分析互感器及其誤差原因與補償方法

結構原理

　　普通電流互感器結構原理：電流互感器的結構較為簡(jiǎn)單，由相互絕緣的一次繞組、二次繞組、鐵心以及構架、殼體、接線(xiàn)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(N1)較少，直接串聯(lián)于電源線(xiàn)路中，一次負荷電流()通過(guò)一次繞組時(shí)，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(N2)較多，與儀表、繼電器、變送器等電流線(xiàn)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，I1N1=I2N2，電流互感器額定電流比電流互感器實(shí)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(gè)短路運行的變壓器。

　　穿心式電流互感器其本身結構不設一次繞組，載流(負荷電流)導線(xiàn)由L1至L2穿過(guò)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(xiàn)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，其變比根據一次繞組穿過(guò)互感器鐵心中的匝數確定，穿心匝數越多，變比越??；反之，穿心匝數越少，變比越大，額定電流比：式中I1——穿心一匝時(shí)一次額定電流；　n——穿心匝數。

　　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(shí)，增加幾個(gè)抽頭，以獲得多個(gè)不同變比。它具有一個(gè)鐵心和一個(gè)匝數固定的一次繞組，其二次繞組用絕緣銅線(xiàn)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(xiàn)端子座上，每個(gè)抽頭設置各自的接線(xiàn)端子，這樣就形成了多個(gè)變比，此種電流互感器的優(yōu)點(diǎn)是可以根據負荷電流變比，調換二次接線(xiàn)端子的接線(xiàn)來(lái)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(gè)鐵心和一次繞組，而二次繞組則分為兩個(gè)匝數不同、各自獨立的繞組，以滿(mǎn)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(mǎn)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較大，則要求變比較大一些，準確度等級可以稍低一點(diǎn)(如2K1.2K2為300/5.1級)。

　　一次繞組可調，二次多繞組電流互感器。這種電流互感器的特點(diǎn)是變比量程多，而且可以變更，多見(jiàn)于高壓電流互感器。其一次繞組分為兩段，分別穿過(guò)互感器的鐵心，二次繞組分為兩個(gè)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的連接片連接，通過(guò)變更連接片的位置，使一次繞組形成串聯(lián)或并聯(lián)接線(xiàn)，從而改變一次繞組的匝數，以獲得不同的變比。帶抽頭的二次繞組自身分為兩個(gè)不同變比和不同準確度等級的繞組，隨著(zhù)一次繞組連接片位置的變更，一次繞組匝數相應改變，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(mǎn)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，固定在鋼體構架上，浸入裝有變壓器油的箱體內，其一、二次繞組出線(xiàn)均引出，接在箱體外的高、低壓瓷瓶上，形成絕緣、封閉的整體。一次側與供電線(xiàn)路連接，二次側與計量裝置或繼電保護裝置連接。根據不同的需要，組合式電流電壓互感器分為V/V接線(xiàn)和Y/Y接線(xiàn)兩種，以計量三相負荷平衡或不平衡時(shí)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(xiàn)圈L1，L2接負極，互感器的二次側K1接毫安表正極，負極接K2，接好線(xiàn)后，將K合上毫安表指針正偏，拉開(kāi)后毫安表指針負偏，說(shuō)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(dòng)與上述相反為加極性。

交流法

補償量如下：

Δf=Nx/（N2-Nx）×100%

匝數補償

　　只對比差起到補償作用，補償量與二次負荷和電流大小無(wú)關(guān)。補償匝數一般只有幾匝，匝數補償應計算電流低端二次阻抗最大時(shí)，和電流高端二次阻抗最小時(shí)誤差。對于高精度的微型電流互感器匝數補償那怕只補償1匝，就會(huì )補償過(guò)量。這時(shí)可以采用半匝或分數匝補償。但是電流互感器的匝數是以通過(guò)鐵芯窗口的封閉回路計算的，電流互感器的匝數是一匝一匝計算的，不存在半匝的情況。采用半匝或分數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，但輔助鐵芯補償的方法制作工藝比較復雜。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(shí)電容補償的作用就比較小。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(wèn)題。用戶(hù)可以根據電流互感器出廠(chǎng)時(shí)所帶的該互感器的檢驗報告中檢驗誤差數據進(jìn)行調整計算移相電路。