電流互感器選擇與檢驗的原則

1 前言

　　近幾年來，隨著我國電力工業(yè)中城網(wǎng)及農(nóng)網(wǎng)的改造，以及供電系統(tǒng)的自動化程度不斷提高，電流互感器作為電力系統(tǒng)的一種重要電氣設(shè)備，已被廣泛地應(yīng)用于繼電保護、系統(tǒng)監(jiān)測和電力系統(tǒng)分析之中。

　　電流互感器作為一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間聯(lián)絡(luò)元件，起著將一次系統(tǒng)的大電流變換成二次系統(tǒng)的小電流，用以分別向測量儀表、繼電器的電流線圈供電，正確反映電氣設(shè)備的正常運行參數(shù)和故障情況，使測量儀表和繼電器等二次側(cè)的設(shè)備與一次側(cè)高壓設(shè)備在電氣方面隔離，以保證工作人員的安全。同時，使二次側(cè)設(shè)備實現(xiàn)標準化、小型化，結(jié)構(gòu)輕巧，價格便宜，便于屏內(nèi)安裝，便于采用低壓小截面控制電纜，實現(xiàn)遠距離測量和控制。當一次系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，能夠保護測量儀表和繼電器等二次設(shè)備免受大電流的損害。下面就有關(guān)電流互感器的選擇和使用作一淺薄探討，以饗各位讀者朋友。

2電流互感器的原理

　　互感器，一般W1≤W2，可見電流互流感器為一“變流”器，基本原理與變壓器相同，工作狀況接近于變壓器短路狀態(tài)，原邊符號為L1、L2，副邊符號為K1、K2?；ジ衅鞯脑叴尤胫骶€路，被測電流為I1，原邊匝數(shù)為W1，副邊接內(nèi)阻很小的電流表或功率表的電流線圈，副邊電流為I2，副邊匝數(shù)為W2。原副邊電磁量及規(guī)定正方向由電工學規(guī)定。 

　　由原理可知，當副邊開路時，原邊電流I1中只有用來建立主磁通Φm的磁化電流I0，當副邊電流不等于零時，則產(chǎn)生一個去磁磁化力I2W1，它力圖改變Φm，但U1一定時，Φm是基本不變的，即保持I0W1不變，因為I2的出現(xiàn)，必使原邊電流Il增加，以抵消I2W2的去磁作用，從而保證I0W1不變，故有：

　　I1Wl＝I0Wl+(－I2W2) (1)
　　即I0＝I1+W2I2／Wl (2)
　　在理想情況下，即忽略線圈的電阻，鐵心損耗及漏磁通可得：
　　I1W1＝－I2W2
　　有：Il／I2＝－W2／W1

3 電流互感器的選擇

3．1 電流互感器選擇與檢驗的原則

　　1)電流互感器額定電壓不小于裝設(shè)點線路額定電壓；
　　2)根據(jù)一次負荷計算電流IC選擇電流互感器變化；
　　3)根據(jù)二次回路的要求選擇電流互感器的準確度并校驗準確度；
　　4)校驗動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。

3．2 電流互感器變流比選擇

　　電流互感器一次額定電流I1n和二次額定電流I2n之比，稱為電流互感器的額定變流比，Ki＝I1n／I2n≈N2／N1式中，N1和N2為電流互感器一次繞組和二次繞組的匝數(shù)。
　　電流互感器一次側(cè)額定電流標準比(如20、30、40、50、75、100、150(A)、2Xa／C)等多種規(guī)格，二次側(cè)額定電流通常為1A或5A。其中2Xa／C表示同一臺產(chǎn)品有兩種電流比，通過改變產(chǎn)品頂部儲油柜外的連接片接線方式實現(xiàn)，當串聯(lián)時，電流比為a／c，并聯(lián)時電流比為2Xa／C。一般情況下，計量用電流互感器變流比的選擇應(yīng)使其一次額定電流I1n不小于線路中的負荷電流(即計算IC)。如線路中負荷計算電流為350A，則電流互感器的變流比應(yīng)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。 

3．3 電流互感器準確度選擇及校驗

　　所謂準確度是指在規(guī)定的二次負荷范圍內(nèi)，一次電流為額定值時的最大誤差。我國電流互感器的準確度和誤差限值，對于不同的測量儀表，應(yīng)選用不同準確度的電流互感器。
　　準確度選擇的原則：計費計量用的電流互感器其準度為0．2～0．5級；用于監(jiān)視各進出線回路中負荷電流大小的電流表應(yīng)選用1．0—3．0級電流互感器。為了保證準確度誤差不超過規(guī)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：
　　S2＝I2n2︱Z2︱≈I2n2(∑︱Zi︱+ RWl+RXC)
　　或S2V1≈∑Si+I2n2(RWl+RXC)
　　式中，Si、Zi為二次回路中的儀表、繼電器線圈的額定負荷和阻抗，RXC為二次回路中所有接頭、觸點的接觸電阻，一般取0．1Ω，RWL為二次回路導(dǎo)線電阻，
　　計算公式化為：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)線的計算長度(m)。設(shè)互感器到儀表單向長度為L1，

　　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(fù)合誤差ε%來標稱的(如5P對應(yīng)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(shù)(n＝I1／I1n)，也稱為額定準確限值系數(shù)。即要求保護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。