1、計(jì)量用電流互感器的選擇及使用電能計(jì)量裝置主要由電能表、計(jì)量用電壓互感器、電流互感器及二次回路等部分組成，電流互感器是 能計(jì)量裝置的重要組成部分，現(xiàn)介紹計(jì)量用電流互感器的選擇原則和使用注意事項(xiàng)。1選擇的原則1.1額定電壓的確定電流互感器的額定電壓 UN應(yīng)與被測(cè)線路的電壓 UL相適應(yīng)，即U2 UL1.2額定變比的確定通常根據(jù)電流互感器所接一次負(fù)荷來確定額定一次電流I1 ,即：I1=P1/UNcos p式中U 電流互感器的額定電壓，kV;P1電流互感器所接的一次電力負(fù)荷，kVA;cos p平均功率因數(shù)，一般按 cos p =0.8計(jì)算。為保證計(jì)量的準(zhǔn)確度，選擇時(shí)應(yīng)保證正常運(yùn)行時(shí)的一次電流為其額定值的

2、60穌右，至少不得低于 30%電流互感器的額定變比則由額定一次電流與額定二次電流的比值決定。1.3額定二次負(fù)荷的確定互感器若接入的二次負(fù)荷超過額定二次負(fù)荷時(shí)，其準(zhǔn)確度等級(jí)將下降。為保證計(jì)量的準(zhǔn)確性，一般要 求電流互感器的二次負(fù)荷 S2必須在額定二次負(fù)荷 S2N的25%100成圍內(nèi)，即：0.25S2NK SM S2N1.4額定功率因數(shù)的確定計(jì)量用電流互感器額定二次負(fù)荷的功率因數(shù)應(yīng)為0.81.0 o1.5準(zhǔn)確度等級(jí)的確定根據(jù)電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程（DL/T448-2000 ）規(guī)定，運(yùn)行中的電能計(jì)量裝置按其所計(jì)量電能量的多少和計(jì)量對(duì)象的重要程度，分為I、II、III、IV、V五類，不同類別的電能計(jì)

3、量裝置對(duì)電流互感器準(zhǔn)確度等級(jí)的要求也不同，詳見下表 ： 電流互感器的配置保護(hù)用電流互感器準(zhǔn)確級(jí)選擇的探討1問題的提出保護(hù)用電流互感器（TA）主要與繼電保護(hù)裝置配合，在線路發(fā)生短路過載等故障時(shí)，向繼電裝置提供信 號(hào)切斷故障電路，保護(hù)電力系統(tǒng)的安全。它的工作條件與測(cè)量用互感器完全不同，后者正常一次電流工作 范圍有合適的準(zhǔn)確度即可，當(dāng)通過故障短路電流時(shí)，希望互感器盡早飽和，以保護(hù)測(cè)量儀表不受短路電流 損害。而前者在比正常電流大幾倍或幾十倍電流時(shí)才開始工作，其誤差（電流和相位誤差）要求在誤差曲線范圍內(nèi)，而同時(shí)考核電流誤差和相位差時(shí)用復(fù)合誤差。保護(hù)用TA 一次電流i1較小時(shí)，二次電流i2線 性變化；當(dāng)i

4、1增大到一定時(shí)，互感器鐵心中的磁密很高。由于鐵磁材料的非線性，勵(lì)磁電流i0中高次諧波含量很大，波形呈尖頂形，與正弦波相去甚遠(yuǎn)，即使il是理想的正弦波，i2也不是正弦的。非正弦小波不能用相量圖分析，需采用復(fù)合誤差的（概念分析），這使i0迅速增大，相當(dāng)于部分i1未能轉(zhuǎn)換成i2, i2與i1不再成正比變化，從而增加 TA誤差。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障而引起繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)，短路電流 i很大，一般為額定電流的 10幾倍，使誤差增 大，危及保護(hù)裝置的靈敏性和選擇性。TA另外，從原理上講，TA本身是個(gè)特殊的變壓器，變壓器都有在額定負(fù)荷下運(yùn)行的要求。因此，如 二次側(cè)負(fù)荷超過其額定二次負(fù)荷值，同樣會(huì)增加其誤差。

5、2解決的思路如上所述，TA誤差不可避免，其大小與 TA鐵心勵(lì)磁特性及二次側(cè)負(fù)荷有關(guān)。要控制好這個(gè)誤差，須處理 TA所在位置最大故障i、該電流與額定i1的比值、額定電流比及額定二次 負(fù)荷的關(guān)系。因此需準(zhǔn)確了解準(zhǔn)確級(jí)及與其相關(guān)的準(zhǔn)確級(jí)限值、額定電流比和額定負(fù)荷的概念。要解決此 問題，就要根據(jù)變電站的實(shí)際情況選擇合適的準(zhǔn)確級(jí)。對(duì)保護(hù)用TA,準(zhǔn)確級(jí)以該級(jí)在額定準(zhǔn)確限值i1下的最大允許復(fù)合誤差的百分?jǐn)?shù)標(biāo)稱，其后標(biāo)以字母""表示保護(hù)1,它實(shí)際上是人為規(guī)定的 TA制造的誤差等級(jí)要求。準(zhǔn)確限值系數(shù)指能滿足復(fù)合誤差要求的 ilmax與額定i1的比值。額定電流比則指額定i1與i2的比值。額定負(fù)

6、荷是確定互感器準(zhǔn)確級(jí)所依據(jù)的二次負(fù)荷值1。在早期國家標(biāo)準(zhǔn)電流互感器（GB1208-75）中規(guī)定，TA保護(hù)準(zhǔn)確級(jí)為B和D級(jí)。在選擇保護(hù)用 TA準(zhǔn)確級(jí)時(shí)，應(yīng)校驗(yàn)10%誤差曲線，以保證在短路時(shí)電流誤差不超過規(guī)定值2。目前新版中規(guī)定準(zhǔn)確級(jí)為 5P和10P,分別表示在額定準(zhǔn)確限值 i1時(shí)的復(fù)合誤差限值為 5%、10% ;其準(zhǔn)確限值系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值系列為5、10、15、20、30等，表示在短路故障下，若短路電流 i與額定i1,相比的倍數(shù)小于該值，則誤差控制在準(zhǔn) 確級(jí)范圍內(nèi)。因此，得到2個(gè)結(jié)論：1）選擇保護(hù)用TA的準(zhǔn)確級(jí)須同時(shí)選擇準(zhǔn)確限值系數(shù)，如5P20及1 200 /5A,表示i>20倍額定i1,即20X

7、 1 200 = 24 kA范圍之內(nèi)時(shí)，復(fù)合誤差5% ; 2）選擇雙方向，即可根據(jù)已給 定的ilmax、二次負(fù)荷值和10%誤差曲線，準(zhǔn)確限值系數(shù)，選擇額定電流比；也可根據(jù)給定的i1max、額定電流比和10%誤差曲線選擇準(zhǔn)確限值系數(shù)，根據(jù)10%誤差曲線選擇額定二次負(fù)荷和二次電纜截面。在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，TA二次負(fù)荷應(yīng)滿足10%誤差曲線的要求，只要 TA二次實(shí)際負(fù)荷<10 %誤差曲線允 許的負(fù)荷，其測(cè)量誤差在 10%以內(nèi)。二次負(fù)荷越大，鐵心越容易飽和。 3實(shí)例說明某110kV變電站110kV母線i1max25 kA , TA二次側(cè)負(fù)荷 40 VA。首先根據(jù)繼電保護(hù)裝置的要求，保護(hù)用TA的穩(wěn)

8、態(tài)誤差> 10 %3,根據(jù)工程建設(shè)控制設(shè)備造價(jià)選擇準(zhǔn)確級(jí)為10P。根據(jù)實(shí)例查圖2曲線，得到準(zhǔn)確限值系數(shù)為 24。根據(jù)ilmax。為25kA除以準(zhǔn)確限值系數(shù)得到 1042A。考慮到準(zhǔn)確限值系數(shù)應(yīng)盡量 <l0 %誤差曲線上對(duì)應(yīng)的二次負(fù)荷數(shù)值的因素，取額定 il為1250A。保護(hù)用電流互感器準(zhǔn)確級(jí)選擇的探討摘要分析了由于保護(hù)用互感器鐵心非線性特性，當(dāng)互感器一次側(cè)電流很大時(shí)，二次側(cè)電流未能按線性 變化，造成互感器復(fù)合誤差。同時(shí)介紹了準(zhǔn)確級(jí)和準(zhǔn)確級(jí)限值的概念，并在此基礎(chǔ)上，結(jié)合工程實(shí)例對(duì)保 護(hù)用互感器進(jìn)行選擇，結(jié)果滿足要求。關(guān)鍵詞保護(hù)用電流互感器準(zhǔn)確級(jí)選擇1問題的提出 保護(hù)用電流互感

9、器（TA）主要與繼電保護(hù)裝置配合，在線路發(fā)生短路過載等故障時(shí)，向繼電裝置提供信號(hào)切斷故障電路， 保護(hù)電力系統(tǒng)的安全。它的工作條件與測(cè)量用互感器完全不同，后者正常一次電流工作范圍有合適的準(zhǔn)確 度即可，當(dāng)通過故障短路電流時(shí)，希望互感器盡早飽和，以保護(hù)測(cè)量儀表不受短路電流損害。而前者在比 正常電流大幾倍或幾十倍電流時(shí)才開始工作，其誤差（電流和相位誤差）要求在誤差曲線范圍內(nèi)，而同時(shí)考核電流誤差和相位差時(shí)用復(fù)合誤差。保護(hù)用TA一次電流i1較小時(shí)，二次電流i2線性變化；當(dāng)i1增大到一定時(shí)，互感器鐵心中的磁密很高。由于鐵磁材料的非線性，勵(lì)磁電流 i0中高次諧波含量很大，波形呈尖 頂形，與正弦波相去甚遠(yuǎn)，即使

10、il是理想的正弦波，i2也不是正弦的。非正弦小波不能用相量圖分析，需采用復(fù)合誤差的（概念分析），這使i0迅速增大，相當(dāng)于部分i1未能轉(zhuǎn)換成i2 , i2與i1不再成正比變 化，從而增加TA誤差。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障而引起繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)，短路電流 i很大，一般為額定 電流的10幾倍，使誤差增大，危及保護(hù)裝置的靈敏性和選擇性。另外，從原理上講，TA本身是個(gè)特殊的變壓器，變壓器都有在額定負(fù)荷下運(yùn)行的要求。因此，如TA二次側(cè)負(fù)荷超過其額定二次負(fù)荷值，同樣會(huì)增加其誤差。2解決的思路如上所述，TA誤差不可避免，其大小與 TA鐵心勵(lì)磁特性及二次側(cè)負(fù)荷有關(guān)。要控制好這個(gè)誤差，須處理 TA所在位置最大故障i、

11、該電流與額定i1的比值、額定電流比及額定二次負(fù) 荷的關(guān)系。因此需準(zhǔn)確了解準(zhǔn)確級(jí)及與其相關(guān)的準(zhǔn)確級(jí)限值、額定電流比和額定負(fù)荷的概念。要解決此問 題，就要根據(jù)變電站的實(shí)際情況選擇合適的準(zhǔn)確級(jí)。對(duì)保護(hù)用TA,準(zhǔn)確級(jí)以該級(jí)在額定準(zhǔn)確限值i1下的最大允許復(fù)合誤差的百分?jǐn)?shù)標(biāo)稱，其后標(biāo)以字母"P"表示保護(hù)1,它實(shí)際上是人為規(guī)定的 TA制造的誤差等級(jí)要求。準(zhǔn)確限值系數(shù)指能滿足復(fù)合誤差要求的ilmax與額定i1的比值。額定電流比則指額定i1與i2的比值。額定負(fù)荷是確定互感器準(zhǔn)確級(jí)所依據(jù)的二次負(fù)荷值1。在早期國家標(biāo)準(zhǔn)電流互感器(GB1208-75)中規(guī)定，TA保護(hù)準(zhǔn)確級(jí)為B和D

12、級(jí)。在選擇保護(hù)用TA準(zhǔn)確級(jí)時(shí)，應(yīng)校驗(yàn)10%誤差曲線，以保 證在短路時(shí)電流誤差不超過規(guī)定值2。目前新版中規(guī)定準(zhǔn)確級(jí)為5P和10P,分別表示在額定準(zhǔn)確限值i1時(shí)的復(fù)合誤差限值為5% 10%其準(zhǔn)確限值系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值系列為5、10、15、20、30等，表示在短路故障下，若短路電流i與額定i1 ,相比的倍數(shù)小于該值，則誤差控制在準(zhǔn)確級(jí)范圍內(nèi)。因此，得到2個(gè)結(jié)論：1)選擇保護(hù)用TA的準(zhǔn)確級(jí)須同時(shí)選擇準(zhǔn)確限值系數(shù)， 如5P20及1200/ 5A,表示i寧20倍額定i1,即20X1 200 = 24kA范圍之內(nèi)時(shí)，復(fù)合誤差寧5% 2)選擇雙方向，即可根據(jù)已給定的ilmax、二次負(fù)荷值和10%誤差曲線，準(zhǔn)確限值系數(shù)

13、，選擇額定電流比；也可根據(jù)給定的i1max、額定電流比和10%誤差曲線選擇準(zhǔn)確限值系數(shù)，根據(jù)10%誤差曲線選擇額定二次負(fù)荷和二次電纜截面。在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，TA二次負(fù)荷應(yīng)滿足10%誤差曲線的要求，只要 TA二次實(shí)際負(fù)荷<10 %誤差曲線允許的負(fù)荷，其測(cè)量誤差在10%以內(nèi)。二次負(fù)荷越大，鐵心越容易飽和。3實(shí)例說明 某110kV變電站110kV母線i1max25kA, TA二次側(cè)負(fù)荷40VA 首先根據(jù)繼電保護(hù)裝置的要求，保護(hù)用TA的穩(wěn)態(tài)誤差 10% 3，根據(jù)工程建設(shè)控制設(shè)備造價(jià)選擇準(zhǔn)確級(jí)為10P。根據(jù)實(shí)例查圖2曲線，得到準(zhǔn)確限值系數(shù)為24。根據(jù)ilmax。為25kA除以準(zhǔn)確限值系數(shù)得到

14、1042A。考慮到準(zhǔn)確限值系數(shù)應(yīng)盡量 &lt;l0 %誤差曲線上對(duì)應(yīng)的二次負(fù)荷數(shù)值的因素，取額定 il為1250A。電能計(jì)量裝置類另U電潦互棗踏準(zhǔn)確度等級(jí)I眠，2S°IcO. 2*'E0. 2S=3<jO,inQIVQ 5SVQ 5S*J0.2級(jí)電流互感器僅指發(fā)電機(jī)出口 也能計(jì)呈裝置中配用。1.6互感器的接線方式計(jì)量用電流互感器接線方式的選擇，與電網(wǎng)中性點(diǎn)的接地方式有關(guān)，當(dāng)為非有效接地系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)采用 兩相電流互感器，當(dāng)為有效接地系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)采用三相電流互感器，一般地，作為計(jì)費(fèi)用的電能計(jì)量裝置的 電流互感器應(yīng)接成分相接線(即采用二相四線或三相六線的接線方式)，作為非

15、計(jì)費(fèi)用的電能計(jì)量裝置的電流互感器可采用二相三線或三相線的接線方式，各種接線方式如下圖所示1.7互感器二次回路導(dǎo)線的確定由于電流互感器二次回路導(dǎo)線的阻抗是二次負(fù)荷阻抗的一部分，直接影響著電流互感器的誤差，因回 路連接導(dǎo)線的長度一定時(shí)，其截面積需要進(jìn)行計(jì)算確定。奏定電旅互唇導(dǎo)&的胡定二次負(fù)荷 弓.反顫是二族 電沛工忍，由3 ：sE a=xe «Exe«為保證電摭互熙器的準(zhǔn)確度爭(zhēng)成，耳二次允許負(fù)荷阻 折必須族宅：o MZE1 WNn *sze1二旱欠企荷阻成主蔓包括朗言儀表豐倏建圄女l夸阻折 衛(wèi).二故洼捺導(dǎo)浚由歸且KL 和援白勺搖甬蟲由巨且R ,.且n ：2r=KilZ-

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17、再魚巨全色筮備:會(huì)髭 -|=> =口 . O 1 VS * EE m/e -畋M W 曹B 木寸列2 1-I-M45WM寶口，皿J=¥/曰足茜m至 力:d A K 口 F>匚 N二.< K iXZ _+ K. . >上責(zé)+白勺導(dǎo)嘗螃訃T登I MW阪古于由肓含美黑疏言惹3S之司 就乜r 距蕙：L”村由誠五ES&*心方式. TE如 ttiTT 也g豆孩昌罟千 5母冬:TTHRT白勺=0同由王NHm會(huì)培i十豆七N.W 女H十旦 jC, >=活皿荷傳目說在咨括 w=建心啟 亙十 尊公式二整免向FM成M *二次尋乏5建g思L星 e毛-J 3V3 1- jr

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19、能計(jì)量的準(zhǔn)確度。對(duì)于計(jì)費(fèi)用戶，應(yīng)設(shè)置專用的計(jì)量電流互感器或選用有計(jì)量繞組 的電流互感器。2.2電流互感器的一次繞組和被測(cè)線路串聯(lián)，二次繞組和電測(cè)儀表串聯(lián)，接線時(shí)必須注意電流互感器 的極性，當(dāng)電流互感器內(nèi)部線圈的引出線接錯(cuò)位置、端鈕標(biāo)志錯(cuò)誤時(shí)，都屬于線圈極性接反。只有極性連 接正確，才能準(zhǔn)確測(cè)量和計(jì)量。2.3序及電流相別應(yīng)正確。如在三相三線有功電能表的24種組合接線中，只有第一元件接入U(xiǎn)、I和第二元件接入U(xiǎn)、I時(shí)，電能計(jì)量才是正確的，其它接線方式都是錯(cuò)誤的。2.4電流互感器二次繞組不允許開路，否則，將產(chǎn)生高電壓，危及設(shè)備和運(yùn)行人員的安全，同時(shí)因鐵 芯過熱，有燒壞互感器的可能，電流互感器的誤差也有

20、所增大，因此，在二次回路上工作時(shí)，應(yīng)先將電流 互感器二次側(cè)短路。2.5電流互感器二次側(cè)應(yīng)有一端可靠接地，且接地點(diǎn)只有一個(gè)。以防止一、二次側(cè)絕緣擊穿時(shí)，造成 對(duì)人身和設(shè)備的損壞。2.6二次回路的連接導(dǎo)線應(yīng)采用銅質(zhì)單芯絕緣線，嚴(yán)禁使用鋁線，且中間不得有接頭。電流二次回路 的導(dǎo)線截面積應(yīng)不小于 4mm20.2.7當(dāng)負(fù)荷變化范圍大，實(shí)際負(fù)荷電流小于30%寸，應(yīng)采用二次繞組具有抽頭的多變比電流互感器或5s、0.2s級(jí)電流互感器，或采用具有較高額定短時(shí)熱電流和動(dòng)穩(wěn)定電流，并且接近實(shí)際負(fù)荷電流的小量程 電流互感器。電力系統(tǒng)中廣泛采用的是電磁式電流互感器（以下簡稱電流互感器），它的工作原理和變壓器相似。電流互感器的原理接線，如左圖所示。電流互感器的特點(diǎn)是：（1）一次線圈串聯(lián)在電路中，并且匝數(shù)很少，因