关于电流互感器误差常见问题的思考

【摘 要】分析导致电磁式电流互感器误差的各种因素，提出提高互感器测量准确性和保护可靠性的方法。

【关键词】电流互感器；数字仪表；虚拟仪器；误差

在电力系统各级电网中，电流互感器被广泛应用于电能计量、电流测量及继电保护等场合。电流互感器的测量精度不仅会影响电能计量和电流测量的准确性，还会影响继电保护装置的性能。因此，如何降低电流互感器的误差从而提高其测量精度，受到了电力工作者的广泛关注。

1.电流互感器的工作原理

电流互感器是电能计量设备中的重要组成部分，当电流互感器达到饱和后或者有剩余磁力的情况下，可以促使电能计量设备的电流发生波形变化，从而达到准确计量的效果。但是为了提高电能计量设备的精准度，降低电流互感器误差对电能计量影响，首先要对电流互感系统的工作原理进行科学的分析。电流互感器主要结构以及工作原理与普通的变压器极为相近，主要由两个相互绝缘并且绕在闭合的实心铁上的绕组构成。一般称之为一次绕组和二次绕组。绕组的连接方式以及在电能计量设备的内部结构可以发现，电流互感器的一次绕组和待测电流呈串联关系，而二次绕组和电能表的电流线圈呈串连关系，由于电能表的电流线圈的R值近乎为零，所以二次绕组可以视为二次短路的变压器。

2.影响误差的因素

2.1电流互感器的内部参数

（2）铁芯截面对误差的影响：铁芯截面增大使铁芯的磁通密度减少，励磁电流减小，从而改善比差和角差。没有补偿的电流互感器在额定条件下铁芯的磁通密度已经很小，所以减少磁通密度也相对减小了导磁系数，使励磁电流减小不多，而且磁通密度越小效果越差。

（3）线圈匝数对误差的影响：增加线圈匝数就是增加安匝，增加匝数可以使磁通密度减小，其改善误差的效果比增加铁芯截面显著得多。但是线圈匝数的增加会引起铜用量的增加，同时引起动稳定倍数的减少和饱和倍数的增加。此外，对于单匝式的电流互感器（如穿心型或套管型电流互感器一次线圈只允许一匝）不能用增加匝数的办法改善误差。

（4）减少铁芯损耗和提高导磁率。在铁芯磁通密度不变的条件下，减少铁芯励磁安匝和损耗安匝也将改善比差和角差，因此采用优质的磁性材料和采取适宜的退火工艺都能达到提高导磁率和减少损耗的目的。铁芯磁性的优劣还影响饱和倍数，铁芯磁性差时饱和倍数较校。

2.2运行中的电流互感器的误差

当电流互感器已经定型，其内部参数就确定了，那么它的误差大小将受二次电流（或一次电流）、二次负载、功率因数以及频率的影响。这些因素称为外部因素，在运行中的电流互感器的误差主要受这四个因素影响。

（1）电流频率的变动对误差的影响比较复杂，一般系统频率变化甚小，其影响可忽略不计。假使频率变化过大，例如额定频率为50Hz的电流互感器用于60Hz的系统中，就应当考虑频率的影响，因为频率变动不但影响铁芯损耗、磁通密度和线圈漏抗的大小，也同时影响了二次侧负载电抗值的大小。

（2）当一次电流减小时，磁通密度按比例相应减少，但在低磁通密度时，励磁安匝的减少比磁通密度减少要慢，因此比差和角差的绝对值就相对增大。

（3）电流互感器误差具有以下特征：当一次电流在规定的范围内变化时，二次电流按比例变化，当二次负载阻抗在规定范围内变化时，不影响二次电流的大校所以当二次负载在额定范围内减少时，磁通密度也减少，由于二次电流不变，励磁电流减小，误差也将减校电流互感器的出厂说明书一般会标明额定二次负载阻抗值，在运行中其误差应按给定接线方式下的最大二次负载阻抗值来校核。

3.电流互感器误差处理方法研究

4.结束语

借助于数字仪表或虚拟仪器的强大数据处理功能，完全能够使用软件方法实现电流互感器误差的数字补偿。一方面，数字补偿法可以补偿电流互感器的测量误差，这相当于提高了电流互感器的准确度等级。另一方面，在测量精度一定的情况下，采用数字补偿法可在很大程度上降低对电流互感器准确度等级的要求。此外，电流互感器误差的数字补偿可以综合考虑采样通道的误差补偿，从而提高电流的测量精度。 [科]

【参考文献】

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