电流互感器的误差与精度级别

1.电流互感器的误差

电磁式电流互感器的等值电路和相量如图4-2所示。图中二次侧各电气量均已折算到一次侧。

图4-2　电磁式电流互感器

（a）等值电路图；（b）相量图

装设在电磁式电流互感器二次电路中的电气测量仪表和继电器，不能直接测量一次电路的电流，它测得的电流是二次电路中的电流。通常是把测得的二次电流乘以电磁式电流互感器的额定变流比后，作为被测一次电路的实际电流。由于存在激磁电流这样做是有误差的。因为被测一次电流数值上应等于二次电流，与激磁电流的相量和，而上述做法没有考虑激磁电流。。此外，从相量图看，一次电流相量和二次电流相量—，相位也不一致，用测得的电流的相位作为的相位也是不准确的。因此电磁式电流互感工作时有两种测量误差，即电流误差（比误差）和相位差。

电流误差（比误差）为

相位差为旋转180°的二次电流相量-，与一次电流相量之间的夹角δi，并规定-，超前时，相位差δi为正值；反之为负值。相位差通常用min（分）或crad（厘弧度）表示。

电流误差fi对各种电流型测量仪表和电流型继电器的测量结果有影响；相位差δi对各种功率型测量仪表和继电器的测量结果有影响。

2.电流互感器的准确级

电流互感器应能准确地将一次电流变换为二次电流，保证测量精度和保护装置的正确地动作。准确级代表电流互感器电流变换的准确程度，是以电流互感器测量时误差的大小而划分的。电流互感器准确度级应高于所接仪表的准确级。(www.xing528.com)

电流互感器分为测量用和保护用电流互感器。测量用电流互感器的准确级是指在规定的二次负荷变化范围内，一次电流为额定电流时的最大电流误差，有0.1、0.2、0.5、1、3、5，误差限值规定如表4-1所示，负荷功率因数为0.8（滞后）。

表4-1　测量用电流互感器的误差限值

保护用电流互感器按用途可分为稳态保护（P）和暂态保护（TP）两类。用复合误差ε来衡量保护用电流互感器的准确度。复合误差ε是指在稳态条件下，一次电流瞬时值与二次电流瞬时值乘以Ki两者之差的方均根值。保护用电流互感器的基本要求之一就是当流过一次绕组的短路电流超过额定电流许多倍时，互感器应有一定的准确度，即复合误差不超过限值。保证复合误差不超过限值的最大一次电流就叫做额定准确限值一次电流，一次短路电流为额定一次电流倍数，称为额定准确限值系数。习惯上把保护用电流互感器的准确级与准确限值系数连在一起标注。

稳态保护用电流互感器又分为P、PR、PX三类。其中P类为准确限值规定为稳态对称一次电流下的复合误差的电流互感器；PR类是剩磁系数有规定限值的电流互感器；而PX类是一种低漏磁的电流互感器。准确级规定有5P和10P两种准确级。如：10P20表示10P级，准确限值为20，即只要电流不超过20I1N，互感器的复合误差不会超过10%。P和PR类电流互感器误差限值见表4-2。

表4-2　P类及PR类电流互感器的误差限值

能满足短路电流具有非周期分量的暂态过程性能要求的保护用电流互感器称为暂态保护用电流互感器（TP类）。又细分为TPX级、TPY级、TPZ级和TPS级。它们适用的场合和性能要求各不相同。TPX级是不限制剩磁大小的互感器，铁芯没有气隙，误差限值较小；TPY级是剩磁不超过饱和磁通10%的互感器，铁芯有一定的气隙，误差限值稍大一些；TPZ级是没有剩磁的互感器，误差限值比TPY级大，气隙也相对大些。TPS级是一种低漏磁的电流互感器，其特性由二次励磁特性和匝数比误差确定，而且对剩磁无限制。我国已经能生产110～500kV级的保证暂态误差的互感器，也生产出发电机组保护的大电流母线型保证暂态误差的互感器。

在旧型号产品中B、C、D级为保护级，为了继电保护整定需要制造厂提供这类保护级电磁式电流互感器10%误差曲线，该曲线为在保证电流误差不超过-10%的条件下，一次电流的倍数n（n=I1/IN1）与允许最大二次负荷阻抗Z2的关系曲线，如图4-3所示。

图4-3　电磁式电流互感器10%误差曲线

电磁式电流互感器的额定二次负荷包括额定容量SN2和额定二次阻抗ZN2。其中额定容量SN2指电流互感器在额定二次电流IN2和额定二次阻抗ZN2下运行时，二次绕组输出的容量。由于电磁式电流互感器的额定二次电流为标准值（5A或1A），为了便于计算，有些厂家常提供电磁式电流互感器额定二次阻抗ZN2。为了保证每一准确度级的误差限值不超过规定，要求电流互感器的二次负荷必须限制在规定变化范围内，无论如何不得超过额定负载SN2。