10%误差曲线概念及绘制方法

保护用电流互感器的误差校核及10%误差曲线绘制方法

一、进行电流互感器误差校核的目的

确定当一次电流达到最大短路电流值时，电流互感器带现有二次负荷的情况下准确度是否能够满足要求。

二、电流互感器产生误差的原因

如上图为电流互感器的等值电路图。Z1为一次侧漏抗，Z2为二次侧漏抗，Ze 为励磁阻抗，Zen为负荷阻抗。I1为经过折算后的二次侧总电流，I2为实际二次电流，Ie为励磁电流，即I1=I2+Ie。

电流互感器的比误差为e f=Ie/I1

由此可见，励磁电流Ie的存在是造成电流互感器误差的直接原因。

三、励磁电流大小的影响因素

当I1增大时，由于铁芯饱和，Ze减小，Ie增大；

当Zen增大时，由于二次负荷阻抗分流减少，Ie增大。

因此，一次电流和二次负荷阻抗是影响电流互感器误差的主要因素。

四、误差曲线

1、误差曲线的概念

误差曲线描述的是当比误差e f为一定值时，一次电流I1与额定电流I的比值和二次负荷阻抗Zen的关系。即m=f(Zen)。

2、误差曲线的绘制

以变比为300/5，准确等级为10P的电流互感器为例。

首先将将电流互感器一次侧开路，在二次侧采用电流电压法做伏安特性。如下图

1）制作电流互感器的电势E和励磁电流Ie的关系曲线E=f（Ie）

由等值电路可知，E=U-Ie（Z2）=U-Ie（R2+jX2），R2可以用电桥测得，Z2可根据经验公式求取：对于油浸式LCWD型电流互感器，Z2=1.3~1.3R2；对套管式LRD型电流互感器Z2=2R。

根据U=f(Ie)，可逐点计算，利用E=U-Ie（Z2）得出E=f(Ie)曲线。

2）计算励磁阻抗Ze

由于Ze=E/f(Ie)，可得Ze=f(Ie)曲线。

3）计算一次电流倍数m10=I1/I。

当电流的比误差为10%时，励磁电流Ie应为一次电流I1的10%，则二次电流I2为90%。

所以，m10=I1/I=10Ie/I=10Ie/5=2Ie

根据Ze=f(Ie)，可得Ze=f(m10)曲线。

4）计算允许的二次负荷阻抗Zen

由于Ze与Z2+Zen并联，故Ze/(Z2+Zen)=I2/Ie=9Ie/Ie=9

即Ze=9（Z2+Zen）。其中Z2已知，由Ze=f(m10)曲线可得m10=f(Zen)曲线，即10%误差曲线。

五、误差曲线的作用

得到10%误差曲线后，可以求出在m10最大时（最大短路电流时）允许的二次负荷阻抗，从而确定现有的二次负荷阻抗是否满足10%误差曲线的要求。六、电流互感器不满足要求时解决办法

当电流互感器不满足要求时，可以采取：

1）改用伏安特性较高的电流互感器二次绕阻，提高代负荷的能力；

2）提高电流互感器的变比，或采用额定电流小的电流互感器；以减小电流倍数m10；

3）串联备用相同级别电流互感器二次绕组，使负荷能力增大一倍；

4）增大二次电缆截面，或采用消耗功率小的继电器；以减小二次侧负荷；

5）将电流互感器的不完全星形接线方式改为完全星形接线方式；差电流接线方式改为不完全星形接线方式；

6）改变二次负荷元件的接线方式，将部分负荷移至互感器备用绕组，以减小计算负荷。