电流互感器5%误差曲线测试数据的矫正

赵晓明，余志慧

（1.华北电力大学，北京102206；2.国网浙江省电力公司电力科学研究院，杭州310014；3.国网浙江省电力公司杭州供电公司，杭州310016）

电流互感器5%误差曲线测试数据的矫正

赵晓明1，2，余志慧3

（1.华北电力大学，北京102206；2.国网浙江省电力公司电力科学研究院，杭州310014；3.国网浙江省电力公司杭州供电公司，杭州310016）

在进行TA（电流互感器）5%误差曲线测试时，发现用OMICRON TA测试仪得出的数据失真。利用TA励磁曲线数据，重新对5%误差曲线进行了手工计算，得出了矫正后的数据曲线。通过对不同TA测试数据的分析和对比，指出此测试仪在5%误差曲线绘制时可能存在拟合错误。

电流互感器；5%误差曲线；励磁曲线

当电力系统发生故障时，流过电流互感器的短路电流比正常运行时的工作电流一般大几倍至几十倍，为了保证继电保护装置能够正确动作，必然要求保护用TA（电流互感器）在额定限值一次电流范围内，能准确地进行电流传变且误差不超过误差限值。GB 1208-2006《电流互感器》标准规定：在额定频率及额定负荷下，保护用TA在额定准确限值一次电流下的复合误差不允许超过10%（10%对应10P级，5P级为5%），同时DL/T 995-2006《继电保护和电网安全自动装置检验规程》规定，在TA的验收检验中，试验人员应将所测得的TA二次负载阻抗值按保护的具体工作条件和制造厂家提供的出厂资料，验算是否符合互感器10%误差的要求。

不少TA制造厂家未提供10%误差曲线出厂试验报告，这就要求10%误差曲线测试必须在现场完成。本文介绍了一起某发电厂采用OMICRON TA分析仪测试5%误差曲线实例，通过对不同TA测试数据的分析和对比，指出此测试仪在5%误差曲线绘制时可能存在拟合错误，最终通过励磁曲线手动计算，对数据进行了矫正。

1 使用分析仪测试TA 10%误差曲线

OMICRON TA分析仪可以对TA进行自动测试和校验，包括TA的负载、剩磁、线圈电阻和励磁特性测量，基于IEC 60044-1，IEC 60044-6（TPS，TPX，TPY，TPZ）和IEEE C57.13标准的TA变比、相位和极性测量、确定精度极限系数、二次时间常数等。针对中国用户，分析仪还特别增加了10%误差曲线测试功能。图1是10%误差曲线测试接线示意，在TA端子箱中打开保护TA二次端子，测试接线接在端子排的TA侧，测试通过TA分析仪一键完成。

某日，用OMICRONTA TA分析仪在某发电厂测试220 kV升压站TA的5%误差曲线时，发现1号发变组间隔TA第一绕组A相给出的5%误差曲线结果异常，测试所得曲线如图2所示。

图1 10%误差曲线测试接线

图2 A相TA 5%误差曲线

图3为B相TA 5%误差曲线。对比2条曲线可以看出，A相在最大短路电流与额定电流的比值m10为15时，允许的负载阻抗为6.4 Ω，在m10大于20时，允许的负载阻抗均为0 Ω，曲线出现了跳变和不连续，而B相在最大短路电流与额定电流的比值m10为15时，允许的负载阻抗为11.6 Ω，在m10大于15时仍为1条连续和光滑的曲线。在排除A相TA一次设备和二次试验接线问题后，初步怀疑是OMICRON TA分析仪软件有问题。

2 失真数据的分析和矫正

TA的误差曲线是指当TA的误差满足5%或10%要求时，一次电流倍数m10（一次电流与其额定电流的比值）和二次负载阻抗Zb之间的关系特性曲线。对于P类TA来说，准确等级为10P的TA误差曲线称为10%误差曲线，5P即为5%误差曲线。

图3 B相TA 5%误差曲线

由于OMICRON TA分析仪给出的误差曲线失真，需要通过传统方法绘制10%误差曲线，即通过TA的励磁曲线间接绘制出误差曲线，表1为A相TA测得的励磁曲线数据，励磁曲线有以下关系式：

表1 A相TA励磁曲线

当TA误差为5%时，

根据以上关系式，可推导出

式中：Es为励磁电压；Is为负载电流；Ie为励磁电流；Zct为等效TA绕组阻抗；Zb为二次负载阻抗；Ip为一次电流；k为TA变比；Isn为二次额定电流；Ipn为一次额定电流。

把表1励磁电压和励磁电流数据以及TA绕组阻抗1.12 Ω，二次额定电流5 A代入式（5）与（6），可以得到一组负载阻抗与电流倍数关系数据见表2。通过表2的数据，利用Matlab进行曲线拟合即可绘出TA的5%误差曲线，见图4。

3 结语

当已知电流倍数m10时，通过TA 10%误差曲线，可查出允许二次负载阻抗。如果允许二次负载阻抗大于实际负载阻抗，TA的误差满足要求，否则，应设法降低实际二次负载阻抗，直至满足要求为止。OMICRON TA分析仪可以对TA进行自动测试和校验，给出10%误差曲线，但是上述实例表明针对中国用户开发的10%误差曲线的功能很有可能在曲线拟合算法上存在缺陷，需要厂家进一步完善软件，在此之前可以通过TA的励磁曲线计算绘制10%误差曲线。

表2 A相TA负载阻抗与电流倍数关系

图4 通过励磁曲线绘制的A相TA 5%误差曲线

[1]GB 1208-2006电流互感器[S]．北京：中国标准出版社，2006．

[2]DL/T 866-2004电流互感器和电压互感器选择及计算导则[S]．北京：中国电力出版社，2004．

[3]DL/T 995-2006继电保护和电网安全自动装置检验规程[S]．北京：中国电力出版社，2006．

[4]赵满江，李仰屏．保护用电流互感器饱和特性及其误差曲线研究[J]．高压电器，2010，46（12）∶29-31．

[5]袁季修，盛和乐，吴聚业．保护用电流互感器应用指南[M]．北京：中国电力出版社，2003．

（本文编辑：杨勇）

Measurement Data Correction of 5%Error Curve of Current Transformer

ZHAO Xiaoming1,2，YU Zhihui3
（1.North China Electric Power University，Beijing 102206，China；2.State Grid Zhejiang Electric Power Research Institute，Hangzhou 310014，China；
3.State Grid Hangzhou Power Supply Company，Hangzhou 310016，China）

This paper introduces a 5%error curve test case of TA（current transformer）in a power plant and finds that there is data distortion obtained by OMICRON TA tester.By using excitation curve data of TA，5% error curve is manually recalculated and data curve after correction is then obtained.By analyzing and comparing different TA test data，the paper points out probable matching error while the tester draws 5%error curve.

current transformer；5%error curve；excitation curve

TM452

：B

：1007-1881（2014）05-0045-03

2013-11-04

赵晓明（1976-），男，河南许昌人，高级工程师，华北电力大学电气与电子工程学院在职研究生，从事电力系统继电保护研究和试验工作。