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电流互感器主要由一次绕组、二次绕组及铁芯组成。当一次绕组中流过电流I1时，在一次绕组上就会存在一次磁动势I1 N1。根据电磁感应和磁动势平衡原理，在二次绕组中就会产生感应电流I2，并以二次磁动势I2N2去抵消一次磁动势I1N1。
在理想情况下，存在磁动势平衡方程式I1N1+I2N2=0。此时，电流互感器不存在误差，称为理想互感器。根据上式可推算出电流比与匝数成反比，以上，就是电流互感器的基本工作原理。
在实际中，要使电磁感应这一能量转换形式持续存在，就必须持续供给铁芯一个激磁磁动势I0Nl，方程式变为I1Nl+I2N2=I0Nl。
可见，激磁磁动势的存在，是电流互感器产生误差的主要原因。

    虽然实际电流互感器的二次电流与一次电流基本成正比，但由于电流互感器本身的励磁损耗和磁路饱和等因素的影响，测量所得的二次电流2与一次电流1在数值和相位上都存在着一定的差异，这就是电流互感器的误差。

    1．电流误差

    电流互感器在测量电流时所产生的数值误差称为电流误差，它取二次电流测量值与额定电流比相乘所得的乘积与实际一次电流之差，并用后者的百分数表示，即

    (1)

    将Ki的关系式代入后，得

    (2)

    当I2N2大于I1N1时，电流误差为正，反之为负。

    2．相位差

    旋转了180°的二次电流相量-2和一次电流相量1间的夹角称为电流互感器的相位差δi，当-2超前于1时，相位差δi为正值，反之为负值，通常以(′)分表示。

    3．复合误差

    电流互感器在额定电流附近工作时，一次及二次电流都非常接近正弦波，电流互感器的误差是额定频率和正弦波下的误差。但对于保护用电流互感器来说，当系统发生短路后，由于短路电流很大，铁芯趋向饱和，励磁电流和二次电流的波形都不再是正弦波，而含有一系列的高次谐波，这时就不能用电流误差和相位差来描述了，而要引入复合误差这个概念。复合误差εc是指在稳态情况下，折算到一次侧的二次电流瞬时值与一次电流瞬时值之差的有效值与一次电流有效值之比，以百分值表示，即

    (3)

式中：I1为一次电流的有效值；i1、i2分别为一、二次电流的瞬时值；T为一个周波的时间。

    复合误差这样定义既适合于正弦电流，也适合于非正弦电流，主要用于衡量保护用电流互感器(P级)的准确限值特性。

    为减小电流互感器的误差，常采取各种补偿措施，如整数匝补偿、分数匝补偿、磁分路补偿等。

　　电流互感器的准确级：电流互感器根据测量误差的大小可划分为不同的准确级。准确级是指在规定的二次负荷变化范围内，一次电流为额定值时的*大电流误差。

    对于保护用电流互感器的要求与测量用电流互感器有所不同。保护用电流互感器主要工作在系统短路时，因此在额定一次电流范围内的准确度要求不如测量级高，为3～5级也可满足要求，但在可能出现的短路电流范围内，则要求电流互感器能够准确地将一次回路电流信息传送给保护装置，保证必要的准确度。保护用电流互感器的误差主要是由铁芯饱和造成的。

    保护用电流互感器按用途可分为稳态保护用(P)和暂态保护用(TP)两类。稳态保护用电流互感器应用比较广泛，它是按稳态条件设计的，不考虑暂态饱和问题，可按通过互感器的*大稳态短路电流选用电流互感器。由于在短路过程中电流关系复杂，故稳态保护用电流互感器的准确级常用在规定的一次短路电流下，其允许的*大复合误差百分数来标称，有5P和10P两种准确级，P表示保护用。能够使保护用电流互感器复合误差不超过限值的*大一次电流称为额定准确限值一次电流。在表示稳态保护用电流互感器的准确级时，一般将准确限值系数一并给出。所谓准确限值系数是指额定准确限值一次电流与额定一次电流的比值。例如5P20，表示该保护用电流互感器的准确级为5P，只要一次侧流过的*大电流不超过一次额定电流的20倍，其复合误差就不会超过5%。一般情况下，对于220kV及以下的电力系统的保护用电流互感器选用P级即可满足要求。稳态保护用电流互感器的准确级和误差限值见表3-2，表中负荷的功率因数为0.8（滞后）。

    表    稳态保护用电流互感器的准确级和误差限值

    对于500kV等超高压系统，一方面短路电流不但幅值增大，而且由于系统时间常数增大，短路电流中非周期分量衰减变慢，短路电流的持续时间加长；另一方面，随着系统容量的扩大，为了减轻故障电流的危害，要求缩短保护的动作时间，系统的主保护可能在故障的暂态过程中动作，因此要求选用能在暂态过程中准确工作的暂态保护用电流互感器。暂态保护用电流互感器采取一些特殊措施（如增大铁芯截面，铁芯设置非磁性间隙，选择饱和倍数高的磁性材料等），使电流互感器在*严重的暂态条件下不饱和，二次电流误差在规定范围内。它包括TPS、TPX、TPY、TPZ等类型。TPS级电流互感器是低漏磁型的，其铁芯不设非磁性间隙，铁芯截面比稳态保护级的截面大得不多，适用于对互感器变比和励磁特性有严格要求的情况，如高阻抗母线保护等，其准确级的误差限值由匝数比误差和二次励磁特性确定，即匝数比误差不得超过0. 20%，励磁特性的二次极限电压不低于规定值，此电压幅值增大10%时致使相应励磁电流增大不超过****。TPX级电流互感器的铁芯也不设非磁性间隙，在同样的条件下与TPY、TPZ级的相比，铁芯暂态面积系数要大得多。TPY级电流互感器的铁芯中设有非磁性间隙，非磁性间隙长度较短。稳态保护用电流互感器的误差限值条件由复合误差规定。但对于TPX、TPY级的暂态保护用电流互感器来说，由于同时具有周期分量和非周期分量，只能用瞬时电流描述，所以其准确级的误差限值规定为峰值瞬时误差。TPZ级电流互感器铁芯中的非磁性间隙尺寸较大，铁芯的磁导率基本恒定，铁芯磁化曲线线性度好，对交流分量的传变性能好，能保证交流分量的误差，但不能保证非周期分量和低频分量的误差，所以一般不用于主设备保护和断路器失灵保护。TPZ级电流互感器准确级的误差限值规定为交流分量峰值瞬时误差。

    测量用电流互感器和保护用电流互感器这两类电流互感器的工作范围和性能差别很大，一般不用同一个电流互感器同时实现测量和保护功能，但在同一回路中，往往需要数量很多的电流互感器，为了节约材料和投资，在高压电流互感器中，可将多个没有磁联系的独立铁芯和二次绕组组装在一组电流互感器内，一次绕组同时穿过多个铁芯，分别实现测量和保护功能。例如10～35kV的电流互感器有两个二次绕组，63～110kV有3～5个二次绕组，220kV及以上有4～7个二次绕组。