电流互感器励磁特性试验分析计算方法

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5欧时，电流互感器的复合误差为100×0.05/2＝2.5％。

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， 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

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。

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）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GB 50150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。

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。

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。

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；

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GB 50150的要求进行判断。

Ø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。ØØ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。

Ø验证方法：

要求:K(Ipm/Ipn）×Isn×（R2＋|ZF|）