关于电流互感器10%误差曲线计算的几个问题

韩乃强 安玉军

【摘要】本文简述了电流互感器误差的产生原因，简单分析了影响电流互感器误差的因素及减小误差的措施，介绍了10%误差曲线的计算方法。

【关键词】电流互感器 误差 10%误差计算 措施

中图分类号：TM452文献标识码： A 文章编号：

前言：

随着电网的不断发展，系统的短路容量不断增大。对继电保护用电流互感器的要求越来越严格。电流互感器的误差问题越来越明显地暴露出来。如果电流互感器不满足10%误差要求就会给继电保护带来巨大的影响，给电网的安全稳定运行带来一系列的安全隐患。

电流互感器的工作原理

电流互感器的作用：

将一次回路的大电流变为二次回路的标准值。（5A、1A）

测量设备的绝缘较易实现，连接方便。

二次回路不受一次回路的限制，因此接线灵活。

二次设备和工作人员与高电压部分隔离，保证了设备与人员的安全。

CT的等值电路及向量：

其中：Z1=R1+jX1

Z２＇=R2＇+jX2＇

电流互感器产生误差的原因

由图2求得励磁电流Im为：

Im= I1[（Z2＇+Zf＇）/（Z２＇+Zf＇+Zm）]（1）

通过式（1）可以看出，减小负荷阻抗Zf＇、增大励磁阻抗Zm、限制一次电流I1均可减小CT的角误差、变比误差。

CT本身因素造成的误差

励磁电流Im 的存在造成了变比误差的存在；

由于励磁电流除在铁芯中产生磁通Φ外，还包括有涡流损耗、磁滞损耗，因此也造成了I1与I2之间的角差。

CT外部因素造成的误差

一次电流I1增大造成铁芯饱和励磁电流增大；

二次负载Zf＇过大；

电流互感器的饱和特性

由于电流互感器铁心具有逐渐饱和的特性，在短路电流下，电流互感器的铁心趋于饱和，造成励磁电流急剧上升，励磁电流在一次电流中所占的比例大为增加，使比差逐渐移向负值增大。当电流增大至使比差恰好等于-10%时，这一电流与额定电流的比（I1/I1e）称为电流互感器的饱和倍数。

电流互感器10 %误差曲线计算步骤

现场数据的测试和应注意的问题：

电流互感器VA曲线测试

测试CT-VA曲线时首先应将电压输出调整在0位，调整试验时应缓慢升高电压，不得来回调节，防止由于铁芯磁滞现象造成的测试误差，如果需要重新测试时。应将电压调回零位，再重新缓慢生压测试，不允许在某个范围内来回试验。按图4接线进行CT-VA曲线测试测试。当励磁电压较高时应尽量做到曲线接近饱和点。

电流互感器二次直阻测试：

测试时应在CT本体二次端子上测试，应注意测量定值使用的变比绕组且三相直阻不平衡度小于10%。

二次负担测试

试验接线参照图4只是将电压表接在被试品端。在二次负担测试时分别测试1倍二次额定电流和2倍二次额定电流时的数据（注意区别二次额定电流为5A还是1A）。防止额定电流为1A时通入电流过大时间过长烧毁保护装置。通电时应在电流互感器二次端子侧加电压。

电流互感器变比测试

测试CT变比时注意二次不要开路并在应用变比点通电。

计算步骤:

（1）Em=U-I0Z2 （励磁电压）

其中：Z2=3R2（贯穿式）

Z2=R2（110～220kV-CT）

（2）励磁阻抗：=Zm

（3）M10===2I0（计算倍数）

当I2=5A时M10=2I0

当I2=1A时M10=10I0

（4）短路电流倍数=

K—— 考虑非周期分量影响后的可靠系数，当采用速饱和变流器时K=1.3，不带速饱和变流器时K=2。

（5）计算负担

E=I（Zf+Z2）

I0Zm=I（Zf+Z2）→I0Zm=I0Zf+I.Z2 Zf= - Z2

当最大误差为10%时，即Zjf= - Z2= - Z2

（6） 实测负担的计算

ZA=（ZAB +ZCA―ZBC）∕2

ZB=（ZAB+ZBC―ZCA）∕2

ZC=（ZBC+ZCA–ZAB）∕2

完全星形接线：ZS=ZA（ZB•ZC）

不完全星形接线： ZS=ZA（ZB•ZC）

角星接线： ZS=3 ZA

（7） 最大短路电流选取问题

最大短路电流一般取穿越性故障时的三相短路最大短路电流。对于一些负荷站，计算变压器差动保护负担时短路电流可采用下面计算方法：

系统电抗按Xxt=0考虑

XT*=（）2

=Ij×

Sj 、Uj Ij—— 基准容量、电压、电流

（8）应注意的问题：

对于变压器采用电磁式差动保护应将差动继电器差动线圈短接

ZS

当误差不满足时，应采取以下措施：

增大二次电缆截面以减小负载阻抗。在现场一般用增加连接导线的有效截面的方法，如更换较大截面的电缆，或多芯并联使用，以减少二次负载的阻抗值。

采用两组CT串联使用提高励磁电压，以提高电流互感器带负载能力。

更换VA曲线高的CT。

提高CT变比。

结束语：

我们保护试验人员应当重视电流互感器误差问题，而且要及时认真研究、分析并解决问题，这一点非常重要。随着系统短路容量的不断提高我们要高度重视它，就能防止因电流互感器饱和而发生的保护拒动和误动问题。把问题解决在萌芽状态。总之我们的最终目的就是为了提高继电保护的可靠性，为电力系统供电的安全运行保驾护航。

参考资料：《电力系统继电保护实用技术问答》（第二版）国家电力调度通信中心