基于校驗(yàn)低安匝數(shù)0.5s級(jí)低壓電流互感器誤差方法的探討

（國網(wǎng)黑龍江省電力有限公司牡丹江供電公司）

摘 要：本文以電流互感器在具體實(shí)踐操作中出現(xiàn)誤差情況作為主要論述對(duì)象，主要從兩套裝置校驗(yàn)同一臺(tái)互感器出現(xiàn)偏差較大的原因、手動(dòng)裝置和自動(dòng)裝置測(cè)量產(chǎn)生偏差的原因幾個(gè)方面進(jìn)行了分析，并對(duì)偏差出現(xiàn)的原因進(jìn)行了深入探討，筆者依據(jù)多年經(jīng)驗(yàn)提出合理化建議，提供給相關(guān)人士，供以借鑒。

關(guān)鍵詞：低壓電流互感器；誤差方法；原因

對(duì)于低安匝數(shù)來說，所具有的0.5s級(jí)低壓電流互感器簡單的說是在處于線性工作狀態(tài)下對(duì)其寬、具有的負(fù)荷范圍窄，體積不大的一種互感器。因?yàn)樵谙嚓P(guān)領(lǐng)域得到了普遍的認(rèn)可，有著顯著的使用效率，將電能計(jì)量效率加以提高，也在某種程度上起到了節(jié)約電能的作用，所以在具體操作的時(shí)候相關(guān)人員往往會(huì)看到有兩個(gè)同樣的互感器裝置在相同的互感器中出現(xiàn)的偏差一般在0.1%～0.3%的范圍內(nèi)，不管是手動(dòng)裝置也好還是自動(dòng)裝置也罷，都會(huì)存在較大的差異性，而手動(dòng)裝置在對(duì)已經(jīng)合格的產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候，自動(dòng)裝置檢測(cè)出來的就會(huì)顯示不合格，那么哪個(gè)結(jié)果是正確的呢？基于此，本文主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析，并提出合理化建議，供以借鑒。

1 對(duì)電流互感器的基本要求

在一次系統(tǒng)高電壓電路上，對(duì)電流互感器的基本要求是電流變換的準(zhǔn)確性。測(cè)量、計(jì)量用的電流互感器（以下簡稱TA），準(zhǔn)確性直接影響測(cè)量結(jié)果的正確程度，因此對(duì)于測(cè)量、計(jì)量用的TA應(yīng)能滿足二次回路測(cè)量儀表、自動(dòng)裝置的準(zhǔn)確度等級(jí)。通常計(jì)量用TA選用0.2、0.2P級(jí)，測(cè)量用的TA選用0.5級(jí)；而保護(hù)用的與測(cè)量用的TA的要求是不相同的，當(dāng)一次系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，相關(guān)測(cè)量點(diǎn)的電流可能達(dá)到額定電流的幾倍至幾十倍，為保證保護(hù)正確動(dòng)作，這時(shí)保護(hù)用TA包括中間TA，必須保證在實(shí)際可能的極端電流條件下其電流變換誤差不超過允許值，規(guī)程規(guī)定為10%，因此保護(hù)用TA應(yīng)滿足10%誤差特性曲線的要求。

2 電流互感器的基本工作原理和誤差分析

電流互感器TA是一、二次繞組通過一個(gè)共同的鐵芯進(jìn)行互感耦合的，相對(duì)二次來說，TA的一次內(nèi)阻很大，可以近似認(rèn)為是一個(gè)內(nèi)阻很大的電流源。等效工作原理電路見圖1所示的T形網(wǎng)絡(luò)。由于鐵芯磁阻的存在，TA在變換電流時(shí)，要消耗部分電流用于鐵芯勵(lì)磁，從而產(chǎn)生誤差。

由相關(guān)公式可以看出，變差△Ⅰ和角差δ與負(fù)荷阻抗ZL大小成正比，與勵(lì)磁阻抗Z′μ的大小成反比。Z′μ是由磁化曲線所決定的，它的大小不僅與TA本身的特性有關(guān)，在確定的負(fù)荷阻抗下，Z′μ的大小是隨一次電流變化的，當(dāng)一次系統(tǒng)出現(xiàn)故障短路電流時(shí)，磁化曲線進(jìn)入飽和區(qū)，勵(lì)磁阻抗Z′μ將明顯降低，從而引起TA產(chǎn)生較大誤差。

總的來說，影響誤差的因數(shù)為：（1）TA本身的特性，包括鐵芯截面和損耗、磁導(dǎo)率、線圈匝數(shù)等；（2）是運(yùn)行和使用條件，包括二次負(fù)荷和一次電流等。實(shí)際工作中，保護(hù)用TA規(guī)定其電流誤差不允許超過10%，角度誤差不超過7°。

3 兩套裝置校驗(yàn)同一臺(tái)互感器出現(xiàn)偏差較大的原因

3.1 檢定規(guī)程的要求引起的理論偏差

（1）標(biāo)準(zhǔn)器所帶來的誤差校驗(yàn)0.5s級(jí)電流互感器的標(biāo)準(zhǔn)器的準(zhǔn)確度為±0.05%，兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)器的極限誤差為0.1%。（2）二次回路負(fù)荷所帶來的誤差檢定規(guī)程要求電流互感器二次負(fù)荷箱準(zhǔn)確度為±3%，兩個(gè)5VA的電流互感器的二次回路的極限誤差為0.2Ψ×0.03×2=0.012Ψ，以150/5A低壓電流互感器的設(shè)計(jì)參數(shù)為例，該互感器在工作電流20%時(shí)其激磁阻抗為11Ψ左右，故0.012Ψ能給互感器所帶來的誤差為0.1%左右。（3）互感校驗(yàn)儀在測(cè)量時(shí)，其電流指示儀表也不工作在同一工作點(diǎn)，由于該互感器鐵芯的非線性的影響，也可給測(cè)量帶來一定偏差。綜上所述，兩套都完全符合檢定規(guī)程要求的互感器檢定裝置產(chǎn)生0.1～0.3%的偏差也是可能的。

3.2 鐵芯剩磁的影響

對(duì)于低安匝數(shù)所存在的電流互感器來說，都是具備磁分路補(bǔ)償?shù)?，并且鐵芯沒有較高的磁密性。當(dāng)鐵芯存在剩磁的情況下，就會(huì)致使互感器存在較大的誤差現(xiàn)象，尤其是在額定電流1%～5%的范圍內(nèi)，倘若主鐵芯以及小鐵芯都存在剩磁的情況，那么這樣就會(huì)致使導(dǎo)磁率出現(xiàn)下降的情況，致使沒有較好的線性作用。而隨著互感器誤差的不斷增加，尤其是當(dāng)兩套配置處于不同地方的狀態(tài)下，所產(chǎn)生的誤差較大。相關(guān)人員通過多次試驗(yàn)克制，出現(xiàn)這種情況可以采取開路退磁的形式解決，實(shí)質(zhì)上就是二次開路，在一次線圈里面利用20A的激磁電流，并使用掉牙器對(duì)電流的具體位置進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

3.3 電流互感器二次回路的實(shí)際負(fù)荷的影響

電流互感器中存在的二次回路負(fù)荷的大小都會(huì)在某種程度上對(duì)互感器具有的誤差情況存在密切的聯(lián)系。例如，相關(guān)人員需要對(duì)電流負(fù)載箱的開關(guān)進(jìn)行操作，并撥到制定的地方，互感器存在的誤差情況都會(huì)產(chǎn)生大概0.05%范圍的改變。由此可以得知，二次回路中產(chǎn)生的負(fù)荷情況都會(huì)對(duì)互感器具有的誤差有著較大的影響，在具體應(yīng)用中經(jīng)常是大家沒有引起重視的主要因素，而這一點(diǎn)往往對(duì)相關(guān)互感器產(chǎn)生誤差帶來的影響是非常嚴(yán)重的。

相關(guān)人員通過多次試驗(yàn)可以看出，當(dāng)負(fù)荷箱使用一段時(shí)間以后，其轉(zhuǎn)換開關(guān)中的電阻值都會(huì)增加，并且阻值往往依據(jù)電流值的改變而發(fā)生變化。所以，除了對(duì)相關(guān)接觸電阻引起重視以外，還需要在定期的時(shí)間對(duì)負(fù)荷箱所具有的阻值進(jìn)行檢測(cè)，并結(jié)合自身積累的經(jīng)驗(yàn)，在對(duì)低安匝數(shù)0.5s級(jí)低壓電流互感器進(jìn)行檢測(cè)的過程中，首先需要將工作電流調(diào)整到合適的范圍，大概保持在120%左右，當(dāng)退下來以后，相關(guān)人員還需要再一次將電流依據(jù)從低往高的順序進(jìn)行認(rèn)真的檢測(cè)。通過相關(guān)實(shí)驗(yàn)可以表面，當(dāng)使用這種方式進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候，所得到的負(fù)荷箱阻值變化是處于最小的狀態(tài)。

4 手動(dòng)裝置和自動(dòng)裝置測(cè)量產(chǎn)生偏差的原因

對(duì)于一些低安匝數(shù)0.5s級(jí)低壓電流互感器來說，相關(guān)人員通過使用手動(dòng)裝置在將該互感器進(jìn)行測(cè)量得到結(jié)果以后，再使用自動(dòng)裝置進(jìn)行檢查看出，原來合格的產(chǎn)品就變成了不合格的產(chǎn)品，并且在20%工作電流點(diǎn)互感器所具有的誤差中已經(jīng)在-3%～-4%的范圍內(nèi)，這是不符合正常邏輯的。一般情況下，主要是有以下因素導(dǎo)致的：（1）在某種程度上主要受二次回路負(fù)荷以及接觸電阻所產(chǎn)生的影響而導(dǎo)致的。（2）對(duì)于采取自動(dòng)裝置來說，測(cè)量的速度是主要因素之一。一些自動(dòng)裝置所具有的檢測(cè)速率要比采取手動(dòng)裝置所具有的檢測(cè)速率要高一些。倘若鐵芯依然處于不平衡的狀態(tài)，那么相關(guān)人員這個(gè)時(shí)候就開始對(duì)該互感器進(jìn)行檢測(cè)，所得到的數(shù)據(jù)是不符合邏輯的。這樣就要求相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)提前促使互感器處于平衡的狀態(tài)，直到鐵芯達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)以后再開始進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)工作。由于低安匝數(shù)0.5s級(jí)低壓電流互感器中存在的鐵芯導(dǎo)磁沒有較好的功能，并且在某種程度上也受到磁分路補(bǔ)償?shù)挠绊?，?jīng)過相關(guān)研究顯示，相關(guān)人員可以將超微晶合金鐵心替換鐵芯，所得到的結(jié)果就幾乎重復(fù)。

結(jié)束語

通過以上內(nèi)容的論述，可以清楚的了解到：從本文上面論述的幾個(gè)方面對(duì)低安低安匝數(shù)0.5s級(jí)低壓電流互感器中存在的誤差情況進(jìn)行深入的分析，筆者依據(jù)自身多年經(jīng)驗(yàn)提出了自己的一些看法，旨在可以為我國的電力行業(yè)的發(fā)展提供參考依據(jù)，從而為我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出重要的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]林楠，艾飛，郭世曉.淺談智能變電站二次繼電保護(hù)中存在的問題及解決措施[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017（07）.

[2]肖繼松，代東生.高壓電流互感器二次側(cè)斷線危害的解決方案[J].石油工程建設(shè)，2014（01）.

[3]谷小博，余輝，宋斌，羅運(yùn)柏.電流互感器單氫超標(biāo)現(xiàn)象的理論分析[J].變壓器，2014（01）.

[4]郭寶利，陳偉斌，李哲，郭紅霞，曹祖亮，郭楓，李永飛.一種用于低壓電流互感器自動(dòng)化檢定系統(tǒng)的自動(dòng)穿排機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2013（01）.

[5]陳琳，郭寶利，陳偉斌，安佰江，姚勝紅.低壓電流互感器自動(dòng)檢定系統(tǒng)通用工裝的研制[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2012（04）.

[6]沙玉洲，袁韜，王騫，馬長林.電流互感器技術(shù)參數(shù)選擇問題的探討[J].電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào)，2009（02）.

[7]高向軍.電流互感器的誤差分析及運(yùn)行維護(hù)注意事項(xiàng)[J].中小企業(yè)管理與科技（上半月），2008（05）.

作者簡介：郭兵（1977-），男，畢業(yè)于東北電力大學(xué)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)從事電能計(jì)量專業(yè)，助理工程師。endprint