电流互感器自动化检定系统检定方法探讨

电流互感器自动化检定系统检定方法探讨

胡强 ,张序庆

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摘要：电流互感器的原理是依据电磁感应转换电流，由闭合的铁芯和绕组组成，主要功能是把测量回路里的大电流转换为小电流，保护测量装置。工业的发展更好地推动了装置的优化，互感器现场检定装置的优化不断精进，本文主要对电流互感器自动化检定系统检定方法进行探讨。

关键词：电流互感器；自动化；检定系统

引言

随着科学技术水平的快速提升，传统电磁式互感器由于存在绝缘性不足、铁磁谐振等问题而很难满足现代电力系统的发展需要，这也促进了电子式电流互感器的发展。相对于电磁式互感器，电子式电流互感器的绝缘结构更加简单，没有铁磁谐振等方面的问题，可以实现更高精度、动态的测量。但是由于电子式电流互感器采用了更多的光学器件，因此在实际应用时一定要充分考量外部因素对电子式电流互感器测量精度的影响。

1电流互感器的特点

互感器是一种电力变换设备，根据其结构特点可以分为正立式和倒立式等，电力系统中应用最普遍的是电流互感器。电流互感器在应用过程中，它的二次回路一直是闭合的状态，同时测量仪器与保护回路的串联线圈阻抗相对较小，基本上全程都处于短路的工作状态。电流互感器的作用是来转换比较大的电流，保证其满足用户的使用需求，提高设备和人员的安全性。为了保证设备运行的稳定性，技术人员要定期对电流互感器进行检测，更好地掌握其工作状态，一旦发现其存在任何问题，要立即进行检修或更换。由此可以看出，电流互感器在电力系统中的作用还是非常大的，它能够将一次回路中的大电流变成二次回路中的小电流，使测量仪表与保护装置的尺寸更小，价位也更加合理，在屏柜内安装时也更加便利。不仅如此，电流互感器还能起到隔离高压电路的作用，电流互感器在进行一次测量和二次测量的时候，没有电的关系，它们之间只存在磁联系。电流互感器能够将二次设备和高压的部分隔离开来，而且二次测量都是接地状态，提高了设备和工作人员的安全。

2电流互感器自动化检定系统检定方法

2.1异频测量法对干扰信号的抑制

在电流互感器检测中应用异频测量法，最主要的目的就是抑制干扰信号。在传统的电力系统中，高速采样系统在电力设备中的应用还不是非常全面，因此，往往会使用带通滤波器来抑制干扰信号。如果滤波器的质量不能满足干扰抑制需求，那么信号就会出现不稳定的情况，此时测量设备的抑制比最高能达到10倍，严重影响电流互感器的误差测量数据。下面以45Hz和55Hz两种频率作为异频测量的频率为例，判断异频测量法是否合理。50Hz的干扰分离不仅有45Hz和55HZ，假设从50Hz的干扰中分离出49Hz与51Hz，并且还要达到相同的异频测量精度，那么样本数要高达9800个和10200个，就会产生两个问题，第一个是存储资源的消耗过多，对系统的要求相对更高。第二个是测量的周期太长，之前测量一次大约在1秒钟内，现在则要达到2秒钟左右，无法满足所有的场合需求。例如，有些与秒脉冲相关的设备，就无法达到测量要求，而且还不能减少测量样本，否则会出现测量误差，也不符合实际要求。

2.2基于低压台区负线损的电流互感器计量误差

目前，电力系统中广泛采用的是电磁式电流互感器。电流互感器的工作原理和变压器相似，但其使用方法与变压器完全不同。电流互感器将大电流按比例变换成标准小电流，以便实现测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化、小型化，还可用来隔开高电压系统，以保证人身和设备的安全。（1）电流互感器低负载时的确会有显著的比差和角差，此时无论是电流、供电量还是所测功率因数都有较大偏差。一般要求电流互感器负载率不低于20%，其测量结果才是比较准确的。（2）电流互感器低负载率时的计量误差是造成台区线损率低于-1%的可能原因。（3）电流互感器低负载率时计量误差会导致台区线损率负到什么程度，与电流互感器负载率和对应的计量误差程度有关，需对实际地区电流互感器比差、角差实际误差范围进行较大规模统计分析后才可确定。当电流互感器计量误差在技术规范规定的范围内时，电流互感器1%负载率时台区线损率最低可能达到-3.22%，5%负载率时台区线损率最低可能达到-1.59%；若在实际使用环境下电流互感器计量误差达不到技术规范规定的范围，则负偏差可能更大一些。

2.3无源电子式电流互感器基本原理和误差分析

当光束的偏振光入射到磁光介质之后会引发偏振面的旋转，外加磁场强度直接影响着旋转的角度。无源电子式电流互感器的精度受到温度的影响较大，主要是由于温度会对传感器光纤以及磁光介质常数造成影响，从而对所测结果的稳定性、准确性产生影响。同时在温度作用下磁光材料容易形成双折射，会产生与法拉第效应偏转角同样的信号，严重影响到电流互感器的测量效果。除此之外，受到外部温度变化的影响也会对互感器内部产生噪声干扰，影响到互感器的准确性。对于无源电子式电流互感器来说，其针对小电流信号的测量存在着较大的精度偏差，主要是由于电流较小情况下信噪比相对较低，噪声会在一定程度对测量造成影响。另外，随着互感器使用时间的延长，互感器中很多部件性能都会发生改变，会对光传输系统的传输比造成较大影响，所以对于无源电子式电流互感器来说，对其测量稳定性以及可靠性等都要进行长期检验。

2.4电流互感器自动化检定系统的检定方法

JJG313－2010《测量用电流互感器检定规程》和JJG1021－2007《电力互感器检定规程》中，未要求对电流互感器自动化检定系统的整体计量性能进行检定，而JJG1139－2017《计量用低压电流互感器自动化检定系统检定规程》要求:对电流互感器自动化检定系统的检定主要是查看每个标准电流互感器和配套设备是否有效溯源、技术参数是否满足相关技术要求。JJG1139－2017中规定:系统整体误差应不超过JJG1021－2007规定的0.2S级电流互感器允许误差限值的1/4。首先使用检定系统对0.2S级的被检电流互感器进行检定，然后用0.01级的电流互感器标准装置对同一个0.2S级的被检电流互感器进行检定，最后将检定结果进行对比。

2.5检定方法可行性

标准表法:电流互感器检定是通过对标准电流互感器与被检电流互感器相同变比进行对比，一次端接入相同的电流，然后测量二次端的电流差值，从而得到被检电流互感器的误差。该方法在测量用电流互感器检定规程中有明确规定，技术成熟可靠，具有可操作性。因此，通过该方法对检定系统的比值差和相位差进行检定完全可行。实测法:电流互感器自动化检定系统的数据采集系统检测是通过缓慢升降电流至每一个检定点，观察实际采集数据的临界点和数据采集的内容，电流的升降可控制在检定点附近，且数据采集内容和数据位数可通过实际观察得到，因此，该方法可行、可靠。

结语

电流互感器是电力系统中重要的电气设备,了解其原理、作用、分类、结构,认真做好电流互感器的交接试验、投运前检查、建立技术档案、定期巡视检查、检修与故障处理工作意义重大,可以及时发现问题并处理,减少电流互感器事故发生率或降低事故损失,避免造成人身伤亡和重大经济损失。因此,相关工作人员应深入掌握电流互感器相关知识,提高技术水平,努力保障电力系统安全可靠运行。

参考文献

[1]晁攸重,张良武,李运杰,等.电流互感器的安全运行分析[J].电子制作,2021(22):91-92,76.

[2]岳光华,陈奕嘉.电流互感器运行维护及故障处理[J].科学家,2017,5(2):32,36.