配电网系统作为电力系统的重要组成部分,其覆盖范围广、售电量大,准确检测并降低配电网系统中的互感器误差,是电能计量领域的关键技术之一。三相三元件组合互感器在配电网中大量使用,其误差特性的传统检测方法包括单相法和间接法。单相法检测没有考虑电磁场对误差的影响,导致检测结果不能准确反映其真实误差特性;间接法检测得到的是互感器误差的最大范围,仍不是真实误差,且存在测试难度较大、数据可靠性差等缺点。采用现有方法不能准确检测三相三元件组合互感器的真实误差特性,导致三相三元件组合互感器在实际状态下的误差性能仍不清楚。因此,研究三相三元件组合互感器的误差检测方法及性能改进,保证其在运行工况下良好的计量性能和电能贸易的公平公正,具有重要的学术意义和工程价值。本文以广泛应用的三相三元件组合互感器(三柱铁芯结构)为研究对象,首先,分析了采用单相法和间接法检测三相三元件组合互感器误差存在的问题;然后,在三相法检测原理分析基础上,研制了额定电压为10kV的高压标准电流互感器,搭建了基于标准互感器的三相三元件组合互感器误差三相法检测试验平台;其次,开展了不同负荷下三相三元件组合互感器误差特性的检测和分析;最后,针对三柱铁芯结构三相三元件组合互感器的缺点,提出新型三柱体铁芯结构的三相三元件组合互感器设计方案,并开展其误差特性的仿真分析。本文主要研究成果如下:(1)仿真和试验分析发现传统法不能准确检测三相三元件组合互感器误差特性,指出宜采用三相法检测三相三元件组合互感器的误差特性。研究表明:单相法检测三相三元件组合互感器的电压误差是两相绕组串联后的误差,各绕组实际承担电压均不为额定电压,实际承担负荷约为施加负荷的2倍,忽略了电流(压)对电压(流)互感器误差的影响;采用间接法计算得到的结果偏大,从而造成采用单相法和间接法检测结果评价三相三元件组合互感器计量性能是否合格的结论相互矛盾。三相法检测时模拟三相三元件组合互感器的实际工况,检测结果能够真实反映其误差特性,采用三相法检测三相三元件组合互感器误差特性具备更加合理性和有效性。(2)成功研制了用于三相法检测的、额定电压为10kV的高压标准电流互感器,搭建了基于标准互感器的三相三元件组合互感器误差三相法检测试验平台。研制的高压标准电流互感器的一次绕组与二次绕组和铁心之间增加了接地屏蔽层,并将屏蔽层通过补偿绕组接地,解决了泄漏电流影响难题,且满足规程对0.05S级标准电流互感器的误差要求;搭建的基于标准互感器的三相三元件组合互感器误差三相法检测试验平台,满足有效开展三相三元件组合互感器三相法误差检测的要求。(3)基于三相法检测分析发现了三相三元件组合互感器在变负荷下的误差规律性。研究表明:泄漏电流使电流互感器的误差向负方向偏移,且泄漏电流的影响主要体现在一次电流较小时;三相三元件组合互感器电压误差随电流线性变化,各相电压误差相差较大,其中两相的误差变化量代数和约等于第三相的误差变化量;一次负荷不平衡会影响三相三元件组合互感器的电压误差,不会影响其电流误差;电流互感器二次负荷不平衡不会影响电流误差,但电压互感器二次负荷不平衡会使电压误差线性改变。(4)提出了新型三柱体铁芯结构的三相三元件组合互感器结构设计,获得了新型三柱体铁芯结构组合互感器的电压互感器铁芯磁场和电压误差特性。针对传统三柱铁芯结构三相三元件组合互感器不完全对称的缺点,提出了新型三柱体铁芯结构的三相三元件组合互感器结构优化设计方案,其优点一是电压互感器铁芯为三柱体铁芯结构,具有完全对称且立体性;二是电流互感器为等边三角形布局,电流互感器和电压互感器的位置具有关于各相的对称性。通过开展新型三柱体铁芯结构的三相三元件组合互感器电压互感器铁芯磁场和电压误差特性仿真分析,发现新型结构三相三元件组合互感器电压互感器铁芯的磁场分布更均匀,具有更好的误差特性。