摘要：在各类先进技术的支持与推动下，电力系统自动化、智能化程度提高。传统电磁式电流互感器存在技术等方面的缺陷，无法适应系统运行需求，难以实现对系统的有效保护。因此，必须对电流互感器进行创新优化，以提升其技术水平，提高系统运行效率与效益。
关键词：电子式电流互感器；温度系数；电力系统
引言
电流互感器是在电力系统中应用于保护和测量的重要设备，其准确度和稳定性对电网的运行有着重要的影响。随着电网智能化、数据化的发展，传统式电流互感器由于绝缘特性差、体积大、易发生铁磁谐振等缺陷而难以满足电网未来的需求。电子式电流互感器在绝缘特性、性能稳定性、信号可靠性等方面比传统式电流互感器更具有优势。因此，对于电子式互感器准确度特性的研究已经成为必然的趋势。
1 性能优势
近年来，电子式电流互感器逐渐成为新的发展趋势。在国家颁布的相关标准中，电子式电流互感器被分为两大类型：一类是AOCT，即有源混合式电子式电流互感器；另一类是OCT，又称无源光学电子式电流互感器。其中，有源混合式电子式流互感器主要采用低功率电磁式电流互感器以及罗氏线圈作为主要的电流传感元件。与传统技术手段下的电流传感元件相比，罗氏线圈具有诸多应用优势，如不饱和、动态范围宽等，可在一定程度上提升电流传输效率；但其也存在缺点，如抗干扰性低，外界磁场、环境中的温湿度变化等都会对其产生影响，且在人工绕制以及多层绕制过程中容易出现额外误差。在当前的多种类型电磁式电流互感器中，低功率电流互感器应用优势相对明显，不仅有相对成熟的技术体系，也有较为稳定的性能与较高的输出灵敏度，可进行批量生产，在电力系统中得到了相对广泛的应用。
2 结构和工作原理
2.1LPCT线圈电子式电流互感器工作原理
LPCT线圈电子式电流互感器主要由低功率CT、取样电阻Ｒs和信号转换模块等方面构成。LPCT线圈电子式电流互感器等效电路图。图1LPCT线圈电子式电流互感器等效电路图中，ZM为励磁阻抗;Ｒ2为二次绕组电阻;C为电缆等效电容。可以求得:Us=N1N2I1Ｒs(1)Kr=N2ＲsN1(2)I1=KrUs)这样就可以得到一次电流I1的大小。
2.2 罗氏线圈结构与工作原理
目前，对罗氏线圈应用广泛的一种方式是将软导线紧密且均匀地绕在非磁性骨架上，构成一种线圈，利用该线圈实现对系统电流的有效测量，具体结构。在实际测量过程中，根据安培环路电流定律，磁场强度H沿任意封闭轮廓的积分等于穿过该封闭轮廓所限定面的电流，且这一电流量可通过具体的公式计算出来。但实践表明，罗氏线圈还是存有一定缺陷。若想要获得十分标准的测量结果，就需保证每匝线圈的横截面都完全相等，且线圈均匀绕制。但在实际测量过程中，这两项要求往往难以精准化实现，一般的罗氏线圈并不具备每匝线圈横截面都相同的条件，导致测量结果受到影响，参数的一致性无法实现，罗氏线圈的稳定性能难得到保障。鉴于此，需要结合系统运行特点与实际运行需求，对罗氏线圈进行优化、改造，以提升其技术性能。如果在测量过程中采用印制电路板设计罗氏线圈，借助计算机技术、信息技术完成导线的布置工作，确保其能均匀布置于印制电路板之上，并借助数字加工技术对每匝线圈的横截面进行处理，确保各线圈横截面相等。分析以往经验发现，在实际测量中，经常会出现一些干扰因素，导致测量结果出现误差，因此，为全面提高电子式电流互感器的抗干扰性，最大程度减少外界磁场对测量活动带来的干扰，工作人员可采用绕向反向串联方式处理两个线圈，使线圈输出电压增大，纵向磁场功能被抵消，提高测量结果精度。经分析可知，经过改进后的新型PCB罗氏线圈有效克服传统罗氏线圈抗干扰性低、测量结果不精准等缺陷，应用优势明显，且新型罗氏线圈结构更为简单，设计科学、制作精细，值得在电力系统中推广应用。
3环境温度影响互感器的因素分析
3.1环境温度对 LPCT 互感器的影响
电子式电流互感器中主要包含两个部分:低功率CT和取样电阻。低功率CT线圈按照常规电流互感器原理制作，温度变化的影响对其可以忽略不计。因此，LPCT线圈电子式电流互感器整体的温度特性主要取决于取样电阻Ｒs。由于电阻的阻值受外界温度影响，则取样电阻会影响互感器的准确度特性，电流互感器的变比为Kn=N2N1·1Ｒs(1+α·dT)(9)温度对电流互感器变比的影响可表示为ΔKnKn%=－α·dT1+α·dT×100%(10)分析式(10)可知，互感器输出精度与取样电阻Ｒs的温度系数相关。目前，电阻的温度系数一般都小于5×10－6，设电阻的温度系数为5×10－6，且温度变化为100℃，则ΔKn/Kn小于±0．05%，LPCT线圈互感器的输出精度受Ｒs温度系数的影响较小，可忽略。
3.2LPCT取样电阻温度系数测试
在实际测量中，经常会出现材料特性不一致、工艺技术不相同等情况。这些问题导致电阻阻值的一致性、统一性难以实现，导致阻值偏差出现，最终给整个测量结果造成影响。此外，电阻阻值会受环境因素尤其是温度因素影响而发生变化，会给电流互感器的比差带来严重影响。因此，可得到结论：PCB罗氏线圈阻值与LPCT取样阻值会受温度因素影响而发生变化，进而导致电子式电流互感器的准确度受到影响，使得电力系统的运行存在一定安全隐患。基于此，需要依据专业理论、采用科学合理的方法对PCB罗氏线圈受温度影响的程度进行测试，并对取样电阻进行筛选，从而保证互感器满足设计精度要求。相关工作人员需根据罗氏线圈性能特征以及电力系统实际运行环境，设计一定的温度环境，并让PBC罗氏线圈在不同的温度条件下运行，详细记录数据变化以及其他变化，分析判断温度对罗氏线圈产生的影响，然后在此基础上对设计方案、罗氏线圈结构进行优化改进，得出最佳设计方案，提高装置运行效率。
3.3温度对Ｒogowski线圈的影响
将Ｒogowski线圈电子式电流互感器放入温度
控制箱内，调节温度变化范围为20～70℃和－40～20℃，结果如图8和图9所示。试验表明，10kVＲogowski线圈电子式电流互感器在20～70℃范围内，其比值差随着温度的升高而变大。达到50℃时，互感器的比值差为5/1000，到达了临界点。当环境温度为70℃时，互感器的比值差接近于1%。图8Ｒogowski比差曲线图Ｒogowski角差曲线图在－40～20℃范围内，其比值差随着温度的降低而变大。环境温度为－40℃时，比值差接近1．7%。相比较在高温下的电子式电流互感器情况，低温条件对12kVＲogowski线圈电子式电流互感器影响更大，而角差一直符合0．5级电子式电流互感器准确度要求。
结束语
在电力系统中，电流互感器是重要组成设备，有着十分重要的保护与测量作用，电流互感器的性能质量直接影响电力系统的安全稳定运行，影响用户正常用电。因此，需加强对10kV电子式电流互感器的研究，为我国电力事业的健康稳定发展提供重要保障。
参考文献
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