湖畔大学第一届学员:一次侧大电流的电流互感器变比测试方法改进

0 引言
随着一次侧电流的越来越大，基于“电流法”的电流互感器变比测试方法已越来越不适应，下面笔者结合单位实践，探讨了基于“电压法”的一次侧大电流的电流互感器变比测试，供大家分享。
1 问题：“电流法”在测试一次侧大电流的电流互感器变比时暴露的缺陷
“电流法”的优点是基本模拟电流互感器实际运行(仅是二次负荷的大小有差别)，从原理上讲是一种无可挑剔的试验方法，同时能保证一定的准确度，也可以说是一种容易理解的试验方法，但是随着系统容量增加，电流互感器一次电流的增大，而现场加电流至数百安培就已有困难，则数千安培或数万安培几乎不可能，而降低一些试验电流对减小试验容量没有多大意义，降低太多则电流互感器误差骤增。
图1 “电流法”电流互感器变比试验接线图
2 解决：“电压法”在测试一次侧大电流的电流互感器变比时的优点
使用“电压法”测量电流互感器变比，试验接线图如图2所示。
图2 “电压法”电流互感器变比试验接线图
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，“电压法”检查电流互感器变比等值电路如图3所示。
图3 “电压法”的等值电路
U—电压源;V—电压表;mV—毫伏表;
I0—电流互感器激磁电流;U1—电流互感器一次电压;
U2′—折算到一次侧的电流互感器二次电压;
r1、x1—电流互感器一次线圈电阻、漏抗;
r2′、x2′—折算到一次侧的电流互感器二次线圈电阻、漏抗;
Zm—电流互感器激磁阻抗;
当“电压法”测电流互感器变比时，一次线圈开路，铁心磁密很高，极易饱和。电压U2′稍高，励磁电流I0增大很多。
从等值电路图可得下式：
U2′+I0×(r2′+jx2′)=U1
 
从式中可知引起误差的是I0×(r2′+jx2′)，变比较小、额定电流5A的电流互感器二次线圈电阻和漏抗一般小于1Ω，变比较大、额定电流为1A的电流互感器二次线圈电阻和漏抗一般1Ω～15Ω。
 
从上述分析可知：“电压法”测量电流互感器变比时只要限制激磁电流I0为mA级，即可保证一定的测量精度。
 
该试验方法的特点是试验设备重量较轻，适合现场试验，只需要1个电压源、1块电压表、1块毫伏表。仅仅是要注意限制二次线圈的励磁电流控制在mA级，即可保证一定的准确度。同时也有一定的缺陷，电压源所使用的调压器重量大，易受现场条件影响，若现场全部停电则调压器无电源可取。
“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。
3 效果检查
 
2009年5月26日，笔者对LQG-0.5型互感器(75A/5A)、LQG-0.5型互感器(600A/5A)、JLS-10 型组合互感器(30A/5A)进行了现场测试，测试结果分别见表1、表2及表3。
表1 LQG-0.5 型互感器(75A/5A)测试结果
 
二次侧施加电压（V）
一次侧测量电压（V）
励磁
电流（A）
计算
变比
实际
变比
变比
误差
测试时间
（分钟）
6.150
0.413
0.120
14.891
15
-0.7%
8
7.170
0.481
0.158
14.906
15
-0.6%
11
7.850
0.527
0.252
14.896
15
-0.7%
12
8.680
0.583
0.321
14.889
15
-0.7%
9
9.180
0.617
0.377
14.878
15
-0.8%
10
9.500
0.634
0.411
14.984
15
-0.1%
10
表2 LQG-0.5 型互感器(600A/5A)测试结果
 
二次侧施加电压（V）
一次侧测量电压（V）
励磁
电流（A）
计算
变比
实际
变比
变比
误差
测试时间
（分钟）
6.130
0.050
0.135
122.600
120
2.2%
8
7.211
0.059
0.158
122.215
120
1.8%
12
8.040
0.066
0.204
121.818
120
1.5%
11
8.882
0.073
0.259
121.673
120
1.3%
10
9.570
0.079
0.307
121.139
120
0.9%
9
10.180
0.084
0.360
121.190
120
0.9%
10
表3 JLS-10 型组合互感器(30A/5A)测试结果
次侧施加电压（V）
一次侧测量电压（V）
励磁
电流（A）
计算
变比
实际
变比
变比
误差
测试时间
（分钟）
7.700
1.289
0.020
5.974
6
-0.4%
9
8.590
1.438
0.022
5.974
6
-0.4%
10
10.100
1.690
0.025
5.976
6
-0.4%
12
11.060
1.852
0.028
5.972
6
-0.5%
9
11.890
1.989
0.031
5.978
6
-0.4%
10
从表1、2、3可知，改用“电压法”测试测试一次侧大电流的电流互感器变比时精度高且易操作，减少了检查人员互感器变比现场测试的时间，从而减少了停电时间，并保证了互感器投运时变比的准确无误及广大客户计量的公正，为客户提供了公平、公正的电能，提升了企业的社会形象。