電流互感器選型參考及電流互感器選型原則和方法解析

如何正確的選擇電流互感器？

本文著重是講述電流互感器選型參考及電流互感器選型原則和方法，接下來(lái)我們直接進(jìn)入主題。首先要介紹的是如何正確的選擇電流互感器。

正確電流互感器選型的方法如下：

上圖為電流互感器與電流表、計(jì)量電度表的接線圖。電流互感器是一種非接觸式的電流傳感器，電流互感器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理，使被測(cè)電纜穿過空心線圈，當(dāng)被測(cè)電纜的電流發(fā)生變化時(shí)，其周圍產(chǎn)生的磁場(chǎng)也會(huì)同時(shí)發(fā)生變化，同時(shí)空心線圈的磁通量產(chǎn)生變化，磁通量的變化就會(huì)使次級(jí)回路（互感器線圖S1 S2接線端子）產(chǎn)生電流。這樣就可以根據(jù)電流互感的電信號(hào)測(cè)量電纜電流的大小。

1、根據(jù)控制電柜所控制這條回路的正常工作最大負(fù)載電流來(lái)定。比如電路 圖紙上的額定電流是32A ，選擇50/5 的就可以了。如果是49A的額定電流的話，選擇100/5的互感器比較好。一般情況下，選擇原則是：互感器的額定電流應(yīng)該大于實(shí)際額定電流的1.2～1.5倍左右。

2 穿心式互感器一次匝的和二次有個(gè)變流比的關(guān)系，例如50/5的互感器，穿1圈時(shí)為50/5，電纜從孔中穿2圈則縮少1倍電流比為25/5了。選擇50/5的或者選擇100/5的，主要是看一次電流和對(duì)二次的精度要求以及互感器的容量等。

注意：電流互感器上面P1為電源引進(jìn)端，P2為引出至負(fù)載端。S1 S2為電流互感器的二次側(cè)，它是與電流表或電度表串聯(lián)在電流回路中的。

3、應(yīng)根據(jù)電流互感器的用途，正確選擇其準(zhǔn)確度級(jí)。電流互感器的準(zhǔn)確度一般分為0.2、0.5、1.0、3.0等幾級(jí)，通常作實(shí)驗(yàn)室精密測(cè)量用選0.2級(jí)，計(jì)費(fèi)測(cè)量用0.5級(jí)，變電所配電盤上的測(cè)量?jī)x表用1.0級(jí)，一般指示儀表及繼電保護(hù)則采用3.0級(jí)。

4、電流互感器的二次負(fù)荷（包括電工儀表和繼電器）所消耗的功率（伏安數(shù)）或阻抗值不應(yīng)超過所選擇的準(zhǔn)確級(jí)相應(yīng)的額定容量。

5、應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行方式和電流互感器的接線方式，確定電流互感器的臺(tái)數(shù)。

提示：電流互感器運(yùn)行時(shí)切不可開路。以上均為常用低壓配電柜中用的AKH一.066/K互感器，品牌太多，型號(hào)選取由用戶自己選擇。

電流互感器的使用方法

1）電流互感器的接線應(yīng)遵守串聯(lián)原則：即一次繞阻應(yīng)與被測(cè)電路串聯(lián)，而二次繞阻則與所有儀表負(fù)載串聯(lián)

2）按被測(cè)電流大小，選擇合適的變比，否則誤差將增大。同時(shí)，二次側(cè)一端必須接地，以防絕緣一旦損壞時(shí)，一次側(cè)高壓竄入二次低壓側(cè)，造成人身和設(shè)備事故。

3）二次側(cè)絕對(duì)不允許開路，因一旦開路，一次側(cè)電流I1全部成為磁化電流，引起φm和E2驟增，造成鐵心過度飽和磁化，發(fā)熱嚴(yán)重乃至燒毀線圈；同時(shí)，磁路過度飽和磁化后，使誤差增大。電流互感器在正常工作時(shí)，二次側(cè)與測(cè)量?jī)x表和繼電器等電流線圈串聯(lián)使用，測(cè)量?jī)x表和繼電器等電流線圈阻抗很小，二次側(cè)近似于短路。CT二次電流的大小由一次電流決定，二次電流產(chǎn)生的磁勢(shì)，是平衡一次電流的磁勢(shì)的。

若突然使其開路，則勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)由數(shù)值很小的值驟變?yōu)楹艽蟮闹?，鐵芯中的磁通呈現(xiàn)嚴(yán)重飽和的平頂波，因此二次側(cè)繞組將在磁通過零時(shí)感應(yīng)出很高的尖頂波，其值可達(dá)到數(shù)千甚至上萬(wàn)伏，危及工作人員的安全及儀表的絕緣性能。

另外，二次側(cè)開路使二次側(cè)電壓達(dá)幾百伏，一旦觸及將造成觸電事故。因此，電流互感器二次側(cè)都備有短路開關(guān)，防止二次側(cè)開路。在使用過程中，二次側(cè)一旦開路應(yīng)馬上撤掉電路負(fù)載，然后，再停電處理。一切處理好后方可再用。

4）為了滿足測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)、斷路器失靈判斷和故障濾波等裝置的需要，在發(fā)電機(jī)、變壓器、出線、母線分段斷路器、母線斷路器、旁路斷路器等回路中均設(shè)2～8個(gè)二次繞阻的電流互感器。

5）對(duì)于保護(hù)用電流互感器的裝設(shè)地點(diǎn)應(yīng)按盡量消除主保護(hù)裝置的不保護(hù)區(qū)來(lái)設(shè)置。例如：若有兩組電流互感器，且位置允許時(shí)，應(yīng)設(shè)在斷路器兩側(cè)，使斷路器處于交叉保護(hù)范圍之中。

6）為了防止支柱式電流互感器套管閃絡(luò)造成母線故障，電流互感器通常布置在斷路器的出線或變壓器側(cè)。

7）為了減輕發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障時(shí)的損傷，用于自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置的電流互感器應(yīng)布置在發(fā)電機(jī)定子繞組的出線側(cè)。為了便于分析和在發(fā)電機(jī)并入系統(tǒng)前發(fā)現(xiàn)內(nèi)部故障，用于測(cè)量?jī)x表的電流互感器宜裝在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)。

電流互感器選型的5大原則

（一）額定電壓

電流互感器額定電壓應(yīng)大于裝設(shè)點(diǎn)線路額定電壓。

（二）變比

應(yīng)根據(jù)一次負(fù)荷計(jì)算電流IC選擇電流互感器變比。電流互感器一次側(cè)額定電流標(biāo)準(zhǔn)比（如20、30、40、50、75、100、150、2×a/C）等多種規(guī)格，二次側(cè)額定電流通常為1A或5A。

其中2×a/C表示同一臺(tái)產(chǎn)品有兩種電流比，通過改變產(chǎn)品的連接片接線方式實(shí)現(xiàn)，當(dāng)串聯(lián)時(shí)，電流比為a/c，并聯(lián)時(shí)電流比為2×a/C。一般情況下，計(jì)量用電流互感器變流比的選擇應(yīng)使其一次額定電流I1n不小于線路中的負(fù)荷電流（即計(jì)算IC）。

如線路中負(fù)荷計(jì)算電流為350A，則電流互感器的變流比應(yīng)選擇400/5。保護(hù)用的電流互感器為保證其準(zhǔn)確度要求，可以將變比選得大一些。

（三）準(zhǔn)確級(jí)

應(yīng)根據(jù)測(cè)量準(zhǔn)確度要求選擇電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)并進(jìn)行校驗(yàn)。準(zhǔn)確級(jí)選擇的原則：計(jì)費(fèi)計(jì)量用的電流互感器其準(zhǔn)確級(jí)不低于0．5級(jí)；用于監(jiān)視各進(jìn)出線回路中負(fù)荷電流大小的電流表應(yīng)選用1．0—3．0級(jí)電流互感器。為了保證準(zhǔn)確度誤差不超過規(guī)定值，一般還校驗(yàn)電流互感器二次負(fù)荷（伏安），互感器二次負(fù)荷S2不大于額定負(fù)荷S2n，所選準(zhǔn)確度才能得到保證。準(zhǔn)確度校驗(yàn)公式：S2≤S2n。

二次回路的負(fù)荷l：取決于二次回路的阻抗Z2的值，則：

式中，Si、Zi為二次回路中的儀表、繼電器線圈的額定負(fù)荷和阻抗，RXC為二次回路中所有接頭、觸點(diǎn)的接觸電阻，一般取0．1Ω，RWL為二次回路導(dǎo)線電阻，

計(jì)算公式化為：RWL=LC/（r×S）。

式中，r為導(dǎo)線的導(dǎo)電率，銅線r=53m/（Ωmm2），鋁線r=32m（Ωmm2），S為導(dǎo)線截面積（mm2），LC為導(dǎo)線的計(jì)算長(zhǎng)度（m）。設(shè)互感器到儀表單向長(zhǎng)度為L(zhǎng)1，

則：

L1互感器為星形接

LC=L1兩相V形接線

2L1一相式接線

繼電保護(hù)用的電流互感器的準(zhǔn)確度常用的有5P和l0P。保護(hù)級(jí)的準(zhǔn)確度是以額定準(zhǔn)確限值一次電流下的。

最大復(fù)合誤差ε%來(lái)標(biāo)稱的（如5P對(duì)應(yīng)的ε%=5%）。所謂額定準(zhǔn)確限值一次電流即一次電流為額定一次電流的倍數(shù)（n=I1/I1n），也稱為額定準(zhǔn)確限值系數(shù)。即要求保護(hù)用的電流互感器在可能出現(xiàn)的范圍內(nèi)，其最大復(fù)合誤差不超過ε%值。

電流互感器ε%誤差曲線校驗(yàn)步驟：

⑴按照保護(hù)裝置類型計(jì)算流過電流互感器的一次電流倍數(shù)

⑵根據(jù)電流互感器的型號(hào)、變比和一次電流倍數(shù)，在10%誤差曲線上確定電流互感器的允許二次負(fù)荷

⑶按照對(duì)電流互感器二次負(fù)荷最嚴(yán)重的短路類型，計(jì)算電流互感器的實(shí)際二次負(fù)荷

⑷比較實(shí)際二次負(fù)荷與允許二次負(fù)荷。如實(shí)際二次負(fù)荷小于允許二次負(fù)荷，表示電流互感器的誤差不超過10%誤差：

A、增大連接導(dǎo)線截面或縮短連接導(dǎo)線長(zhǎng)度，以減小實(shí)際二次負(fù)荷

B、選擇比較大的電流互感器，減小一次電流倍數(shù)，增大允許二次負(fù)荷

C、將電流互感器的二次繞組串聯(lián)起來(lái)，使允許二次負(fù)荷增大一倍。

（四）動(dòng)、熱穩(wěn)定度

需校驗(yàn)電流互感器的動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度，廠家的產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)中都給出了動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)Kes和熱穩(wěn)定倍數(shù)Kt，因此按下列公式分別校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定和熱定度即可。

1）動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn)Kes×I1N≥iSh

2）熱穩(wěn)定度校驗(yàn)（KtI1n）2t≥I⑶∞tima

式中，t為熱穩(wěn)定電流時(shí)間。

（五）額定容量

電流互感器二次額定容量要大于實(shí)際二次負(fù)載，實(shí)際二次負(fù)載應(yīng)為25～100%二次額定容量。容量決定二次側(cè)負(fù)載阻抗，負(fù)載阻抗又影響測(cè)量或控制精度。負(fù)載阻抗主要受測(cè)量?jī)x表和繼電器線圈電阻、電抗及接線接觸電阻、二次連接導(dǎo)線電阻的影響。

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