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摘要：在电流互感器中最重要的一个关键是要拥有稳定的一个运行操作能力，然而要改变性能主要是要靠环境温度的变化，在本文中为了更加有力的分析互感器的运行操作能力，首先对互感器的原件材料进行了一个特殊的分析，从而得出了一个与温度密切相关的理论。并利用研制的电子式互感器与传统互感器计量特性定量对比测试系统，通过全温度循环试验，实时测量电子式电流互感器温度补偿前后与传统电流互感器在不同温度下的计量准确度，并通过试验测试，验证了本文分析结果的正确性和有效性。
关键词：温度；电流互感器；影响
引言
在电流互感器中有很多的优点，在一些系统中得到了很大的运用，甚至起到了关键性的作用，其中占有使用比例最大的是电网的一些项目，电流互感器以的使用一般都有着以数字化为借口的继电保护为主要运用，并提供了很大的方便，并且，在不断的实践运用中我们已经发现了电流互感器的一些问题比如：测量的准确性和稳定性都会受到一些环境的因素和温度变化的影响，在环境不同温度的影响中，互感器的操作性能就会大大减少效果，更为严重的情况下不免失去电流的测量能力。
1温度对电流互感器的影响以及平台架构测试
1.1分析环境温度对电流互感器的影响
在电流互感器中折射率更加不能划分为常数，事实上，折射率n不仅是波长λ的函数，而且还与环境温度及所处的应变状态存在着一定关系。一般用折射率状态函数n（λ，T，ξ）来描述折射率与相关变量之间的关系。通常将零压力状态下，某一固定波长和恒定温度下的折射率记为n（λ0，T0），折射率变化很小，基于以上模型，给定光源中心波长、参考温度，就可以测试出该波长和相应温度下的折射率，某一波长下的折射率温度系数。
1.2比对测试平台
以高准确度等级的电压互感器、电流互感器及标准电能表作为基准，将被测传统互感器（电磁式电压互感器、电流互感器）与被测电子式电压、电流互感器放入温箱中进行温度循环试验，通过所研制的具有互感器校验仪功能及电量自动比对功能的计量特性定量比对测试系统，得出电子式互感器与传统互感器在同一温度环境下计量准确度情况，比对测试平台架构如图所示。
在试验时，可录入电流、电压、频率等参数，除可以进行互感器计量误差现场检测外，还可以通过数据采集模块采用轮询方式依次采集标准电能表、传统电能表和数字式电能表在不同温度时间内的数据，并传送到数据分析模块进行分析对比，提取出反应计量特性的测试数据然后通过输出模块将误差以曲线的形式展示出来，直观的体现二者在不同温度下的计量准确度及稳定。温箱中运行的温度范围设定为－40℃～70℃，温度变化范围为110℃，温度变化速率为20K/h，热时间常数τ为3h，可实现在全温度下每隔15min测量并实时记录电子式电流互感器和传统电流互感器计量误差数据。
2比对测试原理及试验方法
2.1电流互感器准确度与环境温度变化关系
目前，常用的电子式电流互感器主要有光学电流互感器、低功耗电流互感器和罗氏线圈电流互感器，结合广西电网实际情况，仅研究线圈类电子式电流互感器，即低功耗电流互感器和罗氏线圈电流互感器。电力系统高电压等级多采用电磁式电流互感器实现对电流信号的测量，传统电磁式电流互感器依据磁势平衡原理进行电流的转换和测量，线圈类电子式互感器同样依据磁势平衡原理，采用电磁感应式电流互感器的输出信号与线圈的截面积S及匝数密度n有关，环境温度的变化会影响n和s，从而影响互感器的输出。
2.2采集器准确度与环境温度变化关系
电子式电流互感器的采集器由模拟电路和数字电路两部分组成，模拟电路主要包括滤波、放大、积分等单元。由于电阻和电容的参数和温度有关，因此温度变化会影响模拟电路的传输性能，从而影响电流互感器的输出。目前较好的电阻及电容的温度系数分别为±10－5°C－1和±3×10－5°C－1，选用相同温度系数的电阻可消除温度对放大器的影响。
2.3温度变化对积分器的影响
由图表明G2的温度系数为电阻和电容的温度系数之和，由图可知，在温度变化100℃时，温度系数变化可达0．4%。因此，电子式电流互感器采集器中的积分器受温度变化的影响较大。
3实际测试结果
110kVAIS电子式电流互感器带采集器温度试
将110kVOET711ACTG型电子式电流互感器和L（S）Ｒ－126型传统电磁式电流互感器，按图1试验方案进行温度对准确度的影响测试，考虑到全温度测试时间长、测量误差曲线间隔足够小，为了更精确得到计量误差与温度变化的对应关系，分别选取70℃及－40℃两种极限温度对电子式电流互感器和传统电流互感器准确度进行测试，得到比差、角差输出曲线如图4、图5所示。
4温度补偿技术的研究
4.1温度补偿模型的试验验证
将上述温度补偿技术应用于选用的OET711ACTG型电子式电流互感器样机电路中，通过采集器中的FP-GA固化实现该补偿算法，然后设定温度循环曲线为+20℃→+70℃→+20℃→－40℃→+20℃，每个温度点保温3小时，通过校验仪对比差进行测量，测得的结果如图所示。
结语
互感器运用时间的长短与其稳定性主要与互感器的材质以及外界因素有着很大的关系，其中最容易出现的就是温度的变化不确定，在本文的分析中得出：温度的变化已经严重地影响到了互感器的使用，从而引发了工作性能参数的变化；结合数据采集到的双折射光强信息，分析其与温度、温度变化率的关系，得出双折射光强的变化特性规律；电子式电流互感器与传统电磁式电流互感器全温度循环试验，详细分析了温度变化对线圈类电子式电流互感器和传统电磁式电流互感器输出精度的影响，找出了影响其温度特性的环节，得出其比值差、角差随温度变化的关系。研究发现电子式电流互感器较传统电磁式电流互感器输出精度更易受到温度变化的影响，在－25℃-55℃温度变化范围内电子式电流互感器比值误差和相位误差较小，只要对电子式电流互感器采取合理的温度补偿，其输出精度可以满足不同情况下变电站现场复杂环境的使用要求。
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论文作者:孙一宁,崔广泉,焦通,李昊,杨默涵
论文发表刊物:《河南电力》2018年2期
论文发表时间:2018/6/11
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