电流互感器变比检验的简便方法

电力18讯：    
山东安科电力器材有限公司  邢福全

电流互感器是一种专门用作变换电流的特种变压器，在正常工作条件下，其二次电流实质上与一次电流成正比，而且在连接方向正确时，二次电流对一次电流的相位差接近于零。

电流互感器作为电力系统中的重要设备，对其进行电气性能试验是很重要的，对于电流互感器而言，变比试验是绝不可少的试验项目，电流互感器变比关系到计量的准确性与保护的可靠性。电流互感器现场变比检验一般采用电流法，用电流法测量电流互感器变比，实际上是模拟在额定电流情况下的实际运行条件，是一种很理想的试验方法，测量的精度高，但随着电力系统的不断发展，单台发电机的容量越来越大，其出口电流已经达到数万安培。例如800 MW的发电机组，额定电压为20 kV，额定电流为：800/(20×31/2) = 23.094 kA，相应使用的电流互感器一次电流很大，若用电流法测量一次电流为几万安培的电流互感器变比，在现场很难做到：其一，额定大电流很难达到（需大容量调压器）；其二，需要的标准电流互感器或升流器的体积大，造价高，若降低被测电流互感器一次电流进行试验，那么其变比误差会很大，试验就毫无意义。所以电流法测量电流互感器变比的方法，在施工现场越来越受到限制。笔者在电流法的基础上介绍另一种电流互感器变比的试验方法――电压法。该方法适用于施工现场对电流互感器变比检验。电压法具有适用范围广，使用设备少，设备简单的优点，是一种简单方便试验方法。

1 电压法测量电流互感器变比的原理

电压法测量电流互感器变比的方法适合现场试验，其优点是设备少，线路简单，易操作。试验接线图如图1所示。


电压表V监测被测电流互感器二次电压，毫伏表mV监测被测电流互感器一次侧电压，此方法类似于测量铁芯感应电势的方法。其向量图如图2所示。


由相量图得：漏阻抗压降Us = I 0（R + jX）

二次外加电压 ：U2 = -E 2 + US

感应电势：E 1 = 4.44fN1F m

E 2 = 4.44fN2F m

理想电流互感器的变比：K = N 2/N 1 = E 2/E 1，而实际测量变比：K实 = U2/U1 = E 2/U1，由上式可见，理想电流互感器变比与实际变比之间的误差，近似地认为U2 = E 2的结果。实际上，如图2所示，由于角差很小，可以认为U 2与线段OC在长度上是相等的。即U2 = E 2 + USsinβ ，因此U2与E 2之间有一个差值：USsinβ = I 0（R + jX）sinβ ，由于电流互感器的二次绕组的电阻和漏抗都比较小，只要控制励磁电流I 0在一个合适的范围（mA级），则U 2与E 2之间的差值带来的误差就可以忽略不计，用电压法来测量电流互感器变比，就可以得到较高的精度。

2 实例及测量结果

由以上理论分析可知，为了验证该方法的正确性与精确度，对多台不同型号，不同变比的电流互感器做了变比试验。下面摘录几组试验结果，第一组75/5A支持式复匝电流互感器，第二组800/5穿墙式电流互感器，第三组3000/5母线式电流互感器。分三组表格记录以上三组电流互感器的试验结果，由表1、表2、表3可见，用电压法测量电流互感器的变比是完全可行的，具有一定的精度。变比误差是由于测量仪表读数误差引起的。电压法测量电流互感器变比具有以下优点：

可以测量任意型号任何变比的电流互感器，适用范围广；

控制适当时，误差比较小；

所用的试验设备少，操作简单,更适合于施工现场使用；

被测电流互感器即使二次开路也不会对人和设备有危险。

综上所述，用电压法测量电流互感器变比是一种简单、实用有效的试验方法，很值得推广。