传统的电流互感器在直流分量的负荷下有着很大的技术缺陷，导致严重失准，因此研发了抗直流的电流互感器，并提出了一些检测电流互感器抗直流性能的具体方法和方案。直流分量严重影响了电力系统的正常运行，因此研究抗直流性能有着很重要的现实意义。
关键词：性能检测技术；抗直流分量影响; 监测方案;
一、关于电流互感器抗直流性能的定义
电流互感器的英文符号是TA，是一种特殊的传变装置，这种传变装置在电力系统中发挥着重要的作用。当电流互感器的主侧包含直流分量时，电流互感器的二次侧波形会受到影响，会发生畸形的变化，这是不受控制的变化。不同次侧的波和工频极方面的基波都会产生误差。
从电能统计方面来讲，抗直流性能就是让电流互感器在有直流分量的情况下仍然正常工作，不产生较大的误差甚至不产生误差。
还有另外一个角度的定义：在被检通道中出现了不同频率的直流电流分量，这主要是由于流过电流互感器的电流不仅有半波状态，还有全波状态，因此会出现相位误差，但是我们无法考虑相位误差，只能分析标准信号与被检测信号的延时误差。而且我们的延时误差可以转化为频率在50HZ以下的相位误差，因此可以先分析延时误差，再转化为相位差。
二、提高抗直流性能的不同方案
根据检测原理的不同，主要分为以下几种方案。
2.1工频电流叠加直流分量检测
该方法的具体操作就是在工频电流回路上面叠加一定比例的直流分量，形成交直流的混合电流，并把混合电流接入到被检电流互感器上面。下图中增加电容的大小的目的是防止升流器发生磁饱和，直流电流进入工频的回路很容易发生这种情况，工频电流发生变化会影响测试结果。另外，增加电抗的原因是防止电流过大烧毁电流源。
2.2半波直流电流检测
另外一种情况是检测电流互感器在半波直流电流的状态下的误差结果，这种检测的原理如下图所示。
2.3基于比例直流叠加法的检测方法
本方法需要的硬件设备有：一台常规标准的电流互感器，一个交流电流源，一个直流电流源。在实验开始之前要设置好交流电流源和直流电流源的输出比例，以便在进行时，两个不同的电流源可以按照事先设置好的比例输出不同的电流。在整个流程中，电流里所含的直流分量比例是已知的，整个过程的电气方面的原理如下图所示。
本方法的工作原理如下：IAC代表一次交流电流通过时的有效值，电流DC是叠加状态下的通过一次的直流电流的实际值，β为电流中直流分量占的比例，则公式为：
交流电流 AC实验中的一些要求有：电流的范围应该在5A到1000A之间，误差率应控制在5%以内。直流电流DC过程的一些要求为：电流大小应大于1A小于400A，波纹系数控制在1%以内。
电流分量形成的因素有很多，但是一般都是用电设备的非线性负荷所引起的，而且直流电流分量对电流互感器的影响最明显。所以一些用电量高、负荷大的用户的电路回路中直流电流分量会比较大。到目前为止，没有相关的规定文件对电流互感器的抗直流性能做出硬性规定和要求，这就导致了一些计电装置计量不准，造成经济损失。因此，研究电流互感器的抗直流性能非常重要。
2.4基于交直流的 TA检测方法
在检测过程中，我们目前面临的一个最大的问题就是缺乏相应的技术手段。为了解决这个棘手的问题，研究出了基于交直流标准的检测方法。具体原理见下图。
不同的检测方法需要用到相应的特殊检测装置，该方法用到的检测装置如下图。
进行半波电流的误差测试实验有一个条件就是需要提供半波电流，图8中的升流器输出的电流为正方向输出时，即沿图中的电流方向时，电流会通过D1返回，当电流与图中的箭头是反方向时，电流会通过D2、TAX、TAO这个路径返回。
2.5比值差的测量
由图 8 可得到电流的公式为 IX = I0 + ΔI，从而得到ΔI = IX － I0。
公式中的 Kn是额定下的电流比；电流I1是实际通过一次的有效电流大小；IX 为另一组通过 I1 时的二次真实电流有效值，在电流互感器的抗直流分量检测实验中，应该要以标准电流互感器的二次电流通过值 I0作为 I1 /Kn 的真实值，那么可以得到比值差的公式，即 f = ( IX － I0 ) / I0，在公式中的所有电流都是标量。
对于全波而言，是正弦曲线，有效值与幅值相差槡2 ，因此两种方式计算差都是一样的。在本次实验中，可以忽略一些细微的误差，比如半波电流是完全由电源提供的，因此就可以认为半波即标准全波的一半。
三、结束语
本文首先介绍了什么叫电流互感器的抗直流性能，分别从两个方面介绍了两种对于抗直流性能的不同定义。并且接着介绍了一些具体的检测抗直流性能的方法和方案。而且抗直流性能检测技术的重点就是电流源的设计和选择。因此我们要选择适合的电流源，在进行选择时有两个情况需要我们注意，第一，在电流中需要叠加直流分量到一定的比例，叠加过程要处于基波电流环境中，第二，实验过程不仅要求全波直流电流，还要求实现半波直流电流。根据电流源的选择，再确定电流互感器抗直流性能检测的具体方案：即基于比例直流叠加法的电流互感器抗直流性能检测方法。本方法在进行时采用的是常规标准的电流互感器，直接解决了检测技术的量值溯源的问题，另外我们采用了分立的交流电流源和直流电流源，我们就可以用简单的操作来确定电流直流分量所占的比例。整个方法既经济实用又操作简便。
参考文献：
［1］JJG 1021-2007，电力互感器检定规程［S］．
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［4］赵修民．测量用互感器［M］．北京: 机械工业出版社，1987．
论文作者:武英婷
论文发表刊物:《中国电业》2019年11期
论文发表时间:2019/12/2
标签：电流论文; 分量论文; 电流互感器论文; 误差论文; 性能论文; 比例论文; 方法论文; 《中国电业》2019年11期论文;