电流互感器特性分析及应用

电流互感器特性分析及应用

张兵

重庆广汇供电服务有限责任公司客户 服务分公司 重庆 401121

摘要：目前国内互感器校验仪检定工作基本上采用多种不同标准比例电源，比如电工式标准比例电源、电子式标准比例电源及电工/电子式标准比例电源的互感器检定方法。为适应国家校验仪新规程JJG169-2010的需要，校验仪要过载150%（南方电网要求过载200%）和校验仪抑制谐波的能力检测。本文介绍一种新型的检测装置，以满足计量部门检测校验仪项目的需求。

关键词：电流互感器；特性；应用

引言

根据现行检定规程，电网中的计量用互感器需要定期停运以进行误差特性检测。但由于其数量较多，将运行中的互感器所在线路停电检测影响范围广、操作难度大。因而，在实际工作中除个别特定情况外，各地在运行的计量用低压电流互感器基本处于脱检状态。因此，互感器在日常运行中的性能状况，只能依靠首检以及厂家的生产质量来保证，因而首检对于评价互感器运行质量来说尤为重要。

1互感器校验仪整检装置技术参数及工作原理

该装置准确等级0.2级；额定频率50Hz；额定电流5、1、0.5A，额定电压100、100/√3、100/3V；输入电压：AC220V。检定标准由12个电磁标准件经4个开关组合而成，选择开关分别为：工作回路选择开关Ko，选择ΔI/I＝εi、ΔU/U＝εu、ΔU/I＝Z或ΔI/U＝Y回路；工作电流电压选择开关K，选择工作电流I或工作电压U；灵敏度选择开关Km，选择“ε”；以及补偿开关Kb，选择不补偿“B”和补偿“W”。12个电磁标准件中，同相分流分压器Fx、正交分流分压器Fy和电容C都是4回路共用的。由于仪器面板标志与互感器校验仪相同，因此检定校验仪时，只要将相应标志的端钮对接即可，HE为被检校验仪，标准的Tx、To，a、x和K、D回路均未接地，被检的Tx、x和D应接地。装置的百分表由开关K选择，相应为5A、1A和100V、100/ V。

2电流互感器的误差

在电流互感器中，由于励磁电导与励磁电纳g0和b0分流的_作用，电流互感器一次侧电流和二次侧等效电流并不完全相等，而是存在复数误差ε，其可以表示为:

式中，I₁和I₂分别为由电流互感器T型等效电路所得到的电流互感器一次侧和二次侧电流，K为电流互感器的变比，I₀为电流互感器中励磁电流。可以得知，电流互感器的复数误差由两部分组成。其中，f为电流互感器的比值差，简称为比差；δ为电流互感器的相位差，简称为角差。在标准正弦波电路中，互感器的比差和角差决定了互感器的准确度，是实验室中进行互感器运行误差检定的基础。在电流互感器接入电网中时，输入的波形非标准正弦波，波形发生畸变，则由于铁芯材料本身磁导率的非线性所引起的磁导率不均匀是不可避免的，且从而会影响铁芯的电磁感应，产生运行变差。

3电流互感器应用分析

3.1 整体设计

为了实现因安全距离限制无法使用吊机吊送互感器的问题，本文设计了一种适用于35kV互感器更换的吊装设备。吊装设备包括上支架、下支架、底座、电葫芦、吊钩等构成，承重能力大于1000kg。该设备的上支架和下支架均为空心圆柱型支架，底座水平设置，上支架的一端垂直固接在底座的上端中部，下支架的一端与上支架的另一端转动固接，下支架的另一端固接支撑管，吊钩与安装在支撑管的一端，电葫芦的一端与吊钩固接，另一端与互感器连接。

3.2 检定PT二次压降校验仪

PT二次压降校验仪是由电压互感器校验仪和100/100V电压互感器组成的特殊校验仪，因此对它的检定，实际上就是检定电压互感器校验仪和电压互感器给校验仪附加的零位误差。检定PT二次压降仪的检定线路，检定标准测电压互感器误差（ΔU/U）回路，Ko为εU（电压互感器误差），检定标准由二次a和x端钮通过接至PT二次线路的A线和B线，给被检输入线路电压U，并由电压U和差压ΔU串联后的a和D端钮通过接至仪表的a线和b线给被检输入仪表端电压即U＋ΔU，由被检测出二者的二次压降ΔU。检定时：将标准的同相盘和正交盘分别置于校验仪需要检定的数值。依次在规定点下检定校验仪的同相分量10%和1%和正交分量50’和5’即可。

3.3 电流互感器短路容量的选择设计

比如普通的馈线的额定电流必须满足小于100A的要求，而与之相配套的断路器电流如果要求31.5kA这个条件，普通的电流互感器就不再适用了。出现这种情况的时候，可以通过提高电流互感器的一侧额定电流来满足断路器电流31.5kA的条件。如果在电器原件选择的时候选的是电流互感器一侧的额定电流是200A，可能会影响电流测量的精度。为提高电流测量的精度，可以通过更换电器元件来实现，具体来说可以通过将相应的电流互感器测量的级别从0.2级别的类型换成0.2S级别的类型，这种级别的电流互感器的测量误差通过数据的分析可以得到具体的数据，对比分析可以看到，无论是选用200A、0.2S级的电流互感器，还是选择100A、0.2级别的电流互感器，测量的结果基本一致，部分指标来看200A、0.2S级别的电流互感器比100A、0.2级别的电流互感器相对准确。

3.4 电网现场工况信号仿真技术

一般对于仪器仪表的测试是小功率测试法，利用实际电压和小电流的组合，或者实际电流和小电压的组合作为输入，使用较小的功耗进行测试。此种方法在信号是正弦基波的情况下，与现场测试结果理论上没有区别。但当一次侧信号中有高次谐波或出现信号突然波动等情况时，无法测得正确的对应输出。

4采取措施

4.1 更换电流互感器

U型电流互感器因结构原因，底部发生故障概率较大。互感器正立式安装U型底部易出现积水，潮湿环境下产生的液体会沉积在电容芯棒底部，因此电容芯棒弯曲的部分就成为了绝缘效果最差的地方，长期处于工作状态就容易发生电容芯棒击穿。建议现场结合实际情况更换其他类型质量较好的电流互感器，避免此类事故再发生。

4.2 调整电流互感器绕组分配

对更换后电流互感器绕组分配进行调整，按照十八项反措及标准化设计规范要求，电流互感器二次绕组分配按保护用电流互感器绕组应取自母线侧原则进行设计。

结束语

上述分析表明，模块化智能变电站智能化配置原则及电流电压采样方式的变化，导致现行2.12版通用设备中电流互感器的二次参数无法完全满足相关标准和技术规范的要求。为满足实际工程需求，规范模块化智能变电站一次设备选型，亟需对通用设备中电流互感器的二次参数进行修改。本文根据模块化通用设计对现行通用设备中电流互感器参数配置进行优化，增加了二次绕组数量，降低了额定二次容量。电流互感器绕组数量的增加，提高了保护的可靠性与计量表计的计量精度。而电流互感器额定容量的降低有利于减小设备体积、降低生产成本、简化绝缘设备设计，提高了电气性能和机械性能。

参考文献

[1]江鹏,宋均正.关于互感器校验仪误差测量方法探讨[J].计量与测试技术,2018,45(12):99-102.

[2]朱传华,肖定彬.油浸式电流互感器介损及电容量测试异常的影响因素分析[J].智能城市,2018,4(24):72-73.

[3]张弛,康小宁,郑永康,焦在滨,窦仁晖,嵇建飞.罗氏线圈电流互感器的暂态传变特性[J].高电压技术,2018,44(12):4105-4112.

作者简介：张兵，男，1982年9月出生，湖南慈利人（籍贯）