高压电流互感器新型检定方法

张浩淼

【摘 要】在电网运行中，电流互感器是重要设备之一，及时掌握其设备运行状态，对于整个电网安全运行具有重要意义，现阶段对其运行状态的检测主要有预试方式、在线监测、带电检测，这些方法，在电网设备状态检测中起着较大作用。但在工程实际中，由于在线监测、带电检测，均在设备运行状态下进行，检测设备的抗干扰能力，获取测量信号的方法，测试设备的精度，均对电流互感器的状态检测的结果影响较大，对地工频漏电流较小，导致测量误差较大，使得带电检测工作无法进行或无法得到真实测值。

【关键词】高压电流；互感器；新型鉴定；方法；分析

1导言

在电力系统中，作为重要的计量、测量、保护元件，电流互感器起着不可或缺的作用。如果高压电流互感器二次侧断线，二次侧（以下简称二次）会产生很高的感应电压，可达几千伏，而变电站二次电缆、仪表、继电器绝缘性能相对较低，这种情况下就存在人身触电、设备损坏等严重危险，严重影响电力系统的正常运行。

2电流互感器

2.1基本概念

电流互感器原理是依据电磁感应原理的。电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。它的一次绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中，因此它经常有线路的全部电流流过，二次绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的二次回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路。

2.2工作原理

在发电、变电、输电、配电和用电的线路中电流大小悬殊，从几安到几万安都有。为便于测量、保护和控制需要转换为比较统一的电流，另外线路上的电压一般都比较高如直接测量是非常危险的。电流互感器就起到电流变换和电气隔离作用。对于指针式的电流表，电流互感器的二次电流大多数是安培级的（如5A等）。对于数字化仪表，采样的信号一般为毫安级（0-5V、4-20mA等）。微型电流互感器二次电流为毫安级，主要起大互感器与采样之间的桥梁作用。微型电流互感器也有人称之为“仪用电流互感器”。（“仪用电流互感器”有一层含义是在实验室使用的多电流比精密电流互感器，一般用于扩大仪表量程。）电流互感器与变压器类似也是根据电磁感应原理工作，变压器变换的是电压而电流互感器变换的是电流罢了。电流互感器接被测电流的绕组（匝数为N1），称为一次绕组（或原边绕组、初级绕组）；接测量仪表的绕组（匝数为N2）称为二次绕组（或副边绕组、次级绕组）。电流互感器一次绕组电流I1与二次绕组I2的电流比，叫实际电流比K。电流互感器在额定电流下工作时的电流比叫电流互感器额定电流比，用Kn表示。Kn=I1n/I2n电流互感器（Current transformer简称CT）的作用是可以把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较小的二次电流，用来进行保护、测量等用途。如变比为400/5的电流互感器，可以把实际为400A的电流转变为5A的电流。

2.3按用途分类

2.3.1测量用电流互感器

在测量交变电流的大电流时，为便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流（中国规定电流互感器的二次额定为5A或1A），另外线路上的电压都比较高如直接测量是非常危险的。电流互感器就起到变流和电气隔离作用。它是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获取电气一次回路电流信息的传感器，电流互感器将高电流按比例转换成低电流，电流互感器一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表、继电保护等。正常工作时互感器二次侧处于近似短路状态，输出电压很低。在运行中如果二次绕组开路或一次绕组流过异常电流（如雷电流、谐振过电流、电容充电电流、电感启动电流等），都会在二次侧产生数千伏甚至上万伏的过电压。这不仅给二次系统绝缘造成危害，还会使互感器过激而烧损，甚至危及运行人员的生命安全。

2.3.2保护用电流互感器

保护用电流互感器分为：一是过负荷保护电流互感器，二是差动保护电流互感器，三是接地保护电流互感器（零序电流互感器）保护用电流互感器主要与继电装置配合，在线路发生短路过载等故障时，向繼电装置提供信号切断故障电路，以保护供电系统的安全。保护用电流互感器的工作条件与测量用电流互感器完全不同，保护用互感器只是在比正常电流大几倍几十倍的电流时才开始有效的工作。保护用互感器主要要求：一是绝缘可靠，二是足够大的准确限值系数，三是足够的热稳定性和动稳定性。保护用互感器在额定负荷下能够满足准确级的要求最大一次电流叫额定准确限值一次电流。准确限值系数就是额定准确限值一次电流与额定一次电流比。当一次电流足够大时铁芯就会饱和起不到反映一次电流的作用，准确限值系数就是表示这种特性。

3操作步骤

根据《电力互感器》要求，对电流互感器按照传统比较测差法，测试1%In，5%In，20%In点误差，并取得参考点误差值；采用四端电阻法，测试被检电流互感器二次绕组电阻值；测试被检电流互感器二次励磁导纳，推算100%In，120%In点误差。

3.1传统法测试

1%In，5%In，20%In点误差，T为调压器，SL为升流器，TAX为被检电流互感器，TA0为标准电流互感器，，调节调压器开始误差试验，依次记下：1%In，5%In，20%In点误差，继续升电流并尽可能升到最大，记下这一参考点误差和电流百分数，误差为εg=?g+jδg，电流百分数为Ig，降电压至零，完成传统法测试。

3.2测试二次励磁导纳

T为调压器，SL为升流器，TAX为被检电流互感器，N1为TAX一次绕组，N2为TAX二次绕组。将其一次绕组开路，工作电压施加于二次绕组上，调节调压器后产生二次励磁电流，输入校验仪的K，D端钮，校验仪在测试导纳工作模式下测得励磁电流I02与工作电压U的比值，就是被测二次励磁导纳，

4试验数据验证

我们以0.2 S级变流比300/5的10kV电流互感器为试验对象，先后用传统法和本检定法，按照《电力互感器》规定的负荷点，进行了误差试验，通过两种检定方法的测试结果对比看出，比值差（电流误差）差值最大的为0.016%，相位差最大的为1.3′，差值都很小，满足测量误差要求，说明本检定法能够准确测得被试电流互感器的误差，符合最初的理论推导分析。

5结论

计量检定规程JJG 1021—2007《电力互感器》（以下简称《电力互感器》）要求高压互感器须首次检定、后续检定和使用中检验，对高压电流互感器须检定1%In—120%In下的误差。传统检测法需要标准电流互感器、负荷箱、互感器校验仪、电压调节器以及大电流导线、二次测试线等仪器设备和材料，所需电源容量大，设备体积庞大、笨重，现场开展工作困难，经常导致一次电流升不到额定值而影响测试。基于以上原因，现场检定人员常常采用快速、简便的低校高法检定高压电流互感器误差，测试方便、接线简单。借鉴低校高法检定思路，本文现提出一种在传统检测法基础上，推算出100%In—120%In误差数据的检定方法。

参考文献：

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（作者单位：国网宁夏电力有限公司宁夏电力科学研究院）