CTP变频互感器特性综合测试仪10％误差曲线计算和应用方法

A. 低频法测试原理

IEC60044-6标准（对应国家标准GB16847-1977）声称，CT的测试可以在比额定频率低的情况下进行，避免绕组和二次端子承受不能容许的电压。

CT伏安特性测量的原理电路如下图：CT一次侧开路，从二次侧施加电压，测量所加电压V与输入电流I的关系曲线。此曲线近似CT的励磁电势E与励磁电流I的关系曲线。

设CT励磁绕组在某一励磁电流I时的激磁电感为L，激磁阻抗为Z，则：

V = I·Z

电感L与阻抗Z之间具有下述关系：

Z = ω·L = 2 π f L

则：V= I·2 π f L

由公式中可见在某一激磁电感L时所加电压V与频率f成正比关系。

假设当f = 50Hz时，为达到励磁电流Ix，所需施加的电压Vx为2000V

Vx = Ix·2 π f L = 2000V，

若施加不同频率：

f = 50Hz，Vx ＝ 2000V

f = 5Hz， Vx ≌ 200V

f = 0.5Hz，Vx ≌ 20V

由此可见需要使CT进入相同饱和程度，施加较低频率信号所需电压可以大幅度降低这就是变频法的基本原理。

在此必须严格注意，所需电压并非与频率呈线性比例关系，并非随着频率等比例降低，需要严格按照互感器的精确数学模型进行完整的理论计算。

B. 10％误差曲线计算和应用方法
电流互感器的误差主要是由于励磁电流 的存在，它使二次电流 与换算到二次侧后的一次电流 不但在数值上不相等，而且相位也不相同，这就造成了电流互感器的误差。
电流互感器的比值差定义为：
（B.1）
继电保护要求电流互感器的一次电流 等于最大短路电流时，其比值差小于或等于10％。在比值差等于10％时，二次电流 、与换算到二次侧后的一次电流 以及励磁电流 之间满足下述关系：
（B.2）
（B.3）
定义M为一次侧最大短路电流倍数，K为电流互感器的变比，则有
（B.4）
其中： 为一次侧最大短路电流
为一次侧额定电流
为二次侧额定电流
10％比值差时，允许的最大负荷阻抗 的计算公式为：
（B.5）
式中： 为电流互感器二次绕组阻抗
为电流互感器二次绕组感应电动势， 和 的关系由励磁特性曲线描述。
根据上述算式，最后可以得到用最大短路电流倍数 和允许的最大负荷阻抗 描述的10％误差曲线（见图2.29）。
10％误差曲线的应用方法：
得出某一CT的10%误差曲线后，还必须查阅流经该CT的最大短路电流 和该CT二次侧所带回路的阻抗 。最大短路电流往往在整定计算时得出，是该CT所在线路的最大运行方式下最严重短路时的短路电流，最大电流倍数 （额定电流）。二次回路阻抗 可以用XXX装置测量得到。
得到 和 后查阅10%误差曲线，若点（ ， ）在曲线下方，则满足要求，说明在最严重短路情况下CT的电流变换误差小于10%。否则将大于10%。