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1、电流互感器误差分析电流互感器误差分析电流互感器运行时的示意图:电流互感器运行时的示意图:在在原原边边有有电电流流1流流入入,在在铁铁心心激激励励一一交交变变主主磁磁通通,E1表表示示主主磁磁通通在在一一次次绕绕组组中中的的感感应应电电势势;主主磁磁通通同同时时也也与与副副边边绕绕组组匝匝链链,由由于磁通的交变作用,在副边绕组中感应出电势于磁通的交变作用,在副边绕组中感应出电势E2。在图示正方向的情况下,根据电磁感应定律可知:在图示正方向的情况下,根据电磁感应定律可知:设铁心中的主磁通为:设铁心中的主磁通为:由此上面两式可见,由此上面两式可见,超前超前E290度。度。(a)在在一一次次回回路路中
2、中串串联联R1和和电电抗抗X1来来代代替替在在一一次次绕绕组组内内部部的的电电阻阻和和漏漏电电抗抗;同同样样,在在二二次次回回路路中中串串联联R2和和电电抗抗X2来来代代替替在在二二次次绕绕组组内内部部的的电电阻阻和和漏漏电电抗抗,这这样样,一一次次和和二二次次绕绕组组都都可可以以看看成成是是没没有有电电阻阻和和漏漏电电抗抗的的两两个个理理想想线线圈圈,线线圈圈中中只只有有因因为为主主磁磁通通交交变变而而感感应应的电势的电势E1及及E2。(b)将将二二次次侧侧的的电电阻阻和和电电抗抗及及电电势势归归算算到到一一次次侧侧,分分别别得得到到R2,X2及及E2。这这样样,经经过过归归算算之之后后,E
3、1E2。既既然然归归算算之之后后一一二二次次侧侧的的感感应应电电势势相相等等,故故可可以以把把它它们们之之间间的的等等电电位位点点连连接接起起来来,这这样样两两个个绕绕组组便便合合并并成成一一个个绕组得到图(绕组得到图(c)(c)显显然然这这个个绕绕组组中中流流过过的的电电流流便便是是0 12,它它用用来来产产生生主主磁磁通通,以以便便在在这这个个绕绕组组中中产产生生感感应应电电势势E1E2。这这个个绕绕组组的的电电抗抗是是X0,为为激激磁磁电电抗抗。考考虑虑到到铁铁耗耗的的影影响响后后,激激磁磁回回路路中中还还应应串串联联一一个个等等值值电电阻阻R0,于于是是得到电流互感器的等效电路图。得到
4、电流互感器的等效电路图。因为因为2=(N2/N1)2,因此可以得到:,因此可以得到:1N12N20N1电流互感器误差分析电流互感器误差分析电流互感器误差分析电流互感器误差分析电流互感器误差分析电流互感器误差分析电流互感器误差分析电流互感器误差分析 由相量图可见:由相量图可见:1N1|od|;I2N2|ob|。所以:。所以:I1N1I2N2|od|ob|bd|。当。当i i非常小时非常小时:|bd|bc|,则:电流互感器误差分析电流互感器误差分析电流互感器误差分析电流互感器误差分析n 从上面的(从上面的(a)()(b)两式可以看出,减小)两式可以看出,减小0可减小可减小电电流流误误差及角差。影响
5、差及角差。影响I0的因的因素包括:素包括:1)磁路)磁路铁铁芯的材料、尺寸;芯的材料、尺寸;2)二次)二次负载负载大小和性大小和性质质;3)电电网的网的频频率。率。制造制造CT,首先采用高磁,首先采用高磁导导率的磁性材料(率的磁性材料(若磁若磁导导率率趋趋于无于无穷穷大,大,则则I0趋趋于无于无穷穷小小),其次增大磁路面,其次增大磁路面积积、缩缩短磁路短磁路长长度,并使度,并使铁铁芯工作在磁感芯工作在磁感应应强强度不高的情况下,度不高的情况下,或采用特殊或采用特殊线线路和路和结结构提高准确度。构提高准确度。n I1增大,增大,则电则电流流误误差和角差均减小。因此,使用差和角差均减小。因此,使用
6、CT时应时应注意被注意被测电测电流流I1接近其接近其额额定定电电流,流,这时误这时误差差较较小。小。n 从等从等值电值电路可知:路可知:I0E1/Zm;I1I2E2/(Z2+Z)所以:所以:I0/I1 0/I2=(Z2+Z)/Zm 从上式可以看出,二次从上式可以看出,二次负载负载Z减小,减小,电电流流误误差及角差均减小。所以,二次所接差及角差均减小。所以,二次所接阻抗阻抗应应降降为为最低最低值值,不得超,不得超过过允允许值许值,否,否则测则测量精度会降低。量精度会降低。(a)(b)电流互感器误差补偿装置:电流互感器误差补偿装置:假设经过归算后二次绕组的电势为假设经过归算后二次绕组的电势为E2,
7、那么根据运放的性质,运放,那么根据运放的性质,运放的输出端电压为的输出端电压为AE2(A为运放的开环电压放大倍数,一给定参数),运为运放的开环电压放大倍数,一给定参数),运放负向输入端的电压为二次绕组上的电势放负向输入端的电压为二次绕组上的电势E2。所以。所以Z上流过的电流:上流过的电流:因此这时等效的二次负载值为:因此这时等效的二次负载值为:由于运放的由于运放的A是一个比较大的值,所以采用了上述的误差补偿装置后是一个比较大的值,所以采用了上述的误差补偿装置后相当于减小了二次负载值,从而减小了电流误差及角差相当于减小了二次负载值,从而减小了电流误差及角差电流互感器变比的检查试验方法电流互感器变
8、比的检查试验方法电流法:模拟CT实际运行的情况来测试变比。但是随着系统容量的增加,CT电流越来越大,可达数万安培。对于现场而言,加电流至数百安培已有困难,数千安培或数万安培几乎不可能。降低一些试验电流对减小试验容量没有多大意义;降低太多则CT误差骤增。测量电流互感器变比的电压法测量电流互感器变比的电压法测量电流互感器变比的电压法测量电流互感器变比的电压法从等值电路图可得下式从等值电路图可得下式:U 2+0(r2+jx 2)=U 1从式中可知引起误差的是从式中可知引起误差的是 0(r2+jx 2)变变比比较较小小、额额定定电电流流5 A 的的电电流流互互感感器器二二次次线线圈圈电电阻阻和和漏漏抗
9、抗一一般般小小于于1,变变比比较较大大、额额定定电电流流为为1A 的的电电流流互互感感器器二二次次线线圈圈电电阻阻和和漏漏抗抗一一般般115 。以以一台一台220kV、2500A/1A 电流互感器现场试验数据为例电流互感器现场试验数据为例:二二次次线线圈圈施施加加电电压压250V,一一次次线线圈圈测测得得电电压压100mV,此此时时二二次次线线圈圈激激磁磁电电流流约约2mA,二二次次线线圈圈电电阻阻和和漏漏抗抗约约15,0(r2+jx 2)=30mV。30mV 与与250 V 相比不可能引起误差。相比不可能引起误差。从从上上述述分分析析可可知知:电电压压法法测测量量电电流流互互感感器器变变比比时时只只要要限限制制激激磁磁电电流流0为为mA 级级,即可保证一定的测量精度。即可保证一定的测量精度。电压法试验的特点电压法试验的特点 电电压压法法的的最最大大的的优优点点是是试试验验设设备备重重量量较较轻轻,适适合合现现场场试试验验,只只需需要要1个个小小调调压压器器、1块块电电压压表表、1块块毫毫伏伏表表。仅仅仅仅是是要要注注意意限限制二次线圈的励磁电流小于制二次线圈的励磁电流小于10 mA,即可保证一定的准确度。即可保证一定的准确度。0(r2+jx 2)U 2U1