快速检定电流互感器准确度的方法

肖继松，代东生

中石化中原油建工程有限公司，河南濮阳457001

快速检定电流互感器准确度的方法

肖继松，代东生

中石化中原油建工程有限公司，河南濮阳457001

以往对电流互感器的现场检定通常采用传统的检测手段，只能简单测量出一个变比误差，难以在施工现场进行互感器磁饱和性能的检定。文章提出了选用C43型磁电系直流微安表作为测试元件进行现场测定的方法，该方法能够迅速判断出电流互感器的磁饱和性能，进而实现对电流互感器准确度的快速检定。

电流互感器；磁饱和；准确度；断路器

高压电流互感器作为重要的计量、保护元件，在电力系统中起着不可或缺的作用。电流互感器按准确度可分为计量、测量用0.5级，保护用10P级或D级等不同等级。由于制造材料和使用范围的不同，高压电流互感器在电气性能及回馈参数上均有很大不同，安装时需根据现场具体情况，正确识别电流互感器的等级及适用范围，以免造成计量失准。计量失准有可能导致保护拒动或误动，进而影响电力系统的正常运行。

1 断路器计量失准的原因分析

目前广泛应用的35 kV六氟化硫断路器，其测量回路采用0.5级电流互感器，铁芯制造材质选用微晶合金。该互感器的特点是初始磁导率高，励磁电流小，负载电流小，在负荷电流位于断路器正常计量区间时，具有符合断路器标称值的准确度等级。断路器所带的二次计量仪表，对于电流互感器性能的要求是：二次回路流过正常负荷电流时，互感器能够提供相对较高的准确度等级；而在系统发生短路、谐振时，二次回路流过的是短时间的故障电流，此时对互感器准确度等级的要求可忽略不计，但需要互感器满足限制短路电流的要求，以尽可能避免损坏二次仪表。所以，计量、测量回路在现场接线时应选用铁芯截面积小的绕组，保证系统短路时，铁芯能够迅速饱和，将故障电流限制在尽可能低的水平，此时准确度等级降低，但因时间很短，对计量影响不大。

35 kV六氟化硫断路器保护回路一般采用10P级或D级电流互感器，铁芯制造材质选用冷轧单结晶合金。该互感器的特点是流经大电流时铁芯不会进入过饱和状态，若铁芯进入过饱和状态则会使一次电流的大部分用来提供励磁电流，从而使互感器的误差增加，并导致其准确度下降。变电所二次继电保护回路对电流互感器的要求是：在流过较大的故障电流时，互感器应保证有足够的准确度等级，从而使保护回路能够准确可靠地判断事故性质，正确完成保护动作；而在正常负荷电流流过时，因继电保护回路不动作，从而对互感器准确度等级要求不高。所以，保护回路在现场接线时应选用铁芯截面积大的绕组，当流过较大的故障电流时，由于较大的铁芯截面积不容易饱和，能够保证相对很高的准确度等级，从而使继电保护回路能够准确可靠地动作。

根据以上分析可断定断路器计量失准的主要原因是由于计量、测量互感器与保护用互感器接反造成的。

2 电流互感器传统的现场检测手段

以往对电流互感器的现场检测通常采用传统检测手段，即在电流互感器安装或使用过程中，检验电流互感器的变比。虽然电流互感器变比的准确度已有制造单位保证，但由于种种原因，现场试验时常能检查出变比误差太大或错误（大多是抽头引错），影响准确计量。

2.1 电压法检查电流互感器的变比

电压法最大的优点是试验设备质量轻，只需1个小调压器、1块电压表、1块毫伏表。二次线圈的励磁电流控制在10 mA以内即可保证一定的准确度。

2.2 电流法检查电流互感器的变比

电流法原理上模拟电流互感器的实际运行（仅二次负荷的大小有差别），从理论上来讲是一种无可挑剔的测量方法，在实际工作过程中，随着系统容量的增加，电流互感器的电流越来越大，有的可达数万安。但在现场试验时，将电流加至数百安就已经很困难，加至数千安或数万安是不可能实现的。所以降低一些试验电流对减小试验容量来说意义不大，若电流降低过多，电流互感器的误差就会骤增。

因而，传统的电流互感器现场检测只能测量出一个变比误差，难以在施工现场检定互感器的饱和性能。

3 电流互感器准确度现场快速检定的方法及原理

3.1 检定方法

为便于现场快速、正确地判断互感器的种类，避免发生保护回路与计量、测量回路互感器的错接，根据不同用途、不同准确度等级的互感器的特点，可选用C43型磁电系直流微安表作为测试元件，进行现场的简易测定。

磁电系仪表由于结构上采用了永久磁铁，且工作气隙比较小，所以气隙中的磁感应强度比较高，可在很小的电流作用下产生较大的转矩；以1.5 V钾类电池作试验电源，现场可以迅速判断电流互感器准确度。试验时，电流互感器一次侧通过1.5 V直流电流相应二次侧感应出一个微安级直流电流，如果直流微安表所接电流互感器二次线圈为0.5级，直流微安表表针将迅速摆动；如果直流微安表所接电流互感器二次线圈为10P级或D级，表针摆动速度则远小于其接0.5级电流互感器时的表针摆动速度。

3.2 检定原理

目前，经性传播已成为我国艾滋病传播的主要方式，而家庭内配偶间经性传播已成为艾滋病进一步蔓延的重要因素之一，我国2011年估计的78万艾滋病患者中经异性传播占46.5%，其中约1/4为配偶间性传播［1］。因此，了解配偶间人类免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus，HIV）传播状况及其相关影响因素，采取相应措施降低配偶间HIV传播尤为重要，现将相关研究进展综述如下。

磁电系直流微安表表针由可动线圈产生的转动力矩带动，转动力矩M可由下式求得：

M=BSIW

式中B——磁感应强度；

S——线圈横截面积；

I——流经线圈的电流；

W——线圈匝数。

由上式可知，当直流微安表B、S、W为定值，流经线圈电流的改变则影响微安表转动力矩，而转动力矩的改变又直接反应在表针的摆动速度上。计量、测量回路用0.5级电流互感器由于初始磁导率高，对小电流反应灵敏；保护回路用10P级或D级电流互感器流经大电流时铁芯也不会进入过饱和状态，对小电流反应不灵敏，因此，当直流微安表所接二次线圈为10P级或D级电流互感器时，表针摆动速度远小于其接0.5级电流互感器时的表针摆动速度。

综上所述，根据直流微安表表针摆动速度不同，现场可迅速判断出电流互感器的磁饱和性能，进而可快速检定电流互感器准确度。此方法能够实现有选择性地施工接线，可有效避免错接现象的发生。

4 结束语

本文提出的现场快速检定电流互感器准确度的方法已成功应用于中原油田濮三变电所等5项工程，顺利完成了对施工现场21台电流互感器准确度的快速检定工作，取得了很好的效果；该方法操作简单，结果可靠，对于类似设备及问题的现场分析与处理有一定的参考价值。

另外，在进行电气一次设备改造时，除依据设计图纸、设备出厂试验报告外，还要根据现场实际情况，充分考虑影响电力系统安全运行的各种因素，并加以详细计算、复核及试验，确保保护动作的正确性和计量、测量的准确性，从而达到一、二次设备可靠运行的目的。

Fast Method for Calibrating AccuracyofCurrent Transformer

Xiao Jisong，DaiDongsheng
Sinopec Petroleum Engineering&Construction Zhongyuan Corporation，Puyang 457001，China

The traditionalon-site calibration method of current transformer can only obtains the error of transformation ratio and is difficult to examine the magnetic saturation property.In this paper，the on-site detection method by using C43 type magnetoelectricity current microampere meter as the detection component is put forward，which can examine the magnetic saturation property rapidly and further realize fast calibration of the accuracy of current transformer.

current transformer；magnetic saturation；accuracy；circuit breaker

10.3969/j.issn.1001-2206.2014.04.020

肖继松（1974-），男，湖北钟祥人，工程师，1998年毕业于哈尔滨理工大学精密仪器专业，现从事石油工程地面建设工作。

2013-11-06；

2014-02-07