电流互感器10%误差

1、电力系统微机保护电力系统微机保护测试技术测试技术 电流互感器10误差校验电流互感器的误差及负载电流互感器的误差及负载 误差包括变比误差及相角误差。继电保护要求综合误差不超过10%，即励磁电流不超过一次电流的10，相角误差不超过7 产生测量误差的原因一是电流互感器本身造成的，二是运行和使用条件造成的 CT的二次负载阻抗大小对CT准确度有很大影响。原是CT二次负载阻抗增加的越多，超出所容许的二次负载阻抗时，励磁电流的数值就会大大增加，使铁芯进入饱和状态，在这种情况下，一次电流很大一部分将用来提供励磁电流，从而使互感器的误差大为增加。电流互感器电流互感器10误差校验误差校验 对于保护用电流互感器，必

2、须按实际的二次负载大小及系统可能出现的最大短路电流进行10误差校核。电流互感器10误差是继电保护装置的电流互感器的最大允许误差，也是各类保护装置整定计算依据。 所以10误差测试及计算非常重要，特别是对母差保护、变压器及发电机保护，由于这类保护的定值较灵敏，它们的整定依据之一就是躲过各侧电流互感器按10误差计算出来的最大综合误差。 电流互感器等值电路电流互感器等值电路 电流互感器电流互感器10%10%误差的物理含义：误差的物理含义： 流到电流互感器二次侧电流与一次侧的电流不成比例，二次侧电流只有一侧电流的90（标幺值），另外10（标幺值）流到了励磁回路。电流互感器电流互感器10误差校验误差校验I

3、IIIII 即：即： 当出现10%误差时，我们可以根据上述等效电路列出如下一个电压方程：0.10.9 ()IIIIfhIZIZZ9()IIfhZZZ 推导可得：推导可得： 可以看出，10%误差与励磁阻抗、二次漏抗和所带负载阻抗。与求负载阻抗需事先测出励磁阻抗、二次漏抗9fhIIZZZ电流互感器电流互感器10误差校验误差校验 如果能测量或计算出励磁阻抗和二次漏抗，则容许的负载阻抗就可以得到。 这两个参数我们可以通过试验得到。试验可分三步进行。 第一步：二次漏抗测量 由于现场测试电流互感器漏抗比较困难，一般可按经验公式计算，ZII=（13）R2，R2二次绕组内阻，可用万用表直接测量得到。 第二步：

4、励磁阻抗测量 作电流互感器伏安特性曲线 方法：互感器一次侧开路，在二次侧加电压，开始加压时互感器端口电压线性增加，电流（励磁电流）很小，当电压加到互感器接近饱和时，互感器端口电压变化较缓慢，电流增加特快，其典型曲线如图所示。电流互感器电流互感器10误差校验误差校验ZZZE1L2L1K2K0I0IgU 右上图伏安特性曲线可以看出该互感器拐点电右上图伏安特性曲线可以看出该互感器拐点电压压UgUg等于等于1500V1500V左右左右。1546.21512.21281.8119211861115722.9101.9521.1127.916.0512.0111.809.9165.5841.3091546

5、.21512.21281.8119211861115722.9101.9521.1127.916.0512.0111.809.9165.5841.309电流互感器电流互感器10误差校验误差校验 这两个参数都有了以后，将 代入 整理后锝：09fhIIEZZI0EZI 已知励磁绕组电势后，即可以用下式计算出励磁绕组励磁阻抗。0gEUI Z电流互感器电流互感器10误差校验误差校验 利用上述关系式即可以画出10%误差曲线，如下例 图。但可以看出这里与短路电流倍数并没有关系。 计算励磁绕组电势9()IIfhZZZZ 现在我们再回过头来看等效电路，根据等效电路，可以看出，在二次侧与绕组电势有如下关系：0.

6、9fhIINNEZZIII电流互感器电流互感器10误差校验误差校验0.9 ()fhIIIEZZ I是等效到二次测得一次测电流,（m），因此可得：0.9fhIINEZZmINImI 由上是可以看出，上述公式中和ZII已经得到，进而就可以得到10误差曲线。 方法是给定一个负载阻抗计算一个允许短路电流倍数，也可给定一个短路电流倍数计算一个，允许负载阻抗。电流互感器电流互感器10误差校验误差校验( )LNImI10m10fhZ( )f mZfhZfh0.9fhIINEZZmI 如上例中作出的伏安特性曲线拐点电压为15V，励磁电流为127.9mA，假定实测电流互感器二次直流电阻为欧姆，取二次漏抗为两倍直

7、阻为16欧姆，二次额定电流为1A，则计算允许负载电阻和短路倍数为：015120.128*161510.0gEVUI Z1510160.90.9fhIINNEZZmmII 可计算：当m等于时，319.6fhZ 可计算：当m等于10时，151.8fhZ 可计算：当m等于20时，67.9fhZ39.9fhZ 可计算：当m等于30时，可以看出，这个互感器几乎不会饱和，三十倍短路电流倍数仍能允许39.9欧的负载。电流互感器电流互感器10误差校验误差校验根据现场实际接线情况选择负载最大的支路测量，负载阻抗包括从电流互感器出来的所有回路，一般可在电流互感器端子箱进行，如图所示，用试验仪在AN间通入交流电流I

8、，测量两端电压U，电压处以电流即可得伏在测量阻抗。 测量的负载阻抗比允许阻抗小则合格。电流互感器电流互感器10误差校验误差校验UZI第三步：测量回路实际负载第三步：测量回路实际负载一次电流1200A二次电流5A二次漏抗0.76欧0.5124568102802902983003063083103112792892962973023043043040.9fhIINEZZmI实例：一台实例：一台220kV220kV电流互感器测得伏安特性及参数如下电流互感器测得伏安特性及参数如下计算最大短路电流为18kA，测得二次负载为1.96欧。试判断该互感器是否满足10%误差要求？电流互感器电流互感器10误差校验

9、误差校验m124810121620Zfh61.2431.3515.687.495.954.873.462.62 由最大短路电流为18kA得m=15,查上述曲线Zfh为3.9欧姆，实测二次负载为1.96欧小于3.9欧姆，满足10误差要求。电流互感器电流互感器10误差校验误差校验()LNImIZfh10fhZ2.623.464.875.957.4915.6831.3561.24Zfh201612108421m2.623.464.875.957.4915.6831.3561.24Zfh201612108421m 判断电流互感器在所接的负载情况下是否满足误差要求，除上述方法外，还可采用一种简单使用的方

10、法判断这就是拐点电压法。 保护用电流互感器得允许误差一般用PM表示，如5P10。 式中的是准确等级，M是保证准确度的允许最大短路电流倍数。 其含义是在10倍互感器额定电流短路时，其误差满足5的要求。方法二拐点法 电流互感器的标称准确限值电流倍数M的概念是： 当电流互感器二次回路所带的负载为额定阻抗Z，且一次电流达到额定电流的标称准确极限值倍数时，电力互感器的铁心处于饱和边缘。 此时的二次回路极限电势E0等于回路的极限压降U0，即：022()mNfhEKIZZmK2NIfhZ2Z允许误差使得电流倍数电流互感器二次额定电流A；电流互感器二次负载阻抗 ；电流互感器二次漏抗方法二拐点法22()gmNf

11、hUKIZZ由于我们在作电流互感器的伏安特性曲线时不太可能做到电流太大，一般做到几百毫安到几安就可以看到拐点了，在电流较小时得到的拐点电压可以直接取代励磁绕组的电势。因此，上式可以改写为：从上式可以看出，电流互感器二次额定电流已知如果仍然用前述的方法估算互感器的二次漏抗，通过做伏安特性得到拐点电压后上式只剩下两个参数未知，即：允许负载阻抗是短路电流倍数的函数。 22()gmNfhUKIZZ方法二拐点法我们仍以上述实例为例一次电流1200A二次电流5A二次漏抗0.76欧0.512456810280290298300306308310311拐点电压Ug约280V，二次漏抗为0.76欧姆，实测负载阻

12、抗为1.96欧姆。计算故障电流容许倍数：28020.65(1.960.76)mK 当最大短路电流为18kA，Km等于15，小于20.6，误差满足要求。方法二拐点法 拐点电压检查10误差步骤： 1）估算互感器二次漏抗， Z2=（13）R2； 2）做电流互感器伏安特性曲线，求取拐点电压； 3）实测二次回路实际负载阻抗； 4）利用上式计算最大允许短路电流倍数； 5）计算最大短路电流，并与最大允许短路电流倍数 比较，得出结论。方法二拐点法误差不满足要求时的技术措施 5 5）将同互感器相同变比的两个二次绕组串联使）将同互感器相同变比的两个二次绕组串联使用，增高拐点电压，提高容许短路电流倍数。用，增高拐点电压，提高容许短路电流倍数。 1)1)选择大容量的互感器；选择大