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电流互感器变比误差测定前应先退磁-科试特

发布日期:2022-07-27 16:26:15   浏览量:16

电流互感器是一种电流变换装置,广泛应用于电能、电流、功率的测量领域。电流互感器的变比误差直接影响这些电气测量的测量精度。为保证电气测量的准确性,减小测理误差,国家制订了相应标准,规定了电流互感器的变比误差的最大限量值。所有用于计量的电流互感器变比误差不能超过此标准。基于此,误差测定工作就显得尤其重要。

一、误差产生的原理

从电流互感器工作原理可知,决定电流互感器变比的是一次线圈匝数与二次线圈匝数之比,影响电流互感器变比误差的主要原因有:

(1)电流的大小,比差和角差随二次电流减小而增大;

(2)二次负荷的大小, 比差和角差随二次负荷减小而减小;

(3)二次负荷功率因数,随着二次负荷功率因数的增大,比差减小而角差增大;

(4) 电源 频率的影响;

(5)其它因素。电流互感器内部参数也可能引起变比误差,如二次线圈阻抗、铁心截面、铁心材料、二次线圈匝数等,这是由设计和制造决定的。

二、分析励磁电流对误差的影响

选用试验仪器正确、接线正确、二次负荷满足要求,在测定的时候仍然会出现不正常现象,比如误差远远超过标准误差限量值,反复测试,结果相差非常大,最后可能又符合标准要求,这种现象在实际工作中时有发生,为什么会出现类似的测试结果呢?

分析原因:

电流互感器是按电磁感应原理工作的,其一次线圈和二次线圈被同一交变磁通所交链,其工作的等值电路如下图1所示。

其中I、U分别为一次侧电流、电压,I2U2分别为二次侧电流、电压 ,ILcULc分别为电流互感器的励磁电流、一次和二次(比差)fwc是由于励磁电流所造成的,其数学表达式为:

F1为电流互感器的一次安匝

FLC为电流互感器的励磁安匝

α为ULc与超I2的相角

γ为电流互感器铁损的损耗角

角差以I1I2之间的相角δ来表示的

由电流互感器误差的数学表达式可见:比差和角差均与电流互感器的励磁安匝有关系,励磁电流是造成误差的主要原因。

电流互感器如果在大电流下切断电源,或者在运行时二次绕组偶然发生开路,以及通过 直流电流进行试验以后互感器测试台,退出瞬时,电流互流感器中有电流通过,那么互感器中就产生剩磁,使铁心的磁导率下降,改变了铁芯的磁化曲线,使之由原来的线性变为非线性。其励磁安匝发生了很大改变,剩磁越大,磁通密度越大,铁芯越饱和,误差就越大。这种情况下所测得的变比误差可能远远大于国家规定的误差限量值。我们所进行的电流互感器误差的测定,往往都是鉴定性的,一定要保证其科学性。为避免这种情况的发生,在电流互感器误差测定之前,首先应该对电流互感器铁芯进行退磁。退磁即是消除电流互感器的内部剩磁。

常见的退磁方法有以下两种:

①开路(强磁场)退磁法。一次和二次绕组全部开路,并在一次或二次绕组中通以工频电流,由零增加到20%或50%额定电流,然后均匀且缓慢的降至零。重复这一过程2~3次,同时使 每次所通入的电流按50%、20%、10%额定电流递减。退磁完毕在切断电流之前,应将二次绕组短接。

②闭路(大负荷)退磁法。在二次绕组上接一相当于额定负荷10~20倍的电阻,一次绕组通工频电流,使电流由零增加至约120%额定电流,然后均匀且缓慢的降至零。重复这一过程 2~3次,同时使每次所接的电阻负荷按100%、50%、20%递减。如果是多级次的电流互感器,在退磁过程中,不退磁的二次绕组都应短接。供退磁用的可变电流和可变电阻,在工作范围的任何一个位置下,不得出现接触不良现象。

测量用电流互感器的准确度等级有1级至0.01级多种,其型式和结构均有不同,所 以上述两种退磁方法和所规定的退磁参数并不是对所有电流互感器都合适。一般说来,开路退磁,磁场很强,铁心饱和度高;而闭路退磁,磁场较弱,铁心饱和度相 对较低。对于精密电流互感器,采用开路退磁,铁心磁密较高,电压幅值较大,绕组开路电压很高,容易损坏绕组的绝缘和补偿元件;采用闭路退磁,磁密较低,可能达不到退磁的目的,但对互感器比较安全,所以精密电流互感器多采用闭路退磁。

结论:经过退磁处理的电流互感器,在进行误差测定的时候,还应注意的是:测定采用仪器为专用互感器校验仪;测试采用的导线为其所匹配的专用导线;二次负荷满足电流互感器额定负荷要求;按互感器校验仪说明书接线方式接线;以上均满足,检查无误后误差测试所测定的结果才是真实、有效的。

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