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

第1页共1页 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

第1页共1页 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

第1页共1页 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。

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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。

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