zhǎng)了二次側(cè)的實(shí)際負(fù)荷，造成了電流互感器的超差，尤其是一些誤差裕度不大的，更易誤判為不合格，給生產(chǎn)廠家以及企業(yè)客戶造成經(jīng)濟(jì)損失。

【關(guān)鍵詞】電流互感器；誤差；準(zhǔn)確度等級(jí)；二次負(fù)荷

1.前言

電流互感器是電力系統(tǒng)運(yùn)行中必不可少的電流測(cè)量設(shè)備，其安全穩(wěn)定可靠運(yùn)行是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定可靠運(yùn)行的保證，電磁感應(yīng)定律是電流互感器工作的最基本原理，它是利用互感器的變比關(guān)系將一次側(cè)的大電流轉(zhuǎn)化為二次側(cè)的小電流，以達(dá)到滿足計(jì)量、繼電保護(hù)、自動(dòng)控制等方面的要求，由于涉及到防護(hù)安全、計(jì)量貿(mào)易結(jié)算等，所以需要進(jìn)行強(qiáng)制檢定，它必須運(yùn)行在允許誤差范圍內(nèi)，滿足規(guī)程要求，才能投入使用，影響電流互感器誤差的因素很多，其中二次實(shí)際負(fù)荷對(duì)電流互感器的影響也是一個(gè)非常重要的因素，二次實(shí)際負(fù)荷包括負(fù)載箱給定值以及連接線的電阻負(fù)荷值，因此能更準(zhǔn)確的判斷電流互感器的準(zhǔn)確等級(jí)是否滿足其給定變比要求，當(dāng)出現(xiàn)電流互感器超差不多時(shí)，需要檢測(cè)連接線的電阻是否過大，以免造成誤判。

2.電流互感器的工作原理

一次電流I1流過一次繞組，建立一次磁動(dòng)勢(shì)（N1I1），亦被稱為一次安匝，其中N1為一次繞組的匝數(shù)；一次磁動(dòng)勢(shì)分為兩部分，其中小一部分用于勵(lì)磁，在鐵心中產(chǎn)生磁通，另一部分用來平衡二次磁動(dòng)勢(shì)（N2I2），亦被稱為二次安匝，其中N2為二次繞組的匝數(shù)。勵(lì)磁電流設(shè)為I0，勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)（N1I0），亦被稱為勵(lì)磁安匝。平衡二次磁動(dòng)勢(shì)的這部分一次磁動(dòng)勢(shì)，其大小與二次磁動(dòng)勢(shì)相等，但方向相反。磁勢(shì)平衡方程式如下：

2-1

在理想情況下，勵(lì)磁電流為零，即互感器不消耗能量，則有

2-2

若用額定值表示，則

2-3

其中為一次、二次繞組額定電流。

2-4

額定一次、二次電流之比為電流互感器額定電流比。

3.電流互感器誤差因素分析

電流互感器由于勵(lì)磁電流的存在，使得乘以匝數(shù)比后的二次電流不僅數(shù)值與一次電流不等，而且相位也產(chǎn)生了差異，即誤差。誤差有兩種，分別是電流誤差（比值差）和相位差（角差）。

4.二次負(fù)荷對(duì)電流互感器

誤差的影響

由公式3-3及3-4可知，誤差與二次負(fù)荷成一定的正比關(guān)系。實(shí)際上當(dāng)二次負(fù)荷增大，鐵心的磁密增大，鐵心的磁導(dǎo)率也略有增大。所以互感器的誤差所二次負(fù)荷的增大而增大。

二次負(fù)荷的功率因數(shù)角增大，Sin（φ+α）增大，cos（φ+α）減小，因此二次負(fù)荷的功率因數(shù)角增大，比值差增大，相位差減小。二次負(fù)荷對(duì)電流互感器的比差和角差影響很大，其中電流互感器比差與二次負(fù)荷關(guān)系曲線見圖4-1，電流互感器角差關(guān)系曲線見圖4-2。

從電流互感器的誤差曲線中，二次負(fù)荷的變化會(huì)直接影響到電流互感器的誤差，但是在電流互感器的校驗(yàn)中，往往只注意了接入某一數(shù)值的標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷，而沒有注意到互感器與標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷相連接的電阻（電抗可忽略不計(jì)）。這樣，當(dāng)連接電阻較大時(shí)，就使總的二次負(fù)荷超過了電流互感器的額定負(fù)荷，因而降低了電流互感器的準(zhǔn)確度，甚至出現(xiàn)超差不合格的現(xiàn)象。

5.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比對(duì)

以LQG一0.5型（300/5A）穿心一匝電流互感器為例，用不同電阻的連接線作了一些實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)見表5-1

上述實(shí)驗(yàn)表明，在電流互感器的校驗(yàn)中，，雖然采用同一標(biāo)準(zhǔn)器和校驗(yàn)方法，但由于二次接接線電阻各不相同，實(shí)驗(yàn)第2組的二次連接線電阻已大于0.06歐（參考值）很多，而又未將此電阻到二次負(fù)荷中去。因而實(shí)際上接入被測(cè)電流互感器二次負(fù)荷巳大于其額定值，致使比差向負(fù)值偏移，出現(xiàn)不合格現(xiàn)象，影響到合格產(chǎn)品不能正常傳遞和使用，使用戶對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生懷疑，也給國(guó)家資產(chǎn)造成損失。

6.結(jié)束語

電流互感器鄰牌上所規(guī)定的二次負(fù)荷是指所有連接到互感器二次線圈的儀表、繼電器、連接線阻抗和接觸電阻的總和。因此，電流互感器在運(yùn)行中必須使這個(gè)總阻抗不大于銘牌上的額定負(fù)荷，才能保證在使用中滿足準(zhǔn)確級(jí)次的要求。同樣，在電流互感器校驗(yàn)中接入二次線圈的總負(fù)荷也應(yīng)符合銘牌規(guī)定的額定負(fù)荷，所以在檢定或者測(cè)量中，采用的負(fù)荷應(yīng)按規(guī)定的數(shù)值（歐）偏差不大子土3%，負(fù)荷的功率因數(shù)應(yīng)在指定范圍之內(nèi)。

參考文獻(xiàn)

[1]趙乃九.電流互感器之原理與設(shè)計(jì)[M].上海：電世界出版社，1990

[2]趙屹濤，趙修民.升壓升流器與負(fù)荷箱[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2005.

[3]江亞群，周有慶，湯峳飛.電流互感器10%誤差曲線的微機(jī)測(cè)繪方法[J].電測(cè)與儀表，1999，36（11）：15-16.

[4]楊京燕，劉國(guó)賢.智能化電流互感器誤差測(cè)試儀的算法與實(shí)現(xiàn)[J].北京動(dòng)力經(jīng)濟(jì)學(xué)院學(xué)報(bào)，1995，12（1）：8-14.