分析互感器及其誤差原因與補償方法

結(jié)構(gòu)原理

　　普通電流互感器結(jié)構(gòu)原理：電流互感器的結(jié)構(gòu)較為簡單，由相互絕緣的一次繞組、二次繞組、鐵心以及構(gòu)架、殼體、接線端子等組成。其工作原理與變壓器基本相同，一次繞組的匝數(shù)(N1)較少，直接串聯(lián)于電源線路中，一次負荷電流()通過一次繞組時，產(chǎn)生的交變磁通感應產(chǎn)生按比例減小的二次電流()；二次繞組的匝數(shù)(N2)較多，與儀表、繼電器、變送器等電流線圈的二次負荷(Z)串聯(lián)形成閉合回路，由于一次繞組與二次繞組有相等的安培匝數(shù)，I1N1=I2N2，電流互感器額定電流比電流互感器實際運行中負荷阻抗很小，二次繞組接近于短路狀態(tài)，相當于一個短路運行的變壓器。

　　穿心式電流互感器其本身結(jié)構(gòu)不設一次繞組，載流(負荷電流)導線由L1至L2穿過由硅鋼片搟卷制成的圓形(或其他形狀)鐵心起一次繞組作用。二次繞組直接均勻地纏繞在圓形鐵心上，與儀表、繼電器、變送器等電流線圈的二次負荷串聯(lián)形成閉合回路，由于穿心式電流互感器不設一次繞組，其變比根據(jù)一次繞組穿過互感器鐵心中的匝數(shù)確定，穿心匝數(shù)越多，變比越小；反之，穿心匝數(shù)越少，變比越大，額定電流比：式中I1——穿心一匝時一次額定電流；　n——穿心匝數(shù)。

　　多抽頭電流互感器。這種型號的電流互感器，一次繞組不變，在繞制二次繞組時，增加幾個抽頭，以獲得多個不同變比。它具有一個鐵心和一個匝數(shù)固定的一次繞組，其二次繞組用絕緣銅線繞在套裝于鐵心上的絕緣筒上，將不同變比的二次繞組抽頭引出，接在接線端子座上，每個抽頭設置各自的接線端子，這樣就形成了多個變比，此種電流互感器的優(yōu)點是可以根據(jù)負荷電流變比，調(diào)換二次接線端子的接線來改變變比，而不需要更換電流互感器，給使用提供了方便。

　　不同變比電流互感器。這種型號的電流互感器具有同一個鐵心和一次繞組，而二次繞組則分為兩個匝數(shù)不同、各自獨立的繞組，以滿足同一負荷電流情況下不同變比、不同準確度等級的需要，例如在同一負荷情況下，為了保證電能計量準確，要求變比較小一些(以滿足負荷電流在一次額定值的2/3左右)，準確度等級高一些(如1K1.1K2為200/5.0.2級)；而用電設備的繼電保護，考慮到故障電流的保護系數(shù)較大，則要求變比較大一些，準確度等級可以稍低一點(如2K1.2K2為300/5.1級)。

　　一次繞組可調(diào)，二次多繞組電流互感器。這種電流互感器的特點是變比量程多，而且可以變更，多見于高壓電流互感器。其一次繞組分為兩段，分別穿過互感器的鐵心，二次繞組分為兩個帶抽頭的、不同準確度等級的獨立繞組。一次繞組與裝置在互感器外側(cè)的連接片連接，通過變更連接片的位置，使一次繞組形成串聯(lián)或并聯(lián)接線，從而改變一次繞組的匝數(shù)，以獲得不同的變比。帶抽頭的二次繞組自身分為兩個不同變比和不同準確度等級的繞組，隨著一次繞組連接片位置的變更，一次繞組匝數(shù)相應改變，其變比也隨之改變，這樣就形成了多量程的變比。帶抽頭的二次獨立繞組的不同變比和不同準確度等級，可以分別應用于電能計量、指示儀表、變送器、繼電保護等，以滿足各自不同的使用要求。

　　組合式電流電壓互感器。組合式互感器由電流互感器和電壓互感器組合而成，多安裝于高壓計量箱、柜，用作計量電能或用作用電設備繼電保護裝置的電源。組合式電流電壓互感器是將兩臺或三臺電流互感器的一次、二次繞組及鐵心和電壓互感器的一、二次繞組及鐵心，固定在鋼體構(gòu)架上，浸入裝有變壓器油的箱體內(nèi)，其一、二次繞組出線均引出，接在箱體外的高、低壓瓷瓶上，形成絕緣、封閉的整體。一次側(cè)與供電線路連接，二次側(cè)與計量裝置或繼電保護裝置連接。根據(jù)不同的需要，組合式電流電壓互感器分為V/V接線和Y/Y接線兩種，以計量三相負荷平衡或不平衡時的電能。

誤差測量

直流法

　　用1.5～3V干電池將其正極接于互感器的一次線圈L1，L2接負極，互感器的二次側(cè)K1接毫安表正極，負極接K2，接好線后，將K合上毫安表指針正偏，拉開后毫安表指針負偏，說明互感器接在電池正極上的端頭與接在毫安表正端的端頭為同極性。

　　1.K1為同極性即互感器為減極性。如指針擺動與上述相反為加極性。

交流法

補償量如下：

Δf=Nx/（N2-Nx）×100%

匝數(shù)補償

　　只對比差起到補償作用，補償量與二次負荷和電流大小無關(guān)。補償匝數(shù)一般只有幾匝，匝數(shù)補償應計算電流低端二次阻抗最大時，和電流高端二次阻抗最小時誤差。對于高精度的微型電流互感器匝數(shù)補償那怕只補償1匝，就會補償過量。這時可以采用半匝或分數(shù)匝補償。但是電流互感器的匝數(shù)是以通過鐵芯窗口的封閉回路計算的，電流互感器的匝數(shù)是一匝一匝計算的，不存在半匝的情況。采用半匝或分數(shù)匝補償必須采用輔助手段如：雙繞組、雙鐵芯等。輔助鐵芯補償對比差、角差都起到補償作用，但輔助鐵芯補償?shù)姆椒ㄖ谱鞴に嚤容^復雜。電容補償，直接在二次繞組兩端并聯(lián)電容就可以。其對比差起正補償作用，補償大小與二次負荷Z=RiX中X分量成正比，與補償電容大小成正比；對角差都起到負補償，補償大小與二次負荷Z=RiX中R分量成正比，與補償電容大小成正比。電容補償是一種比較理想的補償方法。在微型精密電流互感器中，一般二次繞組直接接運放的電流/電壓變換，其二次阻抗基本為0，此時電容補償?shù)淖饔镁捅容^小。一般可以在電流/電壓變換階段增加移相電路可以解決角差問題。用戶可以根據(jù)電流互感器出廠時所帶的該互感器的檢驗報告中檢驗誤差數(shù)據(jù)進行調(diào)整計算移相電路。