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电流互感器标准装置分析 第卷第期中国测试技术?月电流互感器标准装置分析唐国民，秦富祥，刘崇高（中国测试技术研究院，四川成都）摘要电流互感器在电?系统中应用较广，仅针对应用于电能计?中的电流互感器的检定校准过程进?分析。 在明确与此相关的名词述语的基础上，分析检定电流互感器的原?方法，建立了测?电流互感器比值误差和相位误差的数学模型。 以级电流互感器作为例子，对额定电流的、下数据进?分析，得出了对应的?确定度。 关键词电流互感器；比值误差；相位误差；数学模型；测?确定度（），（，），、，；，；引言电流互感器就是一种特殊的变压器。 一般的变压器接在线?上，主要用来改变线?的电压，而电流互感器接在线?上，主要用来改变线?的交流电流。 电流互感器在发电输电等环节广泛使用，有的用于线?及设备保护监视，有的用于电能计?。 在电能计?中通常使用电流互感器将大电流按规定的电流比变成电能表需要的电流，或将高压输电线?的电流按规定的电流比变成低电压下电流。 电流互感器二次端输出的电流输入到电能表用于计?电能，因此电流互器的电流比是否准确对于电能计?具有特别重要的意义。 衡?电流互感器计?特性的主要指标是电流比的比值误差和相位误差。 本文将对测?电流比的比值误差及相位误差的?确定度进?分析。 检定电流互感器的原?与计?性能有关的几个重要概念电流互感器的变比（电流比）收到修改稿日期作者简介唐国民（一），男，副研究员，主要从事电学计?测试方面的研究工作。 电流互感器初级绕组中流过的电流称为初级电流，用，表示。 在其次级绕组中流过的电流称为次级电流，用，表示。 电流互感器的实际初级电流，与实际次级绕组电流，之比，称为电流互感器的实际变比，并且表示为，（）电流互感器的额定初级电流用，表示，额定次级电流用表示，额定初级电流与额定次级电流之比称为电流互感器的额定变比，并且表示为，（）变比误差电流互感器的额定变比与实际变比之差对于实际变比之比的百分率，称为电流互感器的变比误差，简称为比差。 可用下式表示户（）（一），）（）电流互感器的初级电流向?与逆时针旋转。 的次级电流向?之问的夹角，称为电流互感器的相角误差，简称为角差。 当旋转后的次级电流向?超前于初级电流向?时，相角误差为正，?滞后于初第卷第期唐国民等电流互感器标准装置分析级电流向?时，则相角误差为负。 电流互感器的额定容?电流互感器的额定容?，是指电流互感器在额定电流和额定负荷下运?时二次所输出的容?，容?的单位为伏安（）。 所以额定容?和额定负荷之间的关系，可以用下面公式来表示（）式中，。 额定容?；。 额定负荷；，一额定二次电流。 额定容?和额定负荷一样，都是说明电流互感器二次允许联接的各种电气仪表（包括联接导线和接触电阻）的全部阻抗。 因此额定负荷也可用额定容?的伏安数表示。 电流互感器二次的负荷大于额定负荷或小于规定的下限负荷时将影响其计?性能。 检定电流互感器的原?检定电流互感器就是对电流互感器变比的比值误差及相位误差进?测?，通常采用与被检电流互感器额定变比相同标准电流互感器作为标准，在规定的电流下测?两互感器变比的误差。 常用的级电流互感器检定线?如图。 误差测?装置（互感器校验仪）图电流互感器检定线?图由图可知标准电流互感器和被检电流互感器初级同名端相连，次级同名端也相连，升流器输出被检电流互感器额定电流的，同时流过标准和被检电流互感器的初级绕组，在它们的次级绕组上按照各自的变比感应出相应的电流。 和，当两者变比及性能完全相同时，它们感应出相应的电流相等，即，到的支?电流为零，当两者变比及性能?完全相同时，它们感应出相应的电流也?相等，即。 ，到的支?就有误差电流产生。 误差测?装置对该电流进?处?，就可以显示标准电流互感器和被检电流互感器变比的比值误差及相位误差。 被检电流互感器二次侧的负荷作为模拟负载，检定时应在规定的负荷进?。 测?确定度评定正如上面所介绍的样，确定被检电流互感器准确度等级是否满足规程要求，主要取决于被检电流互感器的比值误差和相位误差的实际值。 因此本文将分别对这两个?的?确定度进?评定。 为了具有针对性，本文以使用级作标准检级电流互感器时的比值误差?确定度进?评定。 数学模型的建立检定时采用图电流互感器检定线?。 由图可知哺（、），、厶分别表示电流误差的同相分?和正交分?。 于是被检电流互感器的比值误差示值，（）（）由（）式可知（）一被测电流互感器的比值误差；被测电流互感器的比值误差测得值；一标准电流互感器的比值误差规定值。 （）式就是被检电流互感器比直鹾的数学模型。 由（）式可得方差的传播方程如下）（）同?被检电流互感器的相位误差示值（）（）喊（）被测电流互感器的相位误差；被测电流互感器的相位误差测得值；，。 标准电流互感器的相位误差规定值。 （）式就是被检电流互感器相位误差的数学模型。 由（）式可得方差的传播方程如下（）（）（）比值误差?确定度分析与计算（）式表示被检电流互感器的比值误差的?中国测试技术?月确定度的传播方程。 其?确定度主要标准电流互感器比值误差带来的?确定度分?，及测?数据带来的?确定度分?。 标准电流互感器比值误差带来的?确定度）规程规定了级电流互感器额定电流的、下误差限值，但并未规定额定电流的下的误差限值。 根据实际测?数据，以额定电流的下误差限值的倍作为其误差限值。 可以认为该误差服从均匀分布，包含因子、，由于该估计很可靠，自由度取，于是由此带来的?确定度分?及自由度数据见表。 表标准电流互感器比值误差带来的?确定度测?数据带来的?确定度分?）该项分?主要包括以下几部分读数带来的?确定度用（）、误差测?装置（互感器校验仪）带来的?确定度（）、电流互感器负载箱及连接导线带来的?确定度分?（，）、百分表?准确带来的?确定度分?（）、按修约间隔化整带来的?确定读分?（）、电源带来的?确定度分?（詹）。 （）误差测?装置读数带来的?确定度（。 ）误差测?装置读数带来的?确定度用类评定方法进?评定，在重复条件下对同一被检电流互感器在规定额定电流百分值下的比值误差进?表比值误差示值及测?列的标准偏差表误差测?装置（互感器校验仪）误差带来的?确定度美百分值（）误差限值（）一负载箱及连接导线误差带来的?确定度分?（。 ）表中列出级电流互感器在?同电流及?同负荷下比值误差的实验数据，由此可以分析?同电流及?同负荷下对比值误差带来的影响。 表用表示时电流互感器的比值误差，表示电流互感器在时的比值误差，为了分析方?，负荷的影响按线性考虑，按规程规定负载箱的误差为，在各规定电流下的负载?准确带来的?姿?，堡磐确定度分?，服从均匀分布，取包含因子、，由兰塑为芋结果，因此?同电流下妻计（读数曼、），自由。 ）于是”。 （）误差测?装置（互感器校验仪）误差带来的，、。 ，?确时罐?一（带）糊?确定度分）一，赫曩，警差定。 电流互感器误差限值，影响，百分萎蚤，可以得出相应的?确一一?一一?一一一?分布，包含因子、，由于该估汁很可靠，自由度）（）电流互感器第卷第期唐国民等电流互感器标准装置分析认为该分?服从均匀分布，取包含因子、，由于实验数据少及样品选取有局限，估计），取自由度（）。 于是）（）、）（）、）（）（厂）（）、（）按修约间隔化整带来的?确定读分?）规程规定对级的修约间隔为，按修表标准?确定度一览表（）各规定电流点比值误差测?结果的扩展?确定度列于表中。 相位误差?确定度分析与计算（）式表示被检电流互感器的相位误差的方差传播方程。 其?确定度主要标准电流互感器相位误差带来的?确定度分?，被测电流互感器的相位误差测得值带来的?确定度分?。 标准电流互感器相位误差带来的?确定度（）规程规定了级电流互感器额定电流的、下误差限值，但并未规定额定约间隔化整带来的?确定度分?）自由度（）（）电源带来的?确定度分?（）电源的影响主要取决于电流调节细度、容?、频率及波形畸变等，电流调节细度在百分表的影响中基本包括，而其它各项的影响都较小，因此忽略该项?确定度分?。 标准?确定度一览表见表。 合成?确定度）?），）（厶）合成?确定度的值见表。 有效自由度有效自由度由下式计算）。 ）?），），）所得数据列于表。 扩展?确定度从表可知，有效自由度均大于，查分布表在置信概率为时电流的下的误差限值。 根据实际测?数据，以额定电流的下误差限值的倍作为其误差限值。 可以认为该误差服从均匀分布，包含因子，由于该估计很可靠，自由度（），于是由此带来的?确定度分?及自由度数据见表。 表扩展?确定度标准?确包含规定额定电流百分值下的标准?确定度定度分?因子）（）表标准电流互感器相位误差带来的?确定度测?数据带来的?确定度分?（）该项分?主要包括以下几部分读数带来的?确定度用（。 ）、误差测?装置（互感器校验仪）带来的?确定度（）、电流互感器负载箱及连接导线带来的?确定度分?（，）、百分表?准确带来的?确定度分?（）、按修约间隔化整带来的?确定读分?（）、电源带来的?确定度分?（）。 （）误差测?装置读数带来的?确定度（。 ）误差测?装置读数带来的?确定度用类评定方法进?评定，在重复条件下对同一被检电流互感器在规定额定电流百分值下的相位误差进?次测?，得到表所列数据其标准偏差，实际检定中国测试技术?月时取一次测?数据作为测?结果，因此?同电流下读数带来的?确定度（）表相位误差示值及测?列的标准偏差（）误差测?装置（互感器校验仪）误差带来的?确定度（）互感器校验仪为级，它对?确定度的主要贡献是读数的，按规程规定电流互感器误差限值，可以得出相应的?确定度分?，服从均匀分布，包含因子、丁，由于该估计很可靠，自由度（）。 表误差测?装置（互感器校验仪）误差带来的?确定度额定电流的百分值（）误差限值（）（）误差限值、丁（，）（）电流互感器负载箱及连接导线误差带来的?确定度分?（，）表中列出级电流互感器在?同电流及?同负荷下相位误差的实验数据，由此可以分析?同电流及?同负荷下对相位误差带来的影响。 表用表示时电流互感器的比值误表电流互感器负载箱及连接导线误差带来的?确定度差，表示电流互感器在时的比值误差，为了分析方?，负荷的影响按线性考虑，按规程规定负载箱的误差为，在各规定电流下的负载?准确带来的?确定度分?，服从均匀分布，取包含因子、，由于实验数据少及样品选取有局限，估计（，）（，），取自由度（，）。 于是（）（，），（）百分表?准确带来的?确定度分?（）为了分析方?，电流对误差的影响按线性考虑，影响?见表，百分表的误差为读数的，可以认为该分?服从均匀分布，取包含因子、，由于实验数据少及样品选取有局限，估计（）（），取自由度（）。 于是（）（）（）（），、（）（）、（）（）、（）（）、（）按修约间隔化整带来的?确定度分?（）规程规定对级的修约问隔为，按修约问隔化整带来的?确定度分?（）自由度（）。 （）电源带来的?确定度分?（）电源的影响主要取决于电流调节细度、容?、频率及波形畸变等，电流调节细度在百分表的影响中基本包括，而其它各项的影响都较小，因此本文忽略该项?确定度分?。 标准?确定度一览表见表。 合成?确定度（）（）（）（）（）（）（）（）（）合成?确定度的值见表。 有效自由度有效自由度由下式计算）（）（）（）（）（）（）（，）（）（）（）（）（）（）第卷第期唐国民等电流互感器标准装置分析所得数据列于表。 扩展?确定度从表可知，有效自由度均大于，查分布表在置信概率为时尼（）各规定电流点比值误差测?结果的扩展?确定度列于表中。 表扩展?确定度标准?确包含规定额定电流百分值下的标准?确定度定度分?因子（）（）结束语本文在对电流互感器标准装置的组成及其工作原?中进?了描述，通过实测数据分析该装置各部分对测?结果的影响，对测?结果的?确定度进?评定。 分析表明在额定电流的、下数据的测?确定度是?同的，所以我们建议在给出测?结果时应分别考虑。 参考文献【】，电流互感器国家标准】?京中国标准出版社出版，【】，测?用电流互感器检定规程】?京中国计?出版社，【】，测?确定度评定与表示】?京中国计?出版社，】刘庆余，李继纲电学计?【】?京中国计?出版社，】赵修民，电流互感器【】太原山西科学教育出版社，【】赵修民互感器校验仪【】太原山西科学技术出版社，】肖明耀误差?论与应用啤?京中国计?出版社，（上接第页）结束语井斜实时测?的成功与否直接影响整个井斜控制系统的效果乃至成败。 本文采用双轴?平衡式伺服倾角传感器通过问接测?、轴倾角计算井斜角（对应转台倾角），使对转台倾角的测?达到较高的精度。 实验显示低通滤波器对叠加在加速度计输出信号中的振动信号具有良好的滤除效果，而导向套转动引起