電流互感器變比檢驗的接線方法

電流互感器是一種專門用作變換電流的特種變壓器，在正常工作條件下，其二次電流實質(zhì)上與一次電流成正比，而且在連接方向正確時，二次電流對一次電流的相位差接近于零。

電流互感器作為電力網(wǎng)">電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備，對其進(jìn)行電氣性能試驗是很重要的，對于電流互感器而言，變比試驗是絕不可少的試驗項目，電流互感器變比關(guān)系到計量的準(zhǔn)確性與保護(hù)的可靠性。電流互感器現(xiàn)場變比檢驗一般采電力網(wǎng)">用電流法，用電流法測量電流互感器變比，實際上是模擬在額定電流情況下的實際運(yùn)行條件，是一種很理想的試驗方法，測量的精度高，但隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，單臺電力網(wǎng)">發(fā)電機(jī)的容量越來越大，其出口電流已經(jīng)達(dá)到數(shù)萬安培。例如800 MW的發(fā)電機(jī)組，額定電壓為20 kV，額定電流為：800/(20×31/2) = 23.094 kA，相應(yīng)使用的電流互感器一次電流很大，若用電流法測量一次電流為幾萬安培的電流互感器變比，在現(xiàn)場很難做到：其一，額定大電流很難達(dá)到（需大容量調(diào)壓器）；其二，需要的標(biāo)準(zhǔn)電流互感器或升流器的體積大，造價高，若降低被測電流互感器一次電流進(jìn)行試驗，那么其變比誤差會很大，試驗就毫無意義。所以電流法測量電流互感器變比的方法，在施工現(xiàn)場越來越受到限制。筆者在電流法的基礎(chǔ)上介紹另一種電流互感器變比的試驗方法——電壓法。該方法適用于施工現(xiàn)場對電流互感器變比檢驗。電壓法具有適用范圍廣，使用設(shè)備少，設(shè)備簡單的優(yōu)點(diǎn)，是一種簡單方便試驗方法。

1 電壓法測量電流互感器變比的原理

電壓法測量電流互感器變比的方法適合現(xiàn)場試驗，其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備少，線路簡單，易操作。試驗接線圖如圖1所示。

電壓表V監(jiān)測被測電流互感器二次電壓，毫伏表mV監(jiān)測被測電流互感器一次側(cè)電壓，此方法類似于測量鐵芯感應(yīng)電勢的方法。其向量圖如圖2所示。

由相量圖得：漏阻抗壓降Us = I 0（R + jX）

二次外加電壓 ：U2 = -E 2 + US

感應(yīng)電勢：E 1 = 4.44fN1F m

E 2 = 4.44fN2F m

理想電流互感器的變比：K = N 2/N 1 = E 2/E 1，而實際測量變比：K實 = U2/U1 = E 2/U1，由上式可見，理想電流互感器變比與實際變比之間的誤差，近似地認(rèn)為U2 = E 2的結(jié)果。實際上，如圖2所示，由于角差很小，可以認(rèn)為U 2與線段OC在長度上是相等的。即U2 = E 2 + USsinβ ，因此U2與E 2之間有一個差值：USsinβ = I 0（R + jX）sinβ ，由于電流互感器的二次繞組的電阻和漏抗都比較小，只要控制勵磁電流I 0在一個合適的范圍（mA級），則U 2與E 2之間的差值帶來的誤差就可以忽略不計，電力網(wǎng)">用電壓法來測量電流互感器變比，就可以得到較高的精度。

2 實例及測量結(jié)果

由以上理論分析可知，為了驗證該方法的正確性與精確度，對多臺不同型號，不同變比的電流互感器做了變比試驗。下面摘錄幾組試驗結(jié)果，第一組75/5A支持式復(fù)匝電流互感器，第二組800/5穿墻式電流互感器，第三組3000/5母線式電流互感器。分三組表格記錄以上三組電流互感器的試驗結(jié)果，由表1、表2、表3可見，電力網(wǎng)">用電壓法測量電流互感器的變比是完全可行的，具有一定的精度。變比誤差是由于測量儀表讀數(shù)誤差引起的。電壓法測量電流互感器變比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

可以測量任意型號任何變比的電流互感器，適用范圍廣；

控制適當(dāng)時，誤差比較??；

所用的試驗設(shè)備少，操作簡單,更適合于施工現(xiàn)場使用；

被測電流互感器即使二次開路也不會對人和設(shè)備有危險。

綜上所述，電力網(wǎng)">用電壓法測量電流互感器變比是一種簡單、實用有效的試驗方法，很值得推廣。