電流互感器的誤差

1、電流互感器的誤差在理想的電流互感器中，勵(lì)磁損耗電流為零，由于一次繞組 和二次繞組被同一交變磁通所交鏈，則在數(shù)值上一次繞組和二次 繞組的安匝數(shù)相等，并且一次電流和二次電流的相同。但是在實(shí) 際的電流互感器中，喲與有勵(lì)磁電流存在，一次繞組與二次繞組 的安匝數(shù)不相等，并且一次電流與二次電流的相位也不相同。因 此，實(shí)際的電流互感器通常有變比誤差（一下簡稱比差）和相位 角誤差（以下簡稱為角差）。角差，是指二次電流向量旋轉(zhuǎn)180以后，與一次電流向量間 的夾角。并且規(guī)定二次電流向量超前于一次電流向量，角差為 正，反之為負(fù)。的單位為分O影響電流互感器的誤差的因 素有：（1）電流互感器的角差主要由電流互感器鐵芯的

2、材料和結(jié) 構(gòu)來決定，若鐵芯損耗小，導(dǎo)磁率高，則角差的絕對值就小；采 用帶形硅鋼片卷成圓環(huán)鐵芯互感器的角差小。因此高精度的電流 互感器多采用優(yōu)質(zhì)硅鋼片卷成的圓環(huán)形鐵芯。（2）二次回路阻抗 Z （即負(fù)載）增大會使誤差增大，這是因?yàn)樵诙坞娏鞑蛔兊那闆r 下，z增大，將是感應(yīng)電勢E2增大，從而使磁通增加，鐵芯損 耗則會增加，致使誤差增大。負(fù)載功率因數(shù)的降低，則會使比差 增大角差減小。（3） 次電流的影響當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)， 一次電流急劇增加，致使電流互感器工作在磁化曲線的非線性部 分（即飽和部分），這樣比差和角差都將增加。電流互感器主要 由三部分組成：鐵心、一次線圈和二次線圈。由于鐵心磁阻的存 在，

3、電流互感器在傳變電流的過程中，必須消耗一小部分電流用 于激磁，使鐵心磁化，從而在二次線圈產(chǎn)生感應(yīng)電勢和二次電 流，電流互感器的誤差就是由于鐵心所消耗的勵(lì)磁電流引起的。由于激磁電流和鐵損的存在，電流互感器一次電流和二次電流的 差值是一個(gè)向量，誤差包括比值差和相角差。影響誤差的因素：1、電流互感器的內(nèi)部參數(shù)是影響電流互感器誤差的主要因 素。（1）二次線圈內(nèi)阻R2和漏抗X2對誤差的影響：當(dāng)R2增大時(shí) 比差和角差都增大；X2增大時(shí)比差增大，但角差減校因此要改善 誤差應(yīng)盡量減小R2和適當(dāng)?shù)腦2值。由于二次線圈內(nèi)阻R2和漏抗 X2與二次負(fù)載Rfh和Xfh比較而言值很小，所以改變R2和X2對 誤差的影響不大

4、，只有對小容量的電流互感器影響才較顯著。（2）鐵芯截面對誤差的影響：鐵芯截面增大使鐵芯的磁通密度 減少，勵(lì)磁電流減小，從而改善比差和角差。沒有補(bǔ)償?shù)碾娏骰?感器在額定條件下鐵芯的磁通密度已經(jīng)很小，所以減少磁通密度 也相對減小了導(dǎo)磁系數(shù)，使勵(lì)磁電流減小不多，而且磁通密度越 小效果越差。（3）線圈匝數(shù)對誤差的影響：增加線圈匝數(shù)就是增加安匝，增 加匝數(shù)可以使磁通密度減小，其改善誤差的效果比增加鐵芯截面 顯著得多。但是線圈匝數(shù)的增加會引起銅用量的增加，同時(shí)引起 動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)的減少和飽和倍數(shù)的增加。此外，對于單匝式的電流 互感器（如穿心型或套管型電流互感器一次線圈只允許一匝）不 能用增加匝數(shù)的辦法改善誤差

5、。（4）減少鐵芯損耗和提高導(dǎo)磁率。在鐵芯磁通密度不變的條件 下，減少鐵芯勵(lì)磁安匝和損耗安匝也將改善比差和角差，因此采 用優(yōu)質(zhì)的磁性材料和采取適宜的退火工藝都能達(dá)到提高導(dǎo)磁率和 減少損耗的目的。鐵芯磁性的優(yōu)劣還影響飽和倍數(shù)，鐵芯磁性差 時(shí)飽和倍數(shù)較校。2、運(yùn)行中的電流互感器的誤差當(dāng)電流互感器已經(jīng)定型，其內(nèi)部參數(shù)就確定了，那么它的誤 差大小將受二次電流（或一次電流）、二次負(fù)載、功率因數(shù)以及 頻率的影響。這些因素稱為外部因素，在運(yùn)行中的電流互感器的 誤差主要受這四個(gè)因素影響。（1）電流頻率的變動(dòng)對誤差的影響比較復(fù)雜，一般系統(tǒng)頻率變 化甚小，其影響可忽略不計(jì)。假使頻率變化過大，例如額定頻率 為50Hz

6、的電流互感器用于60IIz的系統(tǒng)中，就應(yīng)當(dāng)考慮頻率的影 響，因?yàn)轭l率變動(dòng)不但影響鐵芯損耗、磁通密度和線圈漏抗的大 小，也同時(shí)影響了二次側(cè)負(fù)載電抗值的大校（2）當(dāng)一次電流減小時(shí)，磁通密度按比例相應(yīng)減少，但在低磁 通密度時(shí)，勵(lì)磁安匝的減少比磁通密度減少要慢，因此比差和角 差的絕對值就相對增大。（3）電流互感器誤差具有以下特征：當(dāng)一次電流在規(guī)定的范圍 內(nèi)變化時(shí)，二次電流按比例變化，當(dāng)二次負(fù)載阻抗在規(guī)定范圍內(nèi) 變化時(shí)，不影響二次電流的大校所以當(dāng)二次負(fù)載在額定范圍內(nèi)減 少時(shí)，磁通密度也減少，由于二次電流不變，勵(lì)磁電流減小，誤 差也將減校電流互感器的出廠說明書一般會標(biāo)明額定二次負(fù)載阻 抗值，在運(yùn)行中其誤差

7、應(yīng)按給定接線方式下的最大二次負(fù)載阻抗 值來校核。（4）二次負(fù)載的功率因數(shù)增大，也就是Rfh增大，Xfh減小， 角差將增大而比差將減少。對于飽和倍數(shù)而言，互感器廠家說明 書注明的飽和倍數(shù)是指功率因數(shù)為0、8時(shí)的飽和倍數(shù)，此值相當(dāng) 于的飽和倍數(shù)的“極小值”，因此功率因數(shù)無論增大或減小，飽 和倍數(shù)都增大。減小誤差的措施：勵(lì)磁電流是造成電流互感器誤差的主要原因，因此減小勵(lì)磁 電流就可以減小誤差：（1）采用高導(dǎo)磁率的材料做鐵芯，因?yàn)殍F心磁性能不但影響比 差和角差，也影響飽和倍數(shù)。增大鐵心截面，縮短磁路長度；增加線圈匝數(shù)。增減鐵心 截面或線圈安匝會相應(yīng)增大和減小飽和倍數(shù)，在采取增加鐵心截 面或線圈安匝以改善比差和角差時(shí)，必須考慮到對飽和倍數(shù)的影 響。（3）限制二次負(fù)載的影響。在現(xiàn)場一般用增加連接導(dǎo)線的有效 截面的方法，如采用較大截面的電纜，或多芯并聯(lián)使用，以減少 二