弥山山 韩花
中国核电工程有限公司
摘要：零序电流互感器作为核电厂6.6kV侧接地保护用途，其测量准确性直接影响保护动作灵敏性及可靠性。调试期间通过对方形零序电流互感器进行一次通流来进行零序电流互感器变比的校核工作，试验时发现方形零序电流互感器变比偏差较大，存在零序电流互感器测量不准确的隐患。本文结合现场实际测试情况对方形零序电流互感器误差较大的原因进行分析，确认偏差较大的原因。
关键词：方形零序电流互感器；变比；偏差
1 引言：目前国内6kV系统大多采用不接地或者经消弧线圈的接地方式，以保证供电可靠性。我厂6kV馈线柜基本全部装设有零序电流互感器，在发生接地故障时，零序电流互感器动作于报警或者跳闸，及时切除故障，防止事故扩大。
2 现场测试简介
现场6.6kV盘柜中采用方形零序电流互感器，方形零序电流互感器通流前，将一根25平方的电缆穿过方形零序CT，且尽量将电缆放到互感器的中间位置，将两端分别接至大电流发生器的两端；同时在端子排处断开CT至保护装置连片，将引出端接至测量表计。
试验时，在电流互感器一次侧施加额定电流I1n，通过电磁感应，在电流互感器的二次侧感应出二次电流I2n，忽略铁芯消耗及电流互感器至端子排的接线等因素，变比即为一次侧施加数值与二次侧测得数值的比值：即变比N=I1n/I2n。
现场进行试验时，在电流互感器一次侧施加50A大电流，针对不同型号的方形零序电流互感器，二次侧电流测试数据如下：
方形互感器型号 变比 准确级 CT尺寸 一次值I1n 二次值I2n
LMBF-0.5/450*650
零序CT 50/1 10P10 450X650mm 50A 1.2A
表1：电流互感器型号及测试值
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通过计算可得电流比差、变比等均误差较大，超出允许误差，不满足现场要求；
3 原因分析
电流互感器测量误差主要包括两个方面：
?来自电流互感器器本身质量问题以及电磁特性；
?电流互感器铁芯饱和及二次负载影响；
针对电流互感器本身质量及电磁特性因素：主要是因为励磁电流的存在，而励磁电流是输入电流的一部分，它不传变到二次侧，故形成了测量误差。另一方面，励磁电流除在铁芯中产生磁通外，同时在铁芯损耗，包括涡流损耗以及磁滞损耗，也进一步增大了测量误差；由于整个电流互感器回路实际上是个电感回路，导致输入电流与输出电流之间相位变化，造成角度误差，最终影响测试数据的准确性。
针对造成互感器误差的另一个主要因素是铁芯饱和及二次负载影响。
由于试验时一次施加的电流值大约为50A左右，基本在额定值附近，铁芯饱和的可能性较低；而且是10P的准确级，在10倍的额定电流下误差不超过10%即满足要求，也说明铁芯饱和的可能性极低。
考虑到负载影响，重新检查试验条件时，互感器变比测试试验要求在额定负载下进行试验，电流互感器铭牌标示额定负载1VA，即测试时需要在二次侧加入额定负载1VA。而现场试验时，直接在端子排处将输出接至万用表，整个输出回路的负载基本为0，小于1VA的标定值，怀疑此为造成试验误差的主要原因。
基于以上原因分析，后续针对方形电流互感器进行加1VA负载及0VA负载重新进行测试，试验数据如下：
以下为标称1VA的零序互感器，通过计算得出的1Ω与0Ω得出的误差大概对比数据。
零序电流互感器
型号 变比A 准确级 二次负载Ω(纯电阻) 一次施加50A时，二次输出电流A 额定点比值误差(%)
LMBF-0.5/450*650
零序CT 50/1 10P10 1 1 0
0 1.2～1.5 20～50
表2 施加1VA负载或0VA负载二次电流及变比测试数据
根据上述数据可见，随着负载的增加，二次测得值误差逐渐减小，当数值在1Ω左右时，误差最小，满足在±3%的误差要求。通过此次测试，也充分证明了方形零序电流互感器受二次负载的影响较大，当不在二次侧施加电阻时，直接进行一次通流进行变比测试，测得的二次电流数值差别较大，进而造成变比偏差较大。
4 结语
调试期间，一次通流作为例行试验，作为计算变比的测试方式是不准确的，进行一次通流只能算是定性的验证零序电流回路不存在短接或接错等异常问题的方式。结合本文分析，零序电流互感器测量误差受二次负载影响很大。当二次侧负载不满足要求时可能会造成电流互感器测量误差增大，进而影响保护的选择性和灵敏性。同时进行电流互感器通流测试时，还应注意将零序电缆穿过零序CT尽量靠近中间位置，测试时应考虑零序互感器引出线至端子排段导线电阻，以免对试验造成的误差。
参考文件
[1] GB 1208-2006 电流互感器 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会发布 2007-03-01
[2] 电力系统继电保护实用技术问答（第二版）国家电力调度通讯中心编 中国电力出版社 2009-08
[3] 6.6kV中压设备竣工文件质量分卷（二） 厦门ABB开关有限公司 2017.4