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电流互感器误差与校验

来源:http://www.whguoli.com 浏览次数:476 日期:2013-7-3 18:20:23
1.概述
  为了丈量高压交流电路中流过的大电流,通常凭借电流互感器,运用互感器的变比联系将大电流变成小电流,使丈量外表不必直接接到被测的线路上,一起二次回路能够按需求接成任何办法的接线图,以满意计量、继电保护、自动控制等方面的需求。
电流互感器是作为一个电流源而作业,其一次电流的巨细实践上与二次负载无关,由于二次负载换算到一次侧后与体系阻抗比较能够忽略不计。电流互感器及衔接到二次侧的负载Zfh=Rfh+jXfh可用图1的等值图来表明。图中:


I1-电流互感器的一次电流换算到二次侧的值;
I2-电流互感器的二次电流;
I0-电流互感器的励磁电流换算到二次侧的值;
Z1=R1+jX1-电流互感器一次绕组的电阻和漏抗(已换算到二次侧);
Z2=R2+jX2-电流互感器二次绕组的电阻和漏抗;
Z0=R0+jX0-电流互感器励磁电阻和电抗;
Zfh=Rfh+jXfh-电流互感器二次侧所衔接的负载电阻和电抗。

2.电流互感器的差错
  电流互感器首要由三有些组成:铁心、一次线圈和二次线圈。由于铁心磁阻的存在,电流互感器在传变电流的过程中,有必要耗费一小有些电流用于激磁,使铁心磁化,然后在二次线圈发生感应电势和二次电流,电流互感器差错即是由于铁心所耗费的励磁电流导致的。由于激磁电流和铁损的存在,电流互感器一次电流和二次电流的差值是一个向量,差错包含比值差和相角差。一次电流和二次电流在数值上的差错用相对差错办法以百分数表明时称为比差,依据国家标准规则比差界说:

(1)

式中: I1-线路上流过的一次电流;
I2-电流互感器二次回路中的电流;
Ke-电流互感器额外电流比;
  从比差界说的公式中可知比差有正负值。比差为正时表明衔接在互感器上的丈量外表的电流读数乘以变比Ke后大于线路上的实践电流; 比差为负时含义刚好相反。同一电流互感器在不一样电流和负载时比差可能为正也可能为负。
  此外一次电流和二次电流之间还有相位角的不同,一次电流向量与回转180o后的二次电流向量的夹角称为相角差或简称角差。角差也有正负之分: 当回转后二次电流向量超前一次电流向量时,角差指定为正,反之,滞后于一次电流向量时为负。
  作为丈量用的电流互感器,比差和角差的巨细直接影响丈量成果的正确程度,因而,比差和角差是丈量用电流互感器最首要的特性。可是关于继电保护用电流互感器与对丈量用电流互感器的需求是不一样的,丈量用电流互感器只需求在正常运转时精确,而继电保护用电流电流互感器却需求在短路状态下精确,即需求互感器对稳态短路电流和暂态短路电流均能精确变换。
  由于电流互感器铁心具有逐步饱满的特性,在短路电流下,电流互感器的铁心趋于饱满,励磁电流急剧上升,励磁电流在一次电流中所占的份额大为添加,使比差逐步移向负值并敏捷增大。当电流增大至使比差刚好等于-10%时,这一电流与额外电流的比(I1/I1e)称为饱满倍数。由于继电器的动作电流通常比额外电流大好几倍,所以作为继电保护用的电流互感器大概确保在比额外电流大好几倍的短路电流下能够使继电器牢靠动作。因而,对继电保护用电流互感器的首要特性不是比差和角差而是饱满倍数。

3.影响差错的要素
  3.1电流互感器的内部参数是影响电流互感器差错的首要要素。
  ⑴ 二次线圈内阻R2和漏抗X2对差错的影响: 当R2增大时比差和角差都增大; X2增大时比差增大,但角差减小。因而要改进差错应尽量减小R2和恰当的X2值。由于二次线圈内阻R2和漏抗X2与二次负载Rfh和Xfh比较而言值很小,所以改动R2和X2对差错的影响不大,只要对小容量的电流互感器影响才较明显。
  ⑵ 铁芯截面临差错的影响:铁芯截面增大使铁芯的磁通密度削减,励磁电流减小,然后改进比差和角差。没有抵偿的电流互感器在额外条件下铁芯的磁通密度现已很小,所以削减磁通密度也相对减小了导磁系数,使励磁电流减小不多,并且磁通密度越小作用越差。
  ⑶ 线圈匝数对差错的影响: 添加线圈匝数即是添加安匝,添加匝数能够使磁通密度减小,其改进差错的作用比添加铁芯截面明显得多。可是线圈匝数的添加会导致铜用量的添加,一起导致动安稳倍数的削减和饱满倍数的添加。此外,关于单匝式的电流互感器(如穿心型或套管型电流互感器一次线圈只允许一匝)不能用添加匝数的办法改进差错。
  ⑷ 削减铁芯损耗和进步导磁率。在铁芯磁通密度不变的条件下,削减铁芯励磁安匝和损耗安匝也将改进比差和角差,因而选用优质的磁性资料和采纳适合的退火技术都能到达进步导磁率和削减损耗的意图。铁芯磁性的好坏还影响饱满倍数,铁芯磁性差时饱满倍数较小。
   3.2运转中的电流互感器的差错
  当电流互感器现已定型,其内部参数就断定了,那么它的差错巨细将受二次电流(或一次电流)、二次负载、功率因数以及频率的影响。这些要素称为外部要素,在运转中的电流互感器的差错首要受这四个要素影响。
  ⑴ 电流频率的改变对差错的影响比较复杂,通常体系频率改变甚小,其影响可忽略不计。倘若频率改变过大,例如额外频率为50Hz的电流互感器用于60Hz的体系中,就应当思考频率的影响,由于频率改变不光影响铁芯损耗、磁通密度和线圈漏抗的巨细,也一起影响了二次侧负载电抗值的巨细。
  ⑵ 当一次电流减小时,磁通密度按份额相应削减,但在低磁通密度时,励磁安匝的削减比磁通密度削减要慢,因而比差和角差的绝对值就相对增大。
  ⑶ 电流互感器差错具有以下特征:当一次电流在规则的规模内改变时,二次电流按份额改变,当二次负载阻抗在规则规模内改变时,不影响二次电流的巨细。所以当二次负载在额外规模内削减时,磁通密度也削减,由于二次电流不变,励磁电流减小,差错也将减小。电流互感器的出厂说明书通常会标明额外二次负载阻抗值,在运转中其差错应按给定接线办法下的最大二次负载阻抗值来校核。
  ⑷ 二次负载的功率因数增大,也即是Rfh增大,Xfh减小,角差将增大而比差将削减。关于饱满倍数而言,互感器厂家说明书注明的饱满倍数是指功率因数为0.8时的饱满倍数,此值相当于的饱满倍数的“极小值”,因而功率因数无论增大或减小,饱满倍数都增大。
   3.3减小差错的办法
  励磁电流是形成电流互感器差错的首要原因,因而减小励磁电流就能够减小差错:
  ⑴ 选用高导磁率的资料做铁芯,由于铁心磁性能不光影响比差和角差,也影响饱满倍数。
  ⑵ 增大铁心截面,缩短磁路长度;添加线圈匝数。增减铁心截面或线圈安匝会相应增大和减小饱满倍数,在采纳添加铁心截面或线圈安匝以改进比差和角差时,有必要思考到对饱满倍数的影响。
  ⑶ 约束二次负载的影响。在现场通常用添加衔接导线的有用截面的办法,如选用较大截面的电缆,或多芯并联运用,以削减二次负载的阻抗值。还能够把两个同类型、变比一样的电流互感器串联运用,使每个电流互感器的负载变成整个负载的一半。
  ⑷ 恰当增大电流互感器变比。在现场运转中选用较大变比的互感器
  别的,还有二次绕组的分数抵偿、二次侧电容分路抵偿等等。



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