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摘 要：电流互感器的误差影响继电保护装置的工作质量，而电流互感器在短路过程中能否真实地传变一次电流，对于继电保护装置的正确工作起着决定性的作用。本文主要分析了电流互感器误差对继电保护装置的影响，并找出了减小误差的一些具体措施。
关键词 ：继电保护；电流互感器 ；励磁电流；差动保护；误差曲线
1 电流互感器误差的产生
计算电流互感器二次电流是用一次电流除以电流互感器的变化来获取，是在忽略了励磁电流的前提下得到的结果。实际上，由于电流互感器存在励磁电流 ，产生了电流互感器的测量误差。测量误差就是电流互感器的二次输出量 与折算到二次侧的一次输入量 之间大小不相等、幅角不同所造成的差值。因此，电流互感器的误差可分为数值 （变比）误差和相位 （角度）误差。我们重点讨论电流互感器的变比误差。
励磁电流是造成电流互感器二次电流和一次电流不成比例的直接原因。励磁电流使一次折算至二次侧的电流不等于二次电流，造成了电流互感器的变化误差 ，计算公式为.
（1）
式中 ——电流互感器的变比。
电流互感器的等值电路如图 1所示，图中各参数均折算到二次侧。
为了方便计算，定义 为二次阻抗 。
由图 1可知二次电流与一次电流关系为：
将式 （3）代入式 （1）得：
二次漏抗 Z2s变化很小，可以视为不变，根据式 （4），当系统发生故障时，一次电流突然增大，在一次电流的非周期分量的影响下，电流互感器铁心很快饱和，励磁阻抗迅速下降，励磁电流急剧上升， 将 明显增大。在一次电流不变 的情况下 ，如果负荷阻抗增大，使二次阻抗支路的分流减小，励磁电流增大，也会使 增加。
此外，励磁电流还能使二次电流在相位上偏离一次电流，造成电流互感器相位误差。
由于电流互感器存在励磁阻抗，因此，电流互感器的误差不能完全消除。为了使继电保护装置能够正确感知故障量的大小，必须将电流互感器的误差控制在一定范围。继电保护要求电流互感器在一次电流 等于最大短路电流时，其变 比误差小于 。因而产生了电流互感器的 误差曲线。
2 电流互感器的 10%误差曲线
电流互感器的 10%误差曲线是指变化误差满足 时，一次电流 与其额定电流 的比值 和二次负荷阻抗 的关系特性曲线 （如图 2所示）。由图 2可知，在电流互感器的 误差允许范围内，一次电流和二 次负荷阻抗是相互制约的，一次电流越大，允许的二次负荷阻抗就越小。
另外 ， 误差与角度误差有一定的关系。理论分析和运行经验表明，当保护用的电流互感器满足 误差曲线要求时，角误差不超过7°。
通过给定电流互感器的 误差曲线可验证一次电流和负荷阻抗。当已知电流倍数 时，由 误差曲线可方便地得出允许的负载阻抗。如果不小于实际负载阻抗 ，误差就满足要求；否则，应设法降低实际负载阻抗 ，直到满足要求为止。当已知实际负载阻抗时，也可由曲线求出电流倍数 ，与流经电流互感器绕组的最大短路电流进行比较 ，判断是否满足误差要求。
电流互感器的 误差曲线一般由制造厂给出，在现场 电流互感器的 误差曲线可由试验求取，具体步骤如下：
①收集保护类型、整定值 、电流互感器的变比和接线方式等数据。
②用电桥测量电流互感器的二次绕组直流电阻 ，近似代替电流互感器二次绕组漏抗 （110～220kV电流互感器取 ，35kV贯穿式或厂用馈线电流互感器取 ）。
③将电流互感器一次侧开路，用伏安特性法作出二次侧电压 曲线。用以下公式求出相应的数值。
励磁电压：
励磁阻抗：
电流倍数：
允许二次负荷阻抗 ：
④以 为纵坐标、 为横坐标，将求得的 和 的值逐点绘制在坐标纸上，即可得到 误差曲线 。
由于接在电流互感器二次侧的继电保护装置多是反应短路时电流增大而动作的，短路时需要电流互感器正确反映一次侧的电流，因此重要保护装置用的电流互感器都需要满足 误差曲线的要求 。
3 解决电流互感器 误差的措施
①增大二次回路中控制电缆的截面。因为大多数情况下，电流互感器的负载主要由控制电缆的电阻决定。增大控制电缆的截面，以减小电流互感器二次绕组的负载，达到减小电流互感器误差的目的。
②串接 1台相同变比的备用电流互感器。将2台同变比的电流互感器串联使用，可以提高电流互感器的容量，使电流互感器允许的二次负载增大1倍，从而减小电流互感器的误差。
③改用伏安特性较高的二次绕组。当使用的二次绕组不满足误差要求时，可以使用伏安特性较高的二次绕组，使电流互感器的饱和电压提高，相应地减小了电流互感器的误差。
④增大电流互感器的變比。由于变比增大，二次电流成比例地减小，在相同的负载下，二次线圈感应电势也成比例下降，磁通将按变比的平方下降，使励磁电流减小，从而减小电流互感器误差。
4 结束语
在现场工作中要充分运用电流互感器的 误差曲线，通过电流互感器 误差曲线选定二次回路中控制电缆的截面，也可检查现有的二次负荷阻抗是否满足 误差的要求。设法减小电流互感器的误差，提高继电保护的灵敏度，确保继电保护装置的正确工作，必须对电流互感器的误差进行深入的研究 ，分析电流互感器产生误差的原因，确定检验电流互感器误差的方法，分析电流互感器误差对继电保护装置的影响，找出减小误差的具体措施。
参考文献
[1] 倪益民，丁杰，赵金荣，等.电网继电保护及故障信息管理系统的设计与实现[J].电力系统自动化， 2005，27（17）： 86-88.
[2] 袁宇波，丁俊健，陆于平，等.基于Internet/Intranet的电网继电保护及故障信息管理系统[J].电力系统自动化， 2006， （17）： 39-42.
[3] 王振树，张波，孟昭勇.电力系统继电保护及故障信息子站系统的方案设计[J].继电器， 2007，34（7）： 65-69.
[4] 黄树帮，叶留金，袁宇波，等.电网继电保护及故障信息处理主站系统的设计和实现[J].电力系统自动化，2006， 28（16）： 88-92.
关键词 ：继电保护；电流互感器 ；励磁电流；差动保护；误差曲线
1 电流互感器误差的产生
计算电流互感器二次电流是用一次电流除以电流互感器的变化来获取，是在忽略了励磁电流的前提下得到的结果。实际上，由于电流互感器存在励磁电流 ，产生了电流互感器的测量误差。测量误差就是电流互感器的二次输出量 与折算到二次侧的一次输入量 之间大小不相等、幅角不同所造成的差值。因此，电流互感器的误差可分为数值 （变比）误差和相位 （角度）误差。我们重点讨论电流互感器的变比误差。
励磁电流是造成电流互感器二次电流和一次电流不成比例的直接原因。励磁电流使一次折算至二次侧的电流不等于二次电流，造成了电流互感器的变化误差 ，计算公式为.
（1）
式中 ——电流互感器的变比。
电流互感器的等值电路如图 1所示，图中各参数均折算到二次侧。
为了方便计算，定义 为二次阻抗 。
由图 1可知二次电流与一次电流关系为：
将式 （3）代入式 （1）得：
二次漏抗 Z2s变化很小，可以视为不变，根据式 （4），当系统发生故障时，一次电流突然增大，在一次电流的非周期分量的影响下，电流互感器铁心很快饱和，励磁阻抗迅速下降，励磁电流急剧上升， 将 明显增大。在一次电流不变 的情况下 ，如果负荷阻抗增大，使二次阻抗支路的分流减小，励磁电流增大，也会使 增加。
此外，励磁电流还能使二次电流在相位上偏离一次电流，造成电流互感器相位误差。
由于电流互感器存在励磁阻抗，因此，电流互感器的误差不能完全消除。为了使继电保护装置能够正确感知故障量的大小，必须将电流互感器的误差控制在一定范围。继电保护要求电流互感器在一次电流 等于最大短路电流时，其变 比误差小于 。因而产生了电流互感器的 误差曲线。
2 电流互感器的 10%误差曲线
电流互感器的 10%误差曲线是指变化误差满足 时，一次电流 与其额定电流 的比值 和二次负荷阻抗 的关系特性曲线 （如图 2所示）。由图 2可知，在电流互感器的 误差允许范围内，一次电流和二 次负荷阻抗是相互制约的，一次电流越大，允许的二次负荷阻抗就越小。
另外 ， 误差与角度误差有一定的关系。理论分析和运行经验表明，当保护用的电流互感器满足 误差曲线要求时，角误差不超过7°。
通过给定电流互感器的 误差曲线可验证一次电流和负荷阻抗。当已知电流倍数 时，由 误差曲线可方便地得出允许的负载阻抗。如果不小于实际负载阻抗 ，误差就满足要求；否则，应设法降低实际负载阻抗 ，直到满足要求为止。当已知实际负载阻抗时，也可由曲线求出电流倍数 ，与流经电流互感器绕组的最大短路电流进行比较 ，判断是否满足误差要求。
电流互感器的 误差曲线一般由制造厂给出，在现场 电流互感器的 误差曲线可由试验求取，具体步骤如下：
①收集保护类型、整定值 、电流互感器的变比和接线方式等数据。
②用电桥测量电流互感器的二次绕组直流电阻 ，近似代替电流互感器二次绕组漏抗 （110～220kV电流互感器取 ，35kV贯穿式或厂用馈线电流互感器取 ）。
③将电流互感器一次侧开路，用伏安特性法作出二次侧电压 曲线。用以下公式求出相应的数值。
励磁电压：
励磁阻抗：
电流倍数：
允许二次负荷阻抗 ：
④以 为纵坐标、 为横坐标，将求得的 和 的值逐点绘制在坐标纸上，即可得到 误差曲线 。
由于接在电流互感器二次侧的继电保护装置多是反应短路时电流增大而动作的，短路时需要电流互感器正确反映一次侧的电流，因此重要保护装置用的电流互感器都需要满足 误差曲线的要求 。
3 解决电流互感器 误差的措施
①增大二次回路中控制电缆的截面。因为大多数情况下，电流互感器的负载主要由控制电缆的电阻决定。增大控制电缆的截面，以减小电流互感器二次绕组的负载，达到减小电流互感器误差的目的。
②串接 1台相同变比的备用电流互感器。将2台同变比的电流互感器串联使用，可以提高电流互感器的容量，使电流互感器允许的二次负载增大1倍，从而减小电流互感器的误差。
③改用伏安特性较高的二次绕组。当使用的二次绕组不满足误差要求时，可以使用伏安特性较高的二次绕组，使电流互感器的饱和电压提高，相应地减小了电流互感器的误差。
④增大电流互感器的變比。由于变比增大，二次电流成比例地减小，在相同的负载下，二次线圈感应电势也成比例下降，磁通将按变比的平方下降，使励磁电流减小，从而减小电流互感器误差。
4 结束语
在现场工作中要充分运用电流互感器的 误差曲线，通过电流互感器 误差曲线选定二次回路中控制电缆的截面，也可检查现有的二次负荷阻抗是否满足 误差的要求。设法减小电流互感器的误差，提高继电保护的灵敏度，确保继电保护装置的正确工作，必须对电流互感器的误差进行深入的研究 ，分析电流互感器产生误差的原因，确定检验电流互感器误差的方法，分析电流互感器误差对继电保护装置的影响，找出减小误差的具体措施。
参考文献
[1] 倪益民，丁杰，赵金荣，等.电网继电保护及故障信息管理系统的设计与实现[J].电力系统自动化， 2005，27（17）： 86-88.
[2] 袁宇波，丁俊健，陆于平，等.基于Internet/Intranet的电网继电保护及故障信息管理系统[J].电力系统自动化， 2006， （17）： 39-42.
[3] 王振树，张波，孟昭勇.电力系统继电保护及故障信息子站系统的方案设计[J].继电器， 2007，34（7）： 65-69.
[4] 黄树帮，叶留金，袁宇波，等.电网继电保护及故障信息处理主站系统的设计和实现[J].电力系统自动化，2006， 28（16）： 88-92.