电流互感器的误差

电流互感器的误差

在理想的电流互感器中，励磁损耗电流为零，由于一次绕组和二次绕组被同一交变磁通所交链，则在数值上一次绕组和二次

绕组的安匝数相等，并且一次电流和二次电流的相同。但是在实

际的电流互感器中，哟与有励磁电流存在，一次绕组与二次绕组

的安匝数不相等，并且一次电流与二次电流的相位也不相同。因此，实际的电流互感器通常有变比误差（一下简称比差）和相位

角误差（以下简称为角差）。

角差，是指二次电流向量旋转180以后，与一次电流向量间

的夹角。并且规定二次电流向量超前于一次电流向量，角差为

正，反之为负。的单位为分""O影响电流互感器的误差的因素有：（1）电流互感器的角差主要由电流互感器铁芯的材料和结构来决定，若铁芯损耗小，导磁率高，则角差的绝对值就小；采用带形硅钢片卷成圆环铁芯互感器的角差小。因此高精度的电流互感器多采用优质硅钢片卷成的圆环形铁芯。（2）二次回路阻抗Z （即负载）增大会使误差增大，这是因为在二次电流不变的情况下，z 增大，将是感应电势E2增大，从而使磁通©增加，铁芯损耗则会增加，致使误差增大。负载功率因数的降低，则会使比差增大角差减小。（3）—次电流的影响当系统发生短路故障时，一次电流急剧增加，致使电流互感器工作在磁化曲线的非线性部分（即饱和部分），这样比差和角差都将增加。电流互感器主要由三部分

组成：铁心、一次线圈和二次线圈。由于铁心磁阻的存在，电流互感器在传变电流的过程中，必须消耗一小部分电流用于激磁，使铁心磁化，从而在二次线圈产生感应电势和二次电流，电流互感器的误差就是由于铁心所消耗的励磁电流引起的。

由于激磁电流和铁损的存在，电流互感器一次电流和二次电流的差值是一个向量，误差包括比值差和相角差。影响误差的因素：

1、电流互感器的内部参数是影响电流互感器误差的主要因素。

（1）二次线圈内阻R2和漏抗X2对误差的影响：当R2增大时比差和角差都增大；X2增大时比差增大，但角差减校因此要改善误差应尽量减小R2和适当的X2值。由于二次线圈内阻R2和漏抗X2与二次负载Rfh和Xfh比较而言值很小，所以改变R2和X2对误差的影响不大，只有对小容量的电流互感器影响才较显著。

（2）铁芯截面对误差的影响：铁芯截面增大使铁芯的磁通密度减少，励磁电流减小，从而改善比差和角差。没有补偿的电流互感器在额定条件下铁芯的磁通密度已经很小，所以减少磁通密度也相对减小了导磁系数，使励磁电流减小不多，而且磁通密度越小效果越差。

（3）线圈匝数对误差的影响：增加线圈匝数就是增加安匝，增加匝数可以使磁通密度减小，其改善误差的效果比增加铁芯截面显著得多。但是线圈匝数的增加会引起铜用量的增加，同时引起动稳定倍数的减少和饱和倍数的增加。此外，对于单匝式的电

流互感器（如穿心型或套管型电流互感器一次线圈只允许一匝）不能用增加匝数的办法改善误差。

（4）减少铁芯损耗和提高导磁率。在铁芯磁通密度不变的条件下，减少铁芯励磁安匝和损耗安匝也将改善比差和角差，因此采用优质的磁性材料和采取适宜的退火工艺都能达到提高导磁率和减少损耗的目的。铁芯磁性的优劣还影响饱和倍数，铁芯磁性差时饱和倍数较校。

2、运行中的电流互感器的误差

当电流互感器已经定型，其内部参数就确定了，那么它的误差大小将受二次电流（或一次电流）、二次负载、功率因数以及频率的影响。这些因素称为外部因素，在运行中的电流互感器的误差主要受这四个因素影响。

（1）电流频率的变动对误差的影响比较复杂，一般系统频率变化甚小，其影响可忽略不计。假使频率变化过大，例如额定频率为50Hz的电流互感器用于60IIz的系统中，就应当考虑频率的影响，因为频率变动不但影响铁芯损耗、磁通密度和线圈漏抗的大小，也同时影响了二次侧负载电抗值的大校

（2）当一次电流减小时，磁通密度按比例相应减少，但在低磁通密度时，励磁安匝的减少比磁通密度减少要慢，因此比差和角差的绝对值就相对增大。

（3）电流互感器误差具有以下特征：当一次电流在规定的范围内变化时，二次电流按比例变化，当二次负载阻抗在规定范围

内变化时，不影响二次电流的大校所以当二次负载在额定范围内减少时，磁通密度也减少，由于二次电流不变，励磁电流减小，误差也将减校电流互感器的出厂说明书一般会标明额定二次负载阻抗值，在运行中其误差应按给定接线方式下的最大二次负载阻抗值来校核。

（4）二次负载的功率因数增大，也就是Rfh增大，Xfh减小，角差将增大而比差将减少。对于饱和倍数而言，互感器厂家说明

书注明的饱和倍数是指功率因数为0、8时的饱和倍数，此值相当于的饱和倍数的“极小值”，因此功率因数无论增大或减小，饱

和倍数都增大。减小误差的措施：

励磁电流是造成电流互感器误差的主要原因，因此减小励磁

电流就可以减小误差：

（1）采用高导磁率的材料做铁芯，因为铁心磁性能不但影响比差和角差，也影响饱和倍数。

⑵增大铁心截面，缩短磁路长度；增加线圈匝数。增减铁心

截面或线圈安匝会相应增大和减小饱和倍数，在采取增加铁心截

面或线圈安匝以改善比差和角差时，必须考虑到对饱和倍数的影响。

（3）限制二次负载的影响。在现场一般用增加连接导线的有效截面的方法，如采用较大截面的电缆，或多芯并联使用，以减少

二次负载的阻抗值。还可以把两个同型号、变比相同的电流互感

器串联使用，使每个电流互感器的负载成为整个负载的一半。

⑷ 适当增大电流互感器变比。在现场运行中选用较大变比的互感器。

另外，还有二次绕组的分数补偿、二次侧电容分路补偿等等。