电流互感器的正确传变，是继电保护装置正确工作的前提，实际工程中需要对电流互感器的误差做定量评估或准确计算^[1]。《国家电网公司十八项电网重大反事故措施（修订版）》^[2]规定：基建项目投产前，基建单位应提供电流互感器试验数据（伏安特性及误差计算等），以保证电流互感器误差满足其设备参数限定的要求。

电流互感器在正常运行情况下励磁阻抗较大，磁通密度较小，一次电流与二次电流存在线性关系，误差可以忽略不计^{[3, 4]}。一次设备短路时，一次侧短路电流很大，磁通密度很大，安装于一次设备上的电流互感器铁心逐渐饱和，励磁阻抗变小，励磁电流增大，一次电流和二次电流不再呈线性关系，误差增大^[5]。同时，电流互感器铁心饱和是导致继电保护装置误动、拒动的主要原因^[6]，因此，在电流互感器投入运行前，必须对其进行误差数据的测试与计算，并判断电流互感器是否满足误差要求。

本文通过对某风电场1组保护用电流互感器在短路故障时测量的数据进行误差计算与分析，判断电流互感器是否满足5%误差要求，提供电流互感器是否满足误差限定范围的判断方法，供同行参考。

以某风电场主变压器220 kV侧主变压器差动保护用电流互感器U相为测试对象，其绕组参数如表 1所示。

表 1 (Table 1)

表 1 绕组参数

表 1 绕组参数

电流互感器误差分析需要测量TA的二次负载电阻、二次绕组电阻、准确限值系数和不同负载电阻对应的K 值（给定暂态系数）等试验数据，作为计算误差的基础数据。

（1） 试验中使用OMICRON CT-Analyzer 试验仪器测试TA二次负载、二次负载电阻，结果如表 2所示。

表 2 (Table 2)

表 2 二次负载电阻测量数据

表 2 二次负载电阻测量数据

（2） 使用异频电压二次注入法测试TA二次线圈电阻，《DL/T 866—2004电流互感器和电压互感器选择及计算导则》^[7]规定，以欧姆值表示的二次绕组直流电阻，需校正到75 ℃或其他温度。所测数据见表 3所示。

表 3 (Table 3)

表 3 二次绕组测量数据

表 3 二次绕组测量数据

（3） 准确限值系数是指额定准确限值一次电流I_pal与额定一次电流I_pn的比值，即K_alf=I_pal/I_pn^[8]。其中，I_pal是指在稳态情况下，电流互感器能满足符合误差要求的最大一次电流值。试验测得TA在额定负载和实际负载下的准确限值系数如表 4所示。

表 4 (Table 4)

表 4 额定负载和实际负载下准确限值系数

表 4 额定负载和实际负载下准确限值系数

（4） 试验测得不同负载阻抗与准确限值系数的关系曲线如图 1所示，蓝线为在额定负载时（电阻为2 Ω）的准确限值系数为26.50，实际负载时（电阻值0.5515 Ω）对应的准确限值系数为51.76。

图 1

图 1 U相不同负载阻抗对应准确限值系数关系曲线

DL/T 866—2004要求检验当电流互感器通过规定的保护校验故障电流时，其误差是否在规定的范围内。

当计算满足以下校验要求时，电流互感器满足误差规定要求。

（1） 一般选择验算：电流互感器额定二次负载电阻值R_bn应大于实际二次负载电阻值R_b。

（2） 按额定二次极限电动势验算：电流互感器的额定极限二次电动势应大于保护校验要求的二次感应电动势。

（3） 按实际准确限值系数验算：按照实际误差曲线，根据实际的Rb，从曲线上查出电流互感器的准确限值系数K_alf^′，要求K_alf^′＞KK_pcf，其中，K_pcf为保护校验系数。

根据表 1数据，电流互感器额定容量为50 VA，额定二次电流I_sn为5 A，确定准确级为5P20的电流互感器负载电阻R_bn=50/5²=2 Ω。由表 2测试数据二次负载电阻R_b=0.5515 Ω，R_bn＞R_b，满足额定二次负载电阻值大于实际二次负载电阻值要求。

额定二次极限电动势计算公式为：

E_S1=K_alfI_sn（R_ct+R_bn），

式中K_alf—准确限值系数，20（见表 1）；

I_sn—额定二次电流，5 A（见表 1）；

R_TA—电流互感器二次绕组电阻，0.9752 Ω（见表 3）；

R_bn—电流互感器额定负载电阻，2 Ω。

代入公式得：E_S1=297.52 V。

保护性能检验要求的二次感应电动势计算公式为：

E_s=KK_pcfI_sn（R_ct+R_b），

式中K_pcf—保护校验系数，K_pcf=I_pcf/I_pn，其中，I_pcf为保护校验故障电流，由设计计算值可知I_pcf 为6120 A（保护校验故障电流取系统最大运行方式下的三相短路电流），由表 1数据可知I_pn为600 A，计算得出：K_pcf=10.2；

K—给定暂态系数，按照DL/T 866—2004的要求：220 kV系统的给定暂态系数不宜低于2，选取K值为2；

R_b—电流互感器实际二次负载电阻，0.5515Ω（见表 2）。

将上述数据代入公式得出：E_s=155.72 V。

E_S1>E_s，满足电流互感器额定二次极限电动势ES1大于保护校验的二次感应电动势E_s的要求。

通过计算可知，按二次额定电动势估算，本组TA满足5%误差要求。

已知K=2，K_pcf=10.2，可得KK_pcf=20.4，参照图 1数据可知额定负载下准确限值系数为26.50，实际负载下准确限值系数为51.76，均满足准确限值系数Kalf′＞KKpcf的要求。通过以上分析，TA满足实际准确限值系数校验要求。

本文以某风电场保护用电流互感器U相为研究对象，通过对二次绕组和二次负载进行实际测量，并对测试数据进行了详细计算，判断出保护用电流互感器满足规定的误差范围要求。 在电流互感器投入运行前，必须认真分析电流互感器的误差曲线，超出误差曲线允许范围，会影响保护装置动作的正确性与可靠性。通过进行误差曲线测试和计算分析，可以有效地判断电流互感器在发生短路故障后，电流互感器误差是否满足保护动作要求，并为风电场提供可靠的运行依据。