浅谈CT误差校核方法及减小CT误差的措施

王超

摘要：在继电保护定值的整定计算中，取用的电流互感器误差都是按10%考虑的。但是在实际运行时，由于一次系统短路容量的增大，或者事先没有校核而超出了电流互感器的10%误差。当区外发生故障时，保护装置将引起误动作，如母线保护或主变压器差动保护等。反之，区内故障时保护装置将引起拒动，如电流保护和距离保护等。因此全面开展保护CT极限误差校核工作，对防止CT饱和而造成的保护不正确动作具有重要意义。

关键词：CT伏安特性；10%误差曲线校核；减小CT误差措施

1.CT伏安特性概述

CT的伏安特性是指在电流互感器一次侧开路的情况下，电流互感器二次侧励磁电流与电流互感器二次侧所加电压的关系曲线，实际上就是铁芯的磁化曲线，即该曲线在初始阶段表现为线性，当铁芯磁化饱和拐点出现时，该曲线表现为非线性。

测量CT伏安特性的主要目的：一是检查新投产互感器的铁芯质量，留下CT原始试验数据；二是运行CT停运检修维护室（通常配合机组大修时进行）通过鉴别此话曲线的保护程度即拐点位置，判断运行一定时期后互感器的绕组有无匝间短路等缺陷，以便及时发现设备缺陷，确保设备安全运行。三是对差动保护CT精度有要求的进行10%误差曲线校核。

2.CT伏安特性曲线测量方法

传统的CT伏安特性试验需采用调压器、升压变、电流表、PT/电压表等设备。通常情况下当被试CT达到电流额定值时，电压已达到400V以上。仅仅采用调压器无法将传统试验电源升到试验电压，所以为了使试验回路达到满足被试CT试验电压，需要在试验回路中增加一个升压变，使其高压侧输出电流大于电流互感器二次侧额定电流，再采用PT/电压表读取电压数据。根据若干个不同电流对应的电压值绘制出伏安特性曲线。

目前常用CT伏安特性测试仪试验，利用CT伏安测试仪试验接线如下图：

图2-1CT伏安特性测试仪接线图

采用CT伏安特性测试仪试验时，将CT二次侧按图接入试验仪器，CT一次侧可靠开路，给CT伏安特性试验仪接通电源，选择磁化曲线测量功能，即可自动测量曲线并打印。

3.电流互感器（CT）的误差

由于励磁电流的存在，二次电流与换算后的一次电流不但幅值上不相等，而且相位上也不相同，这就造成了CT的误差。由于一、二次电流不等造成的电流误差，称为比误差；由于相位不同造成的角度误差称为相差。CT的误差与流过CT的一次短路电流，CT的变比、容量、二次负载、接线方式、铁芯结构及材料等多种因素密切相关。

利用10%误差曲线，可对给定的电流互感器按计算通过一次侧的短路电流Id，求出m10′=Id/IⅠe，然后从10%误差曲线上找出与m10对应的二次负载Zfh′。当实际的二次负载小于Zfh′时，能保证误差fwc<10%。CT极限误差（10%）简易校核法

Ks≤Kn（Ro+Rn）/（Ro+Rs）（式3-1）

Ks——实际短路电流倍数

Kn——额定短路电流倍数

Ro——CT二次绕组内阻

Rn——额定二次负载电阻

Rs——实际二次负载电阻

如Rs<Rn，允许短路电流倍数可以增大，3-1式满足则误差合格。

4、减小误差的主要措施

励磁电流是造成CT的误差的主要原因，因此要减小误差就必须从减小励磁电流着手。我们可采取以下措施：

（1）在CT的设计、研发阶段采用高导磁率的铁芯材料，增大铁芯截面、缩短磁路长度，尽量提高CT的饱和倍数。

（2）在设计、选型阶段采用容量较大的CT以提高其带负载能力。

（3）在设计、选型阶段采用二次额定电流为1A的CT，在其它条件相同时可以使二次负载降低25倍。

（4）在设计、选型阶段采用二次接线为全星形接线方式，它比角形接线的二次负载相比降低3倍。

（5）提高CT的变比，可以使同样的短路电流对应的饱和倍数成比例下降，还可以降低二次负载。

（6）尽量降低CT二次负载，电流回路二次电缆截面由2.5mm2为目前的4mm2。

为了防止保护因CT故障或选型不当造成的不正确动作，保护CT在电厂、电站中的运行还应做出以下要求：

（1）继电保护及安全自动装置电流必须取自保护级绕组，严禁取自计量绕组。

（2）继电保护及安全自动装置CT在一次最大短路电流对应的极限误差不得超过标称值（10%）。

（3）新建发、变电工程应使用1A制CT，这样可允许更大的二次负载和短路电流，更能适应电网的不断发展。

（4）220kV及以上系统双重化配置的两套保护装置，其电流、电压回路必须彻底独立，严禁两套保护装置之间有任何电气联系。

（5）110kV及以下系统配置的单套保护装置，其主、后备保护电流回路必须彻底独立。

5、结束语

电流互感器（CT）在电力系统测量和保护方面都有极其重要的作用，因此对CT性能及质量做出准确判断有其重要意义。CT伏安特性测试可以判断CT的质量是否良好以及是否存在匝间短路等故障。CT的误差曲线能够检测CT的测量精度是否满足继电保护的使用要求，从而保证继电保护动作的正确性。为了电流测量的准确性及微机保护装置动作的正确率，还需在互感器选型、参数选择、二次负荷等多方面综合考虑，采取最合理有效方案。

参考文献：

[1]《电力设备预防性试验规程》Q/CSG10007-2004

[2]《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》GB50150-2006

[3]《保护用电流互感器应用指南》中国电力出版社