电流互感器现场校验仪原理及测量方法研究

王化雷

摘 要:针对电流互感器在实际应用中所存在的电流检测存在误差的现实情况,本论文详细探讨了电流互感器现场校验仪的应用,首先简要分析了校验仪的基本结构组成和工作原理,在此基础上分析了影响电流互感器电流输出的误差影响因素,并有针对性的给出了具体的应用校验仪实现电流互感器的自校与互校的校验测试电路应用方案,对于进一步提高电流互感器校验仪的应用具有较好的借鉴意义。

关键词:电流互感器现场校验仪原理测量

中图分类号:TM45 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)07(b)-0129-01

电流互感器是电力系统中非常重要的设备之一,它连接着一次设备与二次设备,既使一次设备和二次设备隔离,同时也使一次回路的高电压、大电流转变为二次回路的标准弱电压、小电流,从而保证了整个电力系统回路的安全。而电流互感器现场校验仪就成为了电流互感器在电力系统现场检测的重要设备,对于实现电流互感器的工作和检测性能的稳定性、可靠性具有重要作用。

1电流互感器校验仪原理分析

1.1 电流互感器结构构成

要熟悉电流互感器校验仪的应用,首先必须要了解电流互感器的基本结构组成。电流互感器的基本结构较为简单,主要是由一次绕组、二次绕组、铁心、构架、机壳和接线端子等结构组成。

电流互感器的基本工作原理是与变压器相类似的,将一次绕组串联在电源线路中,将二次绕组串联在输出回路中,通过一次绕组和二次绕组的线圈匝数比,形成对一次绕组的线圈电流的放大(因为一般都是一次绕组的线圈匝数比二次绕组的线圈匝数要少);二次绕组通过电磁感应原理得到了放大之后的电流,从而输出到后向闭合回路实现电流、电压、电阻抗等电力参数的检测。实际上,由于电流互感器在实际运行中的电阻抗非常小,二次绕组的电流非常大,这就相当于二次绕组接近于短路状态,从而可以将电流互感器的二次绕组看做是一个短路运行的变压器,这样就能够比较浅显的目标电流互感器的工作原理了。

1.2 电流互感器校验仪测量原理分析

电流互感器其实质上是利用一次绕组和二次绕组的电气隔离和电磁感应的原理,利用感应生成的电流输出后向通道闭合回路,从而完成电力回路的电压、电流和电阻抗,以及导线参数等电力参数的检测,由于采用了类似于变压器的电气隔离,因此在实际操作中,即使一次绕组线圈接通很高的电压,二次绕组线圈侧的电压也不会很高,而主要是利用其感应输出的电流实现电力回路的检测。

基于这个原理,电流互感器在测量时,二次绕组线圈侧的电流都是按照额定电流比折算到一次绕组线圈侧的电流而进行相关电力参数的计算与检测的,正是采用了这样的折算,使得电流互感器的实际电流与折算电流产生了偏差,电流互感器的实际电流并不等于额定电流,而是折算过来的,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。因此,电流互感器在测量时不可避免的会产生一定的误差,这时,就必须要借用校验仪对电流互感器进行现场校验,以确保电流互感器的真实测量。

2电流互感器现场校验仪测量方法分析

2.1 电流互感器的误差影响因素分析

(1)二次绕组线圈的内阻和漏抗。二次绕组线圈的内阻和漏抗对电流互感器二次绕组线圈的输出电流有较为明显误差影响,当二次绕组线圈的内阻增大时,电流互感器输出电流的比差和角差都变大;当二次绕组线圈的漏抗增大时,电流互感器输出电流的比差增大。由此可见,应该尽量减小二次绕组线圈的内阻和漏抗,从而降低电流互感器输出电流的比差和角差,提高测量精度。(2)线圈匝数。线圈匝数的增加,可以使绕组线圈上的磁通密度减小,从而改善因电磁感应原理而生生的二次绕组线圈的输出电流的比差,但是一味增加线圈匝数,会引起铜用量的增加,从而增加线圈中的铜损,这对于绕组线圈上输出电流的比差又是不利的,因此线圈匝数不能简单的分析是增加好还是减少好,而是应该建立电流损耗模型具体分析。(3)电流频率。电流频率对于绕组线圈上的输出电流同样具有明显影响,这主要是因为电流频率发生变化,会使得绕组线圈上的铁芯损耗、铜损、磁通密度和线圈漏抗都发生变化,影响了二次绕组线圈侧的负载电抗的大小,从而引起对输出电流的误差。

2.2 校验仪测量应用分析

(1)电流互感器自校验测量应用。电流互感器校验仪在实际应用时,可以实现多种用途的测量,一般主要还是用于对二次绕组线圈电流的校正。电流互感器自校线路接线,是利用电流互感器校验仪实现的电流互感器检定线路的接线图,电流互感器校验仪是串联接在二次绕组线圈上的,通过对二次绕组线圈侧的电流、功率以及线圈匝数的计算,将得出的实际电流值进行存储,并能够现场对实际电流值进行标定,从而实现经校验后的电流互感器输出电流达到真实准确的程度。(2)电流互感器互校验测量应用。电流互感器借助于升流器也可以实现二次绕组和一次绕组的互相校验,从而提高电流互感器输出电流校验的准确度。电流互感器互校线路接线,是借助于升流器实现的电流互感器互校线路。升流器的作用是提高一次绕组线圈侧的电流,从而提高二次绕组线圈侧的感应输出电流,因为根据相关研究结果表明,一次绕组线圈的电流越大,那么二次绕组线圈侧的电流也就越大,而与真实电流的偏差也就越小,因此,升流器的应用有助于提高电流互感器互校的准确性。二次绕组线圈的电流是由一次绕组线圈电流和升流器线圈电流共同感应叠加而产生的,校验仪通过采集二次绕组线圈的电流反过来校验一次绕组线圈电流和升流器线圈电流,并进行数据分析处理,从而实现了一次绕组线圈电流和二次绕组线圈电流的相互校验,提高了电流互感器检测的准确性和可靠性。

3结语

电流互感器是实现电力系统一次设备的大电流转换为小电流的主要设备,能够对电力系统实现保护、测量等多种用途,而电流互感器的使用离不开校验仪的应用,校验仪能够使得电流互感器的二次绕组电流输出更加准确和可靠,从而提高了利用电流互感器实现电流保护和测量的可靠性。本论文对于电流互感器校验仪的结构、原理和测量方法的探讨,只是对电流互感器校验仪应用的一次粗浅探索,更多的技术应用还是依赖于广大电力工作人员的共同努力,才能够最终实现电流互感器校验仪技术的发展和应用。

参考文献

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