一种电磁式电流互感器的传变特性检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电网检测技术，具体涉及一种电磁式电流互感器的传变特性检测方 法。
【背景技术】
[0002] 电磁式电流互感器（Electromagnetic Current Transformer，简称 CT)作为电能 计量系统中前端信号采集装置，它在复杂信号下的传变特性与工频信号下不同，它的性能 将直接影响到电能计量的可靠性及准确性。
[0003] 电流互感器的频率特性的研究，是随着电网非正弦信号的增加，谐波污染日趋严 重，才慢慢引起了学者的关注。早期的文献也主要集中在非正弦（畸变或含有谐波）情况 下，电流互感器的频率响应。有学者为了研究谐波情况下电流互感器的传变特性，引入了谐 波比差与谐波角差的概念，为后人的研究做出了建设性工作。一般情况下，频率响应的测试 方法是，在额定的单一正弦电流下，改变输入电流的频率，测量不同频率下的输出电流。但 是由于实际信号中含有谐波，将导致频率响应测试方法与实际情况下存在误差。有学者提 出了一种新的测量方法即输入电流在基波的基础上叠加一个谐波进行传变特性的测量，采 用的电流互感器为测量用互感器，测试了 50HZ-800HZ频段下的频率特性，有些数据甚至只 分析到7次谐波，但对于计量用电流互感器而言，根据国家标准GB/T 17215. 302-2013中要 求，对于谐波电能计量表的谐波测量次数最高为41次，故现有方法均与实际情况下存在一 定误差，达不到国家标准要求。
【发明内容】
[0004] 鉴于此，本发明的目的是提供一种电磁式电流互感器的传变特性检测方法。
[0005] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种电磁式电流互感器的传变特性检 测方法，在基波的基础上，叠加一定含量的多个谐波，通过选取一些比较关键的频率点，测 量一次即可得出电流互感器的频率特性。
[0006] 进一步，在测试前，对电流互感器进行退磁处理。
[0007] 由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：
[0008] 1)采用本发明对电流互感器的传变特性进行分析，将多个谐波叠加在基波的基础 上，充分考虑了各次谐波频率及幅值、相角的影响，更能贴近实际情况。
[0009] 2)在每组信号输出结束后，加入退磁信号，可防止剩磁对后续结果的影响，缩减各 组信息间的等待时间。
【附图说明】
[0010] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进 一步的详细描述，其中：
[0011] 图1为测量平台系统结构图；
[0012] 图2为CT测量原理图；
[0013] 图3单一频率法下CT的误差频率特性，其中（a)比差频率特性曲线图，（b)角差 频率特性曲线图；
[0014] 图4 CT的谐波误差特性曲线图，其中（a)CT的谐波比差特性曲线图，（b)CT的谐 波角差特性曲线图；
[0015] 图5叠加多次谐波法下CT的误差特性曲线图，其中（a)比差频率特性曲线图，（b) 角差频率特性曲线图；
[0016] 图6为加入的退磁信号的波形图。
【具体实施方式】
[0017] 以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例 仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
[0018] 图1为测量平台系统结构图；电流互感器的测量原理如图2所示。
[0019] 在图2中，&代表一次侧采样电阻，采用大功率无感铝壳电阻，阻值为1Ω 为CT 的额定负载，视不同的CT而改变，同样采用无感铝壳电阻。采用无感电阻主要是为了防止 电阻的阻抗角对角差的测量造成影响。
[0020] GB1208-2006对CT的误差做了如下定义，主要有比差和角差。
[0021] 比差（Ratio error):互感器在测量电路时所产生的误差，它是由于实际电流比与 额定电流比不相等造成的。其表达式如下：
[0023] 式中：K为额定变比，Ip 12分别为一次侧及二次侧电流的有效值。
[0024] 角差（Phase displacement):互感器的一次电流与二次电流相量的相位差。若二 次电流相量超前一次电流相量，则相位差为正值。它通常用分（'）或厘弧（crad)表示。
[0025] 实验测量时，如果采用电流钳直接对电流测量，因电流钳也属于电流互感器的一 种，将对测量结果产生影响。本发明采用测量&和R2两端的电压的方式，间接计算得到一 次侧及二次侧的电流值。故将（1)式改写为
[0027] 同样，角差用符号β表示，其值按（3)式计算。
[0029] 在工频、额定电流及额定负载下，可以用电流互感器校验仪测量得到其比差，这一 测量结果一般都会由厂家在电流互感器出厂时给定。可以采用这一参数对实验中的电阻进 行校正，假设工频、额定电流及额定负载下电流互感器的比差为εη，则：
[0031] Uln和U2n代表在额定电流、频率及负载下，RJPR 2两端的电压有效值。可得校正 系数K'的表达式为：
[0033] 将（5)式带入（4)式，即可求出在任何电流信号下，相对于工频额定电流下的电流 互感器的比差，如（6)式所示：
[0035] 同理，谐波负荷下的谐波比差ε h及角差β ^勺求解如（6)和（3)式所示。
[0036] CT的误差频率特性，表不的是CT的电流误差（简称比差）及相位误差（简称角 差）随频率变化的响应特性，在未加说明的情况下，频率特性指误差频率特性。现有文献中 关于电流互感器的频率测量主要有两种方式：
[0037] ①单一频率法：此种方法也是最常见的方法，通过改变输入侧电流的频率，测量得 到不同频率下的二次侧电流，计算分析得到电流互感器的频率特性。
[0038] ②叠加单次谐波法：因实际信号一般都是基波叠加谐波，同时认为电流互感器是 一个非线性元件，采用单一频率法测量可能导致测量不准确，因此采用基波叠加单次谐波 的方法测量。
[0039] 单一频率法