电流互感器励磁特性试验分析计算方法

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1、第四章电流互感器励磁特性试验结果的分析判断云南电力研究院2008年10月梁仕斌Tel：6345221E_mail：lsbp_box@126.comGB1208电流互感器GB16847保护用电流互感器暂态特性技术要求DL/T866电流互感器和电压互感器选择级计算导则GB50150电气装置安装工程电气设备交接试验标准依据的主要标准基础理论——TA数学模型基础理论——TA数学模型必须理解的几个重要概念：励磁电流是电流互感器存在误差的原因；励磁电流就是误差电流；励磁阻抗Zm’虽然不是线性阻抗，但是只要其两端电压相同，通过Zm’的励磁电流Im

2、’就是相同的；通过在二次加压的方法，使得Zm’上的电压与某种运行状态的电压相同，即可模拟这种运行状态，测量此励磁电流，通过计算就能得到电流互感器在所模拟的运行状态下的复合误差。基础理论——TA数学模型举例说明：对于一台额定电流比为500A/1A的TA，通过试验后，证明TA极性、变比均正确；测得ZII＝1欧，ZF＝5欧（假设功率因素均为cosφ＝1），运行二次电流为2A，计算可到此状态下Um’＝E2＝12V；对此台TA进行励磁特性试验，当励磁电压为12V时，励磁电流为0.05A，即可计算得到上述状态下：TA一次电流为1000A，二次负载

3、5欧时，电流互感器的复合误差为100×0.05/2＝2.5％。基础理论——TA数学模型当互感器运行在铁心的线性区以内，励磁阻抗Zm’非常大，励磁电流很小，复合误差也小。若发生短路，一次电流很大，铁心饱和，Zm’大幅下降，励磁电流剧增，且二次电流产生畸变。另外，这个过程还与二次负载密切相关，在相同一次电流下，二次负载越大，越容易饱和、饱和程度越深，波形畸变越严重。一般分析时，对已定型的互感器可以认为复合误差是一次电流和二次负载的函数。通过励磁特性及相关参数，计算各种运行状态下（一次电流、二次负载的组合）的复合误差，保证复合误差满足要求，

4、最终确保继电保护正确动作，二次仪表安全运行就是TA特性试验的目的。复合误差的测量方法——验证铭牌等级先回顾一个技术术语：二次极限感应电势测量用TA：保护用TA：含义：铭牌规定的电流互感器能够适应的运行状态的极限值。此状态下二次绕组的感应电势E2的值就等于二次极限感应电势。复合误差的测量方法——验证铭牌等级举例：一台220kV独立结构的TA参数为：额定电流比500A/5A，5P10级，I2n＝5A，S2n＝50VA、cosφ＝0.8。铭牌要求TA一次通过5000A，二次带2欧阻抗时，（折算到二次的）励磁电流Im’≤5A。试验方法：（1）

5、首先测量直流电阻，（假设测得R2＝0.1欧）；（2）计算额定二次负荷与二次绕组阻抗的矢量和，经计算得2.2欧（具体计算方法参见GB50150附录E）；（3）计算二次极限感应电势，E2’＝10×5×2.2＝110V；（4）对二次绕组施加110V电压（方均根值），测量励磁电流（方均根值）Im’；或者在励磁曲线上查找相应值；（5）若Im’≤5A，TA满足等级5P10的要求；若Im’>5A，则不满足要求。复合误差的测量方法——验证铭牌等级辅助判断方式：方式1：（1）根据铭牌参数估算额定二次负荷与二次绕组阻抗的矢量和：用额定二次阻抗乘以1.2的

6、经验系数得2.4欧；（2）计算二次极限感应电势，E2’＝10×5×2.4＝120V；（3）对二次绕组施加110V电压（方均根值），测量励磁电流（方均根值）Im’；或者在励磁曲线上查找相应值；（4）若Im’≤5A，TA满足等级5P10的要求。说明：上述方法是完全满足现有标准的方法，下面介绍两种更简便的方法。复合误差的测量方法——验证铭牌等级辅助判断方式：方式2：（1）忽略二次绕组漏抗并假设二次负荷cosφ＝1，（2）计算感应电势，E2＝10×5×2.1＝105V；（3）在励磁曲线上查找拐点电势，若拐点电势大于105V，可判断TA满足要求

7、；说明：两种辅助方式计算简单，判断结果一般高于标准规定。采用这两种方式进行判断时，若测试结果明显高于（或低于）判据要求，可判断被试TA满足（或不满足）要求；若测试结果与判据要求很接近，还需要按GB50150的要求进行判断。复合误差的测量方法——验证运行要求前面说过：对已定型的电流互感器，其复合误差是一次电流和二次负荷的函数。验证运行要求需要两个参数：最大短路电流（Ipm）——经理论计算得到，有一些仿真软件可以应用实际二次阻抗（ZF）——根据现场（带电/不带电）测量得到注意：微机型继电保护装置运行时将产生1～2VA的负荷；对实际二次阻抗

8、测量时还需要考虑长期运行后二次回路腐蚀等原因，导致二次阻抗增大。验证方法：要求:K(Ipm/Ipn）×Isn×（R2＋

9、ZF

10、）