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(zhù)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、計量電度表的接線(xiàn)圖。電流互感器是一種非接觸式的電流傳感器，電流互感器是根據電磁感應原理，使被測電纜穿過(guò)空心線(xiàn)圈，當被測電纜的電流發(fā)生變化時(shí)，其周?chē)a(chǎn)生的磁場(chǎng)也會(huì )同時(shí)發(fā)生變化，同時(shí)空心線(xiàn)圈的磁通量產(chǎn)生變化，磁通量的變化就會(huì )使次級回路（互感器線(xiàn)圖S1 S2接線(xiàn)端子）產(chǎn)生電流。這樣就可以根據電流互感的電信號測量電纜電流的大小。

1、根據控制電柜所控制這條回路的正常工作最大負載電流來(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(huà)，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為引出至負載端。S1 S2為電流互感器的二次側，它是與電流表或電度表串聯(lián)在電流回路中的。

3、應根據電流互感器的用途，正確選擇其準確度級。電流互感器的準確度一般分為0.2、0.5、1.0、3.0等幾級，通常作實(shí)驗室精密測量用選0.2級，計費測量用0.5級，變電所配電盤(pán)上的測量?jì)x表用1.0級，一般指示儀表及繼電保護則采用3.0級。

4、電流互感器的二次負荷（包括電工儀表和繼電器）所消耗的功率（伏安數）或阻抗值不應超過(guò)所選擇的準確級相應的額定容量。

5、應根據系統的運行方式和電流互感器的接線(xiàn)方式，確定電流互感器的臺數。

提示：電流互感器運行時(shí)切不可開(kāi)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，型號選取由用戶(hù)自己選擇。

電流互感器的使用方法

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

2）按被測電流大小，選擇合適的變比，否則誤差將增大。同時(shí)，二次側一端必須接地，以防絕緣一旦損壞時(shí)，一次側高壓竄入二次低壓側，造成人身和設備事故。

3）二次側絕對不允許開(kāi)路，因一旦開(kāi)路，一次側電流I1全部成為磁化電流，引起φm和E2驟增，造成鐵心過(guò)度飽和磁化，發(fā)熱嚴重乃至燒毀線(xiàn)圈；同時(shí)，磁路過(guò)度飽和磁化后，使誤差增大。電流互感器在正常工作時(shí)，二次側與測量?jì)x表和繼電器等電流線(xiàn)圈串聯(lián)使用，測量?jì)x表和繼電器等電流線(xiàn)圈阻抗很小，二次側近似于短路。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，是平衡一次電流的磁勢的。

若突然使其開(kāi)路，則勵磁電動(dòng)勢由數值很小的值驟變?yōu)楹艽蟮闹担F芯中的磁通呈現嚴重飽和的平頂波，因此二次側繞組將在磁通過(guò)零時(shí)感應出很高的尖頂波，其值可達到數千甚至上萬(wàn)伏，危及工作人員的安全及儀表的絕緣性能。

另外，二次側開(kāi)路使二次側電壓達幾百伏，一旦觸及將造成觸電事故。因此，電流互感器二次側都備有短路開(kāi)關(guān)，防止二次側開(kāi)路。在使用過(guò)程中，二次側一旦開(kāi)路應馬上撤掉電路負載，然后，再停電處理。一切處理好后方可再用。

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

5）對于保護用電流互感器的裝設地點(diǎn)應按盡量消除主保護裝置的不保護區來(lái)設置。例如：若有兩組電流互感器，且位置允許時(shí)，應設在斷路器兩側，使斷路器處于交叉保護范圍之中。

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

7）為了減輕發(fā)電機內部故障時(shí)的損傷，用于自動(dòng)調節勵磁裝置的電流互感器應布置在發(fā)電機定子繞組的出線(xiàn)側。為了便于分析和在發(fā)電機并入系統前發(fā)現內部故障，用于測量?jì)x表的電流互感器宜裝在發(fā)電機中性點(diǎn)側。

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大于裝設點(diǎn)線(xiàn)路額定電壓。

（二）變比

應根據一次負荷計算電流IC選擇電流互感器變比。電流互感器一次側額定電流標準比（如20、30、40、50、75、100、150、2×a/C）等多種規格，二次側額定電流通常為1A或5A。

其中2×a/C表示同一臺產(chǎn)品有兩種電流比，通過(guò)改變產(chǎn)品的連接片接線(xiàn)方式實(shí)現，當串聯(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，計量用電流互感器變流比的選擇應使其一次額定電流I1n不小于線(xiàn)路中的負荷電流（即計算IC）。

如線(xiàn)路中負荷計算電流為350A，則電流互感器的變流比應選擇400/5。保護用的電流互感器為保證其準確度要求，可以將變比選得大一些。

（三）準確級

應根據測量準確度要求選擇電流互感器的準確級并進(jìn)行校驗。準確級選擇的原則：計費計量用的電流互感器其準確級不低于0．5級；用于監視各進(jìn)出線(xiàn)回路中負荷電流大小的電流表應選用1．0—3．0級電流互感器。為了保證準確度誤差不超過(guò)規定值，一般還校驗電流互感器二次負荷（伏安），互感器二次負荷S2不大于額定負荷S2n，所選準確度才能得到保證。準確度校驗公式：S2≤S2n。

二次回路的負荷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(xiàn)圈的額定負荷和阻抗，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為二次回路導線(xiàn)電阻，

計算公式化為：RWL=LC/（r×S）。

式中，r為導線(xiàn)的導電率，銅線(xiàn)r=53m/（Ωmm2），鋁線(xiàn)r=32m（Ωmm2），S為導線(xiàn)截面積（mm2），LC為導線(xiàn)的計算長(cháng)度（m）。設互感器到儀表單向長(cháng)度為L(cháng)1，

則：

L1互感器為星形接

LC=L1兩相V形接線(xiàn)

2L1一相式接線(xiàn)

繼電保護用的電流互感器的準確度常用的有5P和l0P。保護級的準確度是以額定準確限值一次電流下的。

最大復合誤差ε%來(lái)標稱(chēng)的（如5P對應的ε%=5%）。所謂額定準確限值一次電流即一次電流為額定一次電流的倍數（n=I1/I1n），也稱(chēng)為額定準確限值系數。即要求保護用的電流互感器在可能出現的范圍內，其最大復合誤差不超過(guò)ε%值。

電流互感器ε%誤差曲線(xiàn)校驗步驟：

⑴按照保護裝置類(lèi)型計算流過(guò)電流互感器的一次電流倍數

⑵根據電流互感器的型號、變比和一次電流倍數，在10%誤差曲線(xiàn)上確定電流互感器的允許二次負荷

⑶按照對電流互感器二次負荷最嚴重的短路類(lèi)型，計算電流互感器的實(shí)際二次負荷

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

A、增大連接導線(xiàn)截面或縮短連接導線(xiàn)長(cháng)度，以減小實(shí)際二次負荷

B、選擇比較大的電流互感器，減小一次電流倍數，增大允許二次負荷

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

（四）動(dòng)、熱穩定度

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

1）動(dòng)穩定度校驗Kes×I1N≥iSh

2）熱穩定度校驗（KtI1n）2t≥I⑶∞tima

式中，t為熱穩定電流時(shí)間。

（五）額定容量

電流互感器二次額定容量要大于實(shí)際二次負載，實(shí)際二次負載應為25～100%二次額定容量。容量決定二次側負載阻抗，負載阻抗又影響測量或控制精度。負載阻抗主要受測量?jì)x表和繼電器線(xiàn)圈電阻、電抗及接線(xiàn)接觸電阻、二次連接導線(xiàn)電阻的影響。

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