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电流互感器的设计选择 吴华杰 （唐山供电设计院，河北 唐山 063000） 摘 要：针对国家城农网的改造，系统短路容量急剧增加、新型保护装置大量采用的状况，分析在设计中选 择电流互感器额定一次电流、额定二次电流和准确级原则，论证 S 级电流互感器的应用条件、选择原则以及多次 级电流互感器合理性和电流互感器二次参数的定量选择计算。 关键词：电流互感器；动、热稳定性；误差限值；准确级 中图分类号：TM452 文献标识码：A 文章编号：1009-9115（2004）02-0061-03 在目前的电力系统中，由于电网结构和系统容量的局限 和随着国家城农网改造的完成，系统短路容量急剧增加，电 力市场迅速发展，电力系统和电力用户对电流互感器提出了 越来越多的要求，其核心问题是动、热稳定性和计量的准确 性。长期以来，不少单位尚不能根据自身应用的条件正确地 选择电流互感器，笔者针对这种情况，力求对电流互感器的 选型做一全面分析。 1 影响电流互感器额定一次电流因素 1.1 电力负荷的要求 根据电流互感器的选择原则，要求电流互感器的额定一 次电流满足电力负荷的要求。而对系统间联络线，其负荷电 流从零到最大值是经常变化的；电力馈线的近期负荷和远景 规划相差悬殊；其他一些特殊负荷，如电铁、轧钢等最大冲 击负荷持续时间很短。由于这些馈线的电流互感器额定电流 按最大负荷电流选择，从而使得负荷电流很小时，不能满足 测量或计量准确度的要求。 1.2 电流互感器的动、热稳定性 随着电力工业的发展，系统短路容量急剧增加，安装在 电网中的电流互感器应满足装设地点的短路容量要求。选用 时，动稳定电流 Idyn（峰值）应大于或等于系统短路电流最 大值 Imax．短时热电流（热稳定电流）Ith（有效值）应大于 或等于系统稳定短路电流 Ik，同时要考虑时间和热效应相匹 配。对于额定电流较大的电流互感器容易满足要求，而当额 定电流较小时，往往不能满足要求。对具有一次导体的单匝 贯穿式电流互感器或没有一次导体的母线型电流互感器，其 额定一次电流即额定安匝，其动、热稳定性可以做得很高， 但小电流比时的准确等级和二次容量受到限制。此外，电流 互感器的额定二次容量、准确度等级和准确限值系数等参数 也程度不同地影响其动、热稳定性，因为这些参数与互感器 的铁芯截面有关，而铁芯截面及其体积又影响其一次导体的 线径或安匝数，以及电流互感器的外部整体尺寸。电流互感 器的动、热稳定性与其安装地点和安装方式有关，原因是安 装地点和安装条件限制了互感器的外部形体。一般户外安装 的电流互感器受外瓷套的限制，其动、热稳定性不能无限提 高；安装在开关柜内的电流互感器，受柜体尺寸和安装位置 的限制，其动、热稳定性的提高更为困难，特别是目前 6~10kV、额定一次电流在 100A 以下的电流互感器，其动、 热稳定性往往难以满足大容量电源点短路容量的要求。 1.3 继电保护和测量、计量装置的要求 继电保护用电流互感器，要求其在短路故障情况下，在 准确限值一次电流范围内，满足误差限值的要求，输出符合 要求的二次电流，保证保护装置正确可靠动作（或不动作）。 这类电流互感器在接近或小于额定一次电流的情况下，电流 和相位误差易于满足要求。所以继电保护用电流互感器并不 要求其额定一次电流值接近其正常符合电流，而希望其额定 电流值大于额定负荷电流，以降低其准确限值一次电流系数 的要求。 测量或计量用电流互感器通常应尽量接近正常负荷电 流，以保证其测量或计量的准确度。 在电力系统中，继电保护和测量、计量采用具有多次级 且不同电流比的同一电流互感器，可以有效地实现多种用 途、多个功能的要求。由于它们对额定电流的要求各不相同， 特别是在短路容量较大的电源点，对继电保护用的铁芯的准 确限值系数要求高；而负荷容量较小或变化范围较大，对计 量、测量的准确等级要求高的情况下效果更为明显。 2 电流互感器的误差限值 老标准中测量用电流互感器的准确级次为 0.2、0.5、1、 3、10 五档，GB1208-87 规定为 0.1、0.2、0.5、1、3、5 六 ────────── 收稿日期：2003-12-23 第 26 卷第 2 期 唐山师范学院学报 2004 年第 2 期 档和 0.2S、0.5S 两档。在额定频率、二次负荷为额定负荷的 25%~100%之间的任一值，功率因数为 0.8 时，各准确级的 电流误差和相位差不超过表 1 规定的限值。在额定频率下的 电流误差和相位差不超过表 2 规定的限值。 表 1 0.1、0.2、0.5、1、3、5 六档 准 确 级 电流误差，±% （在下列额定电流百分数时） 相位差（在下列额定电流百分数时） ±（ ′） ±crad 5 20 50 100 120