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浅谈电流互感器变比检查试验方法

发表时间：2020/8/24 来源：《基层建设》2020年第10期作者：孙志远

[导读] 摘要：在发电厂、变电所的高低压变配电装置中，规程中明确把电流互感器变比检查试验列为交接时和更换绕组后的重要试验项目。

        深圳市科陆精密仪器有限公司广东省深圳市南山区 518057
        摘要：在发电厂、变电所的高低压变配电装置中，规程中明确把电流互感器变比检查试验列为交接时和更换绕组后的重要试验项目。虽然电流互感器变比的准确度应由制造部门保证，但在现场试验时也偶尔会出现错误，因此，加强现场变比试验就成为了一项重要的试验。
        关键词：电流互感器；变比检查；试验方法
        1.电流互感器变比检查
        电流互感器交接时和更换绕组后的现场变比检查试验都是电流互感器应用过程中的重要试验项目。虽然电流互感器变比的准确度应由制造部门保证，但由于种种原因，现场试验时偶而也能检查出错误。因此，现场变比检查试验就具有非常重要的意义。
        从电流互感器工作原理可知：决定电流互感器变比的是一次线圈匝数与二次线圈匝数之比。而影响电流互感器变比误差的主要原因有：（1）电流的大小，比差和角差随二次电流减小而增大；（2）二次负荷的大小，比差和角差随二次负荷减小而减小；（3）二次负荷功率因数，随着二次负荷功率因数的增大，比差减小而角差增大；（4）电源频率的影响；（5）其它因素。电流互感器内部参数也可能引起变比误差，如二次线圈内阻抗、铁心截面、铁心材料、二次线圈匝数等，但这是由设计和制造决定的。
        2.电流互感器变比检查试验方法分析
        2.1电流法
        2.1.1电流法试验原理
        电流法检查电流互感器变比试验接线图（见图1）电流法检查电流互感器变比等值电路图（见图2）。当电流互感器正常运行时二次线圈处于短路状态，铁心磁密很低，即Zm很大。从等值电路图可知：当Zm很大时，I1=I2

图1
TB-调压器；JB-升流器；K-单刀开关；RD-保险；L1、L2标准电流互感器2个端子；K1、K2-被测电流互感器二次线圈2个端子；A1电流表-测量标准电流互感器电流；A2电流表-测量电流互感器电流

        图2
        I-电流源；A-电流表；I1-电流互感器的一次电流；I2-折算到一次侧的电流互感器二次电流；r1、x1-电流互感器一次线圈电阻、漏抗；r2、x2-折算到一次的电流互感器二次线圈电阻、漏抗；Zm-电流互感器激磁阻抗
        2.1.2电流法试验的特点
        电流法的优点是基本模拟电流互感器实际运行（仅是二次负荷的大小有差别），从原理上讲是一种无可挑剔的试验方法。同时，它还能保证一定的准确度，也可以说是一种容易理解的试验方法。但是，随着系统容量增加，电流互感器电流越来越大，可达数万安。现场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，降低太多则电流互感器误差骤增。
        2.2电压法
        2.2.1电压法试验原理
        电压法检查电流互感器变比试验接线图（见图3）。电压法检查电流互感器变比等值电路图（见图4）。

图3
U-电压源（1台调压器）；L1、L2-电流互感器一次线圈2个端子；K1、K2-电流互感器二次线圈2个端子；V-电压表，测量电流互感器二次电压；mV-毫伏压，测量电流互感器一次电压

        图4
        V-电压源；V-电压表；mV-毫伏表；I0-电流互感器激磁电流；U1-电流互感器一次电压；U2’-折算到一次侧的电流互感器二次电压；r1、x1-电流互感器一次线圈电阻、漏抗；r2’、x2’-折算一次侧的电流互感器二次线圈电阻、漏抗；Zm-电流互感器激磁阻抗
        当电压法测电流互感器变比时，一次线圈开路，铁心磁密很高，极易饱和。电压U2’稍高，励磁电流10增大很多。
        从等值电路图可得右式：U2’+I0（r2’+jx2’）=U1
        从式中可知引起误差的是I0×（r2’+jx2’），变比较小、额定电流5A的电流互感器二次线圈电阻和漏抗一般小于1Ω，变比较大、额定电流为1A的电流互感器二次线圈电阻和漏抗一般1～15Ω。以1台220kV、2500A／1A电流互感器现场试验数据为例：二次线圈施加电压250kV，一次线圈测得电压100mV，此时二次线圈激磁电流约2mA，二次线圈电阻和漏抗约15Ω，I0×（r2’+jx2’）=30mV。30mV与250V相比不可能引起误差。
        从上述分析可知：电压法测量电流互感器变比时只要限制激磁电流I0为mA级，即可保证一定的测量精度。
        2.2.2电压法试验的特点
        电压法的最大的优点是试验设备重量较轻，适合现场试验，只需要1个小调压器、1块电压表、1块毫伏表。仅仅是要注意限制二次线圈的励磁电流小于10mA，即可保证一定的准确度。
        3.结论
        （1）用电流法检查电流互感器变比的现场试验需要笨重的试验设备，而且达到数千安培几乎不可能。若试验电流降低太多，则电流互感器误差骤增。
        （2）用电压法检查电流互感器变比的现场试验仅需要1个调压器、1块电压表、1块毫伏表，是一种简便可靠的现场试验方法。
        参考文献：
        [1]张杰梁，林勇，赵斯衎.电能计量装置电流互感器变比不一致时的电能计算[J].中国检验检测，2018.
        [2]陈田军，俞国锋.低压电流互感器变比的合理选择[J].云南建筑，2018.