一種電磁式電流互感器的傳變特性檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電網(wǎng)檢測技術(shù)，具體涉及一種電磁式電流互感器的傳變特性檢測方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電磁式電流互感器（Electromagnetic Current Transformer，簡稱 CT)作為電能 計(jì)量系統(tǒng)中前端信號采集裝置，它在復(fù)雜信號下的傳變特性與工頻信號下不同，它的性能 將直接影響到電能計(jì)量的可靠性及準(zhǔn)確性。
[0003] 電流互感器的頻率特性的研究，是隨著電網(wǎng)非正弦信號的增加，諧波污染日趨嚴(yán) 重，才慢慢引起了學(xué)者的關(guān)注。早期的文獻(xiàn)也主要集中在非正弦（畸變或含有諧波）情況 下，電流互感器的頻率響應(yīng)。有學(xué)者為了研究諧波情況下電流互感器的傳變特性，引入了諧 波比差與諧波角差的概念，為后人的研究做出了建設(shè)性工作。一般情況下，頻率響應(yīng)的測試 方法是，在額定的單一正弦電流下，改變輸入電流的頻率，測量不同頻率下的輸出電流。但 是由于實(shí)際信號中含有諧波，將導(dǎo)致頻率響應(yīng)測試方法與實(shí)際情況下存在誤差。有學(xué)者提 出了一種新的測量方法即輸入電流在基波的基礎(chǔ)上疊加一個(gè)諧波進(jìn)行傳變特性的測量，采 用的電流互感器為測量用互感器，測試了 50HZ-800HZ頻段下的頻率特性，有些數(shù)據(jù)甚至只 分析到7次諧波，但對于計(jì)量用電流互感器而言，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 17215. 302-2013中要 求，對于諧波電能計(jì)量表的諧波測量次數(shù)最高為41次，故現(xiàn)有方法均與實(shí)際情況下存在一 定誤差，達(dá)不到國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種電磁式電流互感器的傳變特性檢測方法。
[0005] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種電磁式電流互感器的傳變特性檢 測方法，在基波的基礎(chǔ)上，疊加一定含量的多個(gè)諧波，通過選取一些比較關(guān)鍵的頻率點(diǎn)，測 量一次即可得出電流互感器的頻率特性。
[0006] 進(jìn)一步，在測試前，對電流互感器進(jìn)行退磁處理。
[0007] 由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)：
[0008] 1)采用本發(fā)明對電流互感器的傳變特性進(jìn)行分析，將多個(gè)諧波疊加在基波的基礎(chǔ) 上，充分考慮了各次諧波頻率及幅值、相角的影響，更能貼近實(shí)際情況。
[0009] 2)在每組信號輸出結(jié)束后，加入退磁信號，可防止剩磁對后續(xù)結(jié)果的影響，縮減各 組信息間的等待時(shí)間。
【附圖說明】
[0010] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn) 一步的詳細(xì)描述，其中：
[0011] 圖1為測量平臺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0012] 圖2為CT測量原理圖；
[0013] 圖3單一頻率法下CT的誤差頻率特性，其中（a)比差頻率特性曲線圖，（b)角差 頻率特性曲線圖；
[0014] 圖4 CT的諧波誤差特性曲線圖，其中（a)CT的諧波比差特性曲線圖，（b)CT的諧 波角差特性曲線圖；
[0015] 圖5疊加多次諧波法下CT的誤差特性曲線圖，其中（a)比差頻率特性曲線圖，（b) 角差頻率特性曲線圖；
[0016] 圖6為加入的退磁信號的波形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 以下將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述；應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí)施例 僅為了說明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0018] 圖1為測量平臺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；電流互感器的測量原理如圖2所示。
[0019] 在圖2中，&代表一次側(cè)采樣電阻，采用大功率無感鋁殼電阻，阻值為1Ω 為CT 的額定負(fù)載，視不同的CT而改變，同樣采用無感鋁殼電阻。采用無感電阻主要是為了防止 電阻的阻抗角對角差的測量造成影響。
[0020] GB1208-2006對CT的誤差做了如下定義，主要有比差和角差。
[0021] 比差（Ratio error):互感器在測量電路時(shí)所產(chǎn)生的誤差，它是由于實(shí)際電流比與 額定電流比不相等造成的。其表達(dá)式如下：
[0023] 式中：K為額定變比，Ip 12分別為一次側(cè)及二次側(cè)電流的有效值。
[0024] 角差（Phase displacement):互感器的一次電流與二次電流相量的相位差。若二 次電流相量超前一次電流相量，則相位差為正值。它通常用分（'）或厘弧（crad)表示。
[0025] 實(shí)驗(yàn)測量時(shí)，如果采用電流鉗直接對電流測量，因電流鉗也屬于電流互感器的一 種，將對測量結(jié)果產(chǎn)生影響。本發(fā)明采用測量&和R2兩端的電壓的方式，間接計(jì)算得到一 次側(cè)及二次側(cè)的電流值。故將（1)式改寫為
[0027] 同樣，角差用符號β表示，其值按（3)式計(jì)算。
[0029] 在工頻、額定電流及額定負(fù)載下，可以用電流互感器校驗(yàn)儀測量得到其比差，這一 測量結(jié)果一般都會由廠家在電流互感器出廠時(shí)給定?？梢圆捎眠@一參數(shù)對實(shí)驗(yàn)中的電阻進(jìn) 行校正，假設(shè)工頻、額定電流及額定負(fù)載下電流互感器的比差為εη，則：
[0031] Uln和U2n代表在額定電流、頻率及負(fù)載下，RJPR 2兩端的電壓有效值?？傻眯Ｕ?系數(shù)K'的表達(dá)式為：
[0033] 將（5)式帶入（4)式，即可求出在任何電流信號下，相對于工頻額定電流下的電流 互感器的比差，如（6)式所示：
[0035] 同理，諧波負(fù)荷下的諧波比差ε h及角差β ^勺求解如（6)和（3)式所示。
[0036] CT的誤差頻率特性，表不的是CT的電流誤差（簡稱比差）及相位誤差（簡稱角 差）隨頻率變化的響應(yīng)特性，在未加說明的情況下，頻率特性指誤差頻率特性。現(xiàn)有文獻(xiàn)中 關(guān)于電流互感器的頻率測量主要有兩種方式：
[0037] ①單一頻率法：此種方法也是最常見的方法，通過改變輸入側(cè)電流的頻率，測量得 到不同頻率下的二次側(cè)電流，計(jì)算分析得到電流互感器的頻率特性。
[0038] ②疊加單次諧波法：因?qū)嶋H信號一般都是基波疊加諧波，同時(shí)認(rèn)為電流互感器是 一個(gè)非線性元件，采用單一頻率法測量可能導(dǎo)致測量不準(zhǔn)確，因此采用基波疊加單次諧波 的方法測量。
[0039] 單一頻率法