本文简述电流互感器的主要误差特性,并阐述了影响电流互感器误差的因素及减小误差的措施;说明了继电保护用电流互感器和测量仪表用电流互感器的不同特性要求;介绍了10%误差曲线的校验。
[关键词]电流互感器误差因素措施10%误差曲线
1.概述
为了测量高压交流电路中流过的大电流,通常借助电流互感器,利用互感器的变比关系将大电流变成小电流,使测量仪表不用直接接到被测的线路上,同时二次回路可以按需要接成任何方式的接线图,以满足计量、继电保护、自动控制等方面的要求。
电流互感器是作为一个电流源而工作,其一次电流的大小实际上与二次负载无关,因为二次负载换算到一次侧后与系统阻抗相比可以忽略不计。电流互感器及连接到二次侧的负载Zfh=Rfh+jXfh可用图1的等值图来表示。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连接的负载电阻和电抗。
2.电流互感器的误差
电流互感器主要由三部分组成: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,必须消耗一小部分电流用于激磁,使铁心磁化,从而在二次线圈产生感应电势和二次电流,电流互感器的误差就是由于铁心所消耗的励磁电流引起的。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,误差包括比值差和相角差。一次电流和二次电流在数值上的误差用相对误差方式以百分数表示时称为比差,根据国家标准规定比差定义:
(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-电流互感器额定电流比;
从比差定义的公式中可知比差有正负值。比差为正时表示连接在互感器上的测量仪表的电流读数乘以变比Ke后大于线路上的实际电流;比差为负时意义刚好相反。同一电流互感器在不同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差别,一次电流向量与反转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:当反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。