电流互感器伏安特性试验与误差曲线详解.pdf

电流互感器伏安特性试验与误差曲线详解 王兰芳 武汉市华英电力科技有限公司 1 概述 在电力系统中针对于保护用电流互感器最常见的试验项目是伏安特性试验，在很多地方 电力部门还要求对保护用电流互感器绘制误差曲线，并将误差曲线数据上报至相关的管理部 门。伏安特性试验对应于国家标准和 IEC 标准的准确称呼是励磁特性试验，执行励磁特性 试验的目的是获取电流互感器励磁特性曲线，并根据励磁特性曲线计算电流互感器的相关参 数以判断电流互感器是否能达到要求。 误差曲线是根据励磁特性曲线和电流互感器二次线圈电阻计算而来的曲线，误差曲线建 立了电流互感器最大允许误差和所连接二次负荷的关系，只要确保电流互感器所在系统的短 路电流和所接二次负荷落在误差曲线的允许区间内，保护用电流互感器就能正常工作，否则 电流互感器则可能发生磁饱和而失效 2 励磁特性试验 2．1 励磁曲线的定义 图 1 HYVA-405 测量的电流互感器励磁特性曲线 在不同的标准中，电流互感器励磁曲线的绘制要求也不同，在 IEC60044-1/GB1208 中 励磁曲线的 Y 轴是电流互感器二次端电压有效值，X 轴是电流互感器二次端电流有效值； 在 IEC60044-6/GB16847 电流互感器励磁特性试验的Y 轴是电流互感器二次电动势有效值， X 轴是电流互感器的二次电流的峰值；在 IEEE C57.13 中电流互感器励磁特性试验的Y 轴是 电流互感器二次电动势有效值，X 轴是电流互感器二次电流有效值取对数后的值。因此针对 不同标准的电流互感器，其励磁特性曲线的绘制方法也不同，由于我国的标准遵从与 IEC 体系，因此针对我国的保护用电流互感器励磁特性曲线主要有 IEC60044-1/GB1208 和 IEC60044-6.GB16847 两种。 在完成励磁特性曲线后通常要计算励磁特性曲线的拐点电压，拐点电压反映的是电流互 感器进入磁饱和区域的阈值，拐点电压以后电流互感器进入深度磁饱和状态，如果电流互感 器运行时其二次端电压达到或超过拐点电压，则互感器进入磁饱和状态而失效。 2．2 励磁特性试验流程 在执行电流互感器的励磁特性试验时，将电流互感器一次侧保持开路，电流互感器的二 次回路继电器和仪表等都必须从电流互感器的二次端子脱开，将仪器的电压输出连接至要执 行励磁特性试验的绕组，仪器输出电压从 0 开始上升，直至检测到互感器试验绕组上流过的 电流超过设定的试验电流，则停止升压并将电压从最高处往下降，等电压下降到0V 时，仪 器断开试验回路，在升压过程中仪器按照一定的步长记录电压和电流数据，如果被检测的电 流互感器是按照 GB1208/IEC60044-1 设计的，则可以直接将记录的电流作为 X 轴，记录的 电压作为Y 轴绘制励磁特性曲线。在完成励磁特性曲线的绘制之后，按照电压上升 10%。， 电流上升超过50%的定义寻找曲线的拐点电压。 2．3 励磁特性试验的常见问题 在执行励磁特性试验时，通常存在一些问题和认识误区，常见的问题表现如下： 1）不同仪器所获得的励磁特性试验拐点差别很大 国家标准上励磁特性曲线的拐点电压定义是电压上升 10%，电流上升超过 50%的那个 点，这个定义比较模糊，因为不同的仪器在测量励磁曲线时调压分辨率是不一样的，例如对 于同样 1 个拐点是 300V 的电流互感器，有些仪器测量分辨率可能是 30V 一个点，有些可能 是 1V 一个点，这样对于 30V 一个取样点的仪器，可能计算的拐点就是 270V ，而对于分辨 率是 1V 的则可能是 299V ，因此要想准确的获取电流互感器励磁曲线的拐点，其励磁曲线 的分辨率非常重要，越是分辨率高的励磁曲线，其拐点电压越准确。通常传统的工频伏安特 性测试仪获取的励磁曲线仅 30 点左右，而变频法的如 HYVA-405 励磁曲线电压分辨率可达 0.1V, 一般的励磁特性试验获取的励磁曲线数据点高达 300 个以上 2 ）做励磁特性试验要达到4 倍磁饱和 在我们国家有些地区要求对电流互感器进行励磁特性试验时要做到二次额定电流的 4 倍，例如对于二次额定电流是 5A