浅谈电流互感器退磁对检定误差和计量准确度的影响

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[摘 要]随着时代的发展，用电大用户越来越多，通过电流互感器扩大量程来计量电能的计量方式也越来越普遍。使用电流互感器可扩大仪表和继电器的测量范围，有利于仪表和继电器等小型化标准化生产，提高产品的产量和质量。用互感器将高压、大电流与仪表、继电器等设备隔开，保证了仪表、继电器及其二次回路和工作人员的安全，所以电流互感器使用越来越频繁，对作为强制检定项目的电流互感器的准确度要求也越来越高，这就要求电流互感器的检定人员和电气工作人员对互感器的性能原理有着充分的了解并对互感器的技术不断学习钻研和总结，并在工作中严格按照计量检定规程和电力安全工作规程来操作，才能确保电能计量装置计量的准确度，保证供电企业和用户之间利益的公平公正。本文通过对电能计量装置中电流互感器的工作原理 、误差产生原因以及退磁的必要性和退磁方法进行描述和分析，说明电流互感器退磁对于检定误差的准确度和电能计量运行管理技术发展具有重要意义。

[关键词]电流互感器 误差 退磁 计量准确度

中图分类号：F134 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）25-0311-01

一、电流互感器工作原理和产生误差原因

（一）电流互感器与电流变换器的区别

电流互感器相当于一台电流变压器，其与电流变换器的区别：一是电流互感器对电流变换的比例以及变换前后的相位有严格的要求，而电流变换器对这些要求不高；二是前者主要传输被测电流的有关信息，即电流的大小和相位给测量仪表，后者主要用于改变电路的输出阻抗，为负载提供大小合适的电流。

（二）电流互感器的基本工作原理

电流互感器主要由一次绕组、二次绕组和铁芯组成。当一次绕组通过电流I1时，在一次绕组上就会存在一次磁动势I1W1。根据电磁感应和磁动势平衡的原理，在二次绕组中就会产生感应电流I2，并以二次磁动势I2W2去低消一次磁动势I1W1。在理想情况下，存在磁动势平衡方程式：I1W1+I2W2=0，此时，电流互感器不存在误差，称为理想互感器。根据上式可推算出电流比与匝数成反比，以上就是电流互感器的基本工作原理。

（三）电流互感器产生误差原因

在实际中，要使电磁感应这一能量转换形式持续存在，就必须持续供给铁芯一个激磁磁动势I0W1，方程式变为：I1W1+I2W2=I0W1。可见，激磁磁动势的存在，是电流互感器产生误差的主要原因。

二.电流互感器误差与工作条件的关系

（一）电流互感器运行时存在以下误差

1、比差。比差是指电流互感器二次电流，按额定电流比折算至一次后

的K1I2与一次侧实际电流I1的差，对一次实际电流I1比的百分数。

即：fI=（KeI2-I1）/I1×100%

2、相位差。相位差是指二次电流相量i2逆时针旋转180°后，与一次电流相量i1间的夹角，又称角差，并规定二次电流相量超前一次电流相量时，误差为正，反之为负。

（二）影响电流互感器误差的主要因素

运行和检定中的电流互感器误差与一次电流、频率、波形、环境温度的变化及二次负荷的大小和功率因数等工作条件有关。

1、一次电流对误差的影响。当激磁电流Im与互感器铁芯中磁通之间为非线性关系时，在不同的数值时互感器有不同的误差，电流互感器在I1小于I1N的范围运行时，如电流升高，铁芯磁密度将增大，则磁导率和损耗角增大。I1比其额定电流大得多或小得多时，因与铁芯磁导率成反比，故误差增大，因此I1在其额定值附近运行时，误差较小。当一次电流超过额定值数倍时，电流互感器工作在磁化曲线的非线性部分，电流的比差和角差都将增加。

2、励磁电流I0的影响。II越大，误差越大。I0受其铁芯质量结构的影

响，故I0决定于电流互感器的制造质量。

3、二次阻抗影响。二次负载阻抗Z2大小的影响，Z2越大，误差越大。

4、二次负载影响。二次负载功率因数的影响，二次负载功率因数越大，角差越大，比差越小（功率因数cosφ的降低使比差增大，而角差减少）。

5、频率影响。若互感器绕组的漏抗和分布电容都不很大，则频率改变对电流互感器误差的影响也不大，其频率影响具有25～1000H宽频带的恒定误差特性。

（三）电流互感器误差的补偿方法

电流互感器的误差补偿有以下几种方法：

1、磁匝数补偿。通过外加一个绕组给互感器的另一个绕组提供磁势，用以补偿互感器的误差。常用的磁势补偿有匝数补偿和二次绕组并联阻抗补偿等方法。

2、电动匝数补偿。将外加的电压或电势直接串入绕组回路以补偿互

感器的误差，常用的补偿方法有磁分路补偿和磁分路短路补偿等方法。

三、电流互感器在检定或使用前需要退磁

（一）电流互感器在使用检测产生剩磁

电流互感器在使用前用直流法检查极性，测直流电阻等都会在铁芯中产生剩磁，存在的剩磁会影响电能计量的准确度。

（二）电流互感器在运行中产生剩磁

电流互感器在运行中，如果在大电流下切断电流或二次绕组突然开路，铁芯中也会产生剩磁，存在的剩磁对检定电流互感器误差的准确度会产生影响。

因此，电流互感器在投入使用前或对其进行检定前，必须进行退磁以

消除和减少剩磁影响。

四、电流互感器退去剩磁的基本方法

最佳的退磁方法，以按厂家规定的退磁方法和要求为宜。厂家未做规定的，可视具体情况从下述方法中选一合适的方法退磁。

（一）开路退磁法

在一次（或二次）绕组中选择其匝数较少的一个绕组通以10%的额定一次（或二次）电流，在其他绕组均开路的情况下，平稳缓慢地将电流降至零。退磁过程中应监视接于匝数最多绕组两端的峰值电压表，当指示值超过2600V时，则应在较小的电流值下进行退磁。

（二）闭路法退磁

在二次绕组中接一个相当于额定负荷阻抗10～20倍的电阻（应考虑足够容量），对一次绕组通以1.2倍的额定电流，然后均匀缓慢地降至零。

对具有两个或两个以上二次绕组的电流互感器进行退磁时，若所有二次绕组均与同一个铁芯交链，则其中一个二次绕组接退磁电阻，其余的二次绕组应开路。

对0.2级及以上的电流互感器，用闭路退磁为宜。主要用于改变电路的输出阻抗为负载提供大小合适的电流。

结语

我国电能计量装置技术越来越先进，对检定人员的检定技术和工作责任心要求也越来越高，了解互感器必须退磁的原理并掌握退磁的方法，在互感器检定前和互感器投入运行前运用好退磁技术，做好退磁工作，对提高计量准确度和检定误差的准确性都具有重要现实意义。

参考文献

[1] 电能计量技能考核培训教材.陈向群主编.中国电力出版社.

[2] 电能计量装置技术管理规程配套工作规定和标准汇编.国家电力公司输电运营部.中国电力出版社.

[3] 浙江省电力工业局电能计量专业工作手册（内部交流下册）.浙江省电力试验研究所编著.