0引言通常对电流互感器(TA误差特性的分析分为2个方面,稳态误差与暂态误差[1-6]。稳态误差特性的分析相对而言较简单一些,而对暂态特性的分析可能需要考虑到数值仿真的深度或层次才能得到较确切的结果。本文结合工程实际,对TA稳态误差特性做物理与数学上的分析,并介绍了使用Matlab计算软件的TA误差特性计算机解法。运行中的继电保护装置,出现误动、拒动现象在所难免,特别是变压器差动保护,长期以来误动率居高不下。各种差动保护,如变压器差动保护、线路差动保护、母线差动保护等,正确动作的前提是首先保证TA工作正常[7-9]。当保护装置出现原因不明的误动作时,人们总想知道在故障时TA二次侧输出的误差到底有多大;若经简单分析后能判断出TA误差超过了10%允许范围,则想知道将二次负荷阻抗值减小到多少,可以将问题消除,或者,差动保护门槛值要提高到多少才可避免误动作。计算的思路一般是:a.判断TA在故障电流下有没有超过10%误差,作此判断的计算工作相对简单一点,若某一TA误差没越限,则可以不再详细计算其确切误差;b.要是超过了10%误差,则超过了多少,确切值是多少;c.若要将误差限制在10%以下,二次负载阻抗最多允许多大。1TA稳态误差的物理特性与数学分析计算TA误差,有2种方式,一是从TA结构与材料参数出发求其稳态误差,二是由TA的伏安特性曲线及等值电路参数求其误差。第1种方法需知道TA铁芯截面积、磁路长度、气隙长度等参数,相对较繁琐和困难,通常在分析暂态误差时使用;第2种方法是目前普遍使用且简单易行的方法。以下由伏安特性曲线计算TA误差。1.1TA的等值电路及参数众所周知,TA的物理模型可以用T型等值电路表示,如图1所示,图中,Z1、Z2、ZL、Ze分别为TA一次侧等值阻抗、二次绕组阻抗、二次负载阻抗和等效励磁阻抗;I1、I2、Ie分别为归算到二次的一次侧电流、二次电流、励磁电流;U2为二次负载阻抗上的压降,箭尾端为高;E为励磁阻抗上的感应电动势,箭头端为高(所有参数都已归算到二次侧。由于励磁阻抗中要流过励磁电流,所以I1≠I2,于是产生了TA传变误差e,e=(I1-I2/I1。图1是一个很简单的一阶电路,若电路全部参数已知,对任意输入电流I1,可以通过对此电路列出2个独立方程(1(2求解I2和Ie,从而求出传变误差e。E=U2+I2Z2=I2ZL+I2Z2(1I1=I2+Ie(2实际中,电路图中的Z1串接于电流源中,对计算无影响,参数也不必知道,Z2、ZL可以直接测量到。困难在于Ze无法直接测量,也不是一个固定的值,不能用Ze=E/Ie表示,因为Ze可能因铁芯饱和而变化。由于Ze未知,仅由(1(2两式不可能求出I2与Ie,还需要一个E与Ie之间的关系式。1.2TA的伏安特性曲线Efe,一般在电流互感器的误差分析与工程计算曹团结1,2,张剑2,尹项根1,张哲1(1.华中科技大学电气与电子工程学院,湖北武汉430074;2.南京中德保护控制系统有限公司,江苏南京210003摘要:电流互感器的正确传变,是继电保护装置正确工作的前提,工程实际中经常需要对电流互感器误差作定量的评估或确切的计算。通过对电流互感器稳态误差特性做物理与数学上的分析,可知电流互感器稳态误差主要来自其励磁阻抗的非线性。建立了以非线性方程组描述的电流互感器误差数学模型,在此基础上对电流互感器误差计算、伏安特性曲线绘制、10%误差特性曲线的绘制以及在给定的短路电流下允许最大负荷阻抗的计算等作了原理与方法上的研究与探讨。上述工作可以通过计算机完成,文中结合工程应用介绍了使用Matlab软件的电流互感器误差特性计算机解法。关键词:电流互感器;误差;伏安特性曲线;10%误差曲线;Matlab中图分类号:TM452文献标识码:A文章编号:1006-6047(200701-0053-04:--;:-07电力自动化设备ElectricPowerAutomationEquipmentVol.27No.1Jan.2007第27卷第1期2007年1月I1Z1Z2I2EZeIeU2ZL+-图1电流互感器的T型等值电路Fig.1T-typeequivalentcircuitofCTTA二次侧施加一个电压源,一次侧开路。每给定一个电压值,测量二次回路线上流过的电流Ie(Ie=I2。试验方法如图2所示,试验中各量满足式(3的关系。U2=E+IeZ2(3对各个不同的外施电压U2,可得到不同的Ie值,由此得到一组数据,将其绘成图3所示曲线,即为电流互感器伏安特性曲线。1.3TA的数学模型由式(3变形得:E=U2-IeZ2(4此即为所求E与Ie之间的关系式E=f2(Ie。...