电流互感器的暂态饱和及应用计算

电流互感器的暂态饱和及应用计算

袁季修,盛和乐

(华北电力设计院,北京 100011)

摘要:讨论保护用电流互感器的暂态饱和及工程应用中的问题。互感器暂态饱和对保护装置性能有严重影

响,为保证继电保护在暂态饱和条件下正确动作,工程应用中应合理选用电流互感器的类型和参数,保护装置必要时应采取减缓互感器饱和影响的措施。文中还列举大型发电机变压器组差动保护用电流互感器的选择计算示例。

关键词:电流互感器; 饱和; 短路电流偏移; 暂态特性; 准确限值; 继电保护中图分类号:TM452 文献标识码:A 文章编号:1003-4897(2002)02-0001-05

1 前言

保护用电流互感器要求在规定的一次电流范围内,二次电流的综合误差不超出规定值。对于有铁心的电流互感器,形成误差的最主要因素是铁心的非线性励磁特性及饱和。电流互感器的饱和可分为两类:一类是大容量短路稳态对称电流引起的饱和(以下称为稳态饱和);另一类是短路电流中含有非周期分量和铁心存在剩磁而引起的暂态饱和(以下称为暂态饱和)。这两类饱和的特性有很大不同,引起的误差也差别很大。在同样的允许误差条件下,考虑暂态饱和要求的互感器铁心截面可能是仅考虑稳态饱和的数倍至数十倍。因而对互感器造价及安装条件提出了严峻的要求。以往在中低压系统和发电机容量较小的情况下,互感器暂态饱和的影响较轻,一般未采取专门对策。而对当前的超高压系统和大容量机组,为保证继电保护的正确动作,暂态饱和已成为必须考虑的因素。由于互感器暂态饱和的机理和计算较复杂,要求互感器暂态不饱和所需代价很高,因而在实际工程中应用情况较混乱。本文根据国内外的标准和应用经验,提出较规范的考虑暂态饱和的互感器选择和计算方法,供工程应用参考。作为示例,本文给出大型发电机变压器组差动保护用电流互感器的选择计算及参数选择的建议。

2 电流互感器的稳态饱和特性及对策

当电流互感器通过的稳态对称短路电流产生的二次电动势超过一定值时,互感器铁心将开始出现饱和。这种饱和情况下的二次电流如图1所示,其特点是:畸变的二次电流呈脉冲形,正负半波大体对称,畸变开始时间小于5ms(1 4周波),二次电流有效值将低于未饱

和情况。对于反应电流值的保护,如过电流保护和阻

抗保护等,饱和将使保护灵敏度降低。对于差动保护,差电流取决于两侧互感器饱和特性的差异。

图1 电流互感器稳态饱和二次电流下的波形

例如某一1200 5的电流互感器,制造部门提供

的规范为[1]

:5P20,30VA 。其中5P 为准确等级,30VA 为二次负荷额定值,20为准确限值系数(ALF)。电流互感器在额定负荷下的二次极限电动势E s =(ALF) I sn (R ct +R bn ),此时综合误差应不超过5%。综合误差也可选用10%。选择保护用电流互感器时,一般要求ALF 与额定一次电流乘积大于保护校验用短路电流,二次负荷小于互感器额定负荷,实际二次电动势不超过极限二次电动势。当前工程中经常遇到的问题是短路电流过大,ALF 不满足要求,但实际负荷比额定负荷小得多。对于低

漏磁电流互感器[2]

,可以在实际负荷下的二次电动势不超过极限值的条件下,适当提高ALF 的可用值。但应指出,对于某些不符合低漏磁要求的互感器,如U 型电流互感器、一次多匝的互感器等,在一次短路电流倍数超过ALF 时,由于铁心局部饱和可能引起二次极限电动势降低,不能在降低二次负荷时,按反比提高ALF 。有些制造厂提供的ALF 与负荷的关系曲线,未认真考虑上述局部饱和影响,使用时应慎重。

3 电流互感器的暂态饱和

短路电流一般含有非周期分量,这将使电流互感器的传变特性严重恶化。原因是电流互感器的励磁特性是按工频设计的,在传变等效频率很低的非周期分量时,铁心磁通(即励磁电流)需要大大增加。图2表示电流互感器在完全偏移的故障电流(非周期分量幅值达100%)下铁心磁通的增长情况,互感器带电阻性负荷。图中 ac 代表传变故障电流工频分量所需的磁通,而 dc 则代表传变暂态(非周期)分量所需的磁通,其值远大于传变工频分量的 ac 。磁通暂态分量 d c 是系统一次回路时间常数T p 和电流互感器二次回路时间常数T s 的函数。 dc 开始时是按T p 增长。磁通达到最大值的时间和数值与T p 、T s

等有关。

图2 电流互感器暂态饱和铁心中磁通变化情况

按是否考虑短路电流的暂态过程,电流互感器分为P 和TP 两大类。P 类电流互感器要求在 ac 情况下不饱和,而TP 类电流互感器则要求在整个工作循环中的总磁通 = ac + dc 情况下不饱和。因此要求TP 类电流互感器的铁心远大于P 类电流互感器。要求增大的倍数即暂态面积增大系数K td 。

由标准

[2]

可知,对于全偏移短路电流,在C_t _O

工作循环时,所需暂态面积系数为:

K td = p T s T p -T s e -t T p -e -t T s

+1

(1)

在C_t _O_t fr _C_t _O 工作循环时,所需暂态面积系数

为:

K td =

T p T s T

p -T s e -t T p

-e -t

T s -sin t e

-t fr

+t

T

s

+ T p T s T p -T s

e -t T p -e -t T

s +1(2)

电流互感器暂态面积系数K td 与一次时间常数

T p 有密切关系,对于P 级、TPS 和TPX 级电流互感器,T p T s ,短路电流为全偏移情况下,短路后不同时间t 的K tf 与T p 关系见图3(图中T s =10s)。在T p 较大时,K td 可达几十倍。

图3 暂态面积系数K td 与T p 的关系

当一次电流存在非周期分量导致互感器暂态饱

和时,二次电流的波形示例如图4。图中T p 为50ms,R 2n 为4 ,R 2为2 。图4(a)为互感器无剩磁的情况,图4(b)为互感器有75%剩磁的情况。

图4 电流互感器有剩磁时的暂态饱和二次电流波形

由图4可知,非周期分量导致互感器暂态饱和时二次电流波形是不对称的,开始饱和的时间较长,如图4(a)为30ms。但铁心有剩磁时,将加重饱和程度和缩短开始饱和时间,如图4(b),饱和开始时间为6ms。

对铁心中剩磁的影响必须给予足够的注意,因为电流互感器由于短路电流引起暂态饱和形成剩磁后,在正常运行的电流情况下,剩磁很难消除。文献[3]列举了在一个230kV系统141组电流互感器的调查结果如表1,可见各种程度的剩磁存在概率都是很大的。

表1 剩磁调查结果

剩磁为饱和磁通的%互感器百分数%

0-2039

21-4018

41-6016

61-8027

为了减缓暂态饱和对继电保护的影响,需要采取必要的措施。这种措施有两类:一类是保护装置具备减缓饱和影响的能力;另一类是选择适当的电流互感器类型和参数。

4 保护装置减缓互感器暂态饱和影响的措

施

母线外部故障时,各支路的短路电流分布可能很不均匀,饱和情况可能很不一致。为保证母线差动保护的正确动作,要求母线差动保护装置必须采取措施减缓暂态饱和影响,并不对电流互感器提出特殊要求。这已成为定论并得到普遍执行。

对于其它保护,如发电机差动保护、变压器差动保护等,则未有明确规定。当前国内生产的保护装置一般未采取专门措施,而需要在选择电流互感器时,考虑暂态饱和的影响。某些国外产品已声明采取了相应措施,而不再对互感器提出特殊要求。

保护装置采取的措施,使用较广泛的有高阻抗母线保护,以提高差动继电器阻抗和利用饱和互感器分流来防止区外故障误动。还有利用互感器暂态饱和有一定时延来区别差动保护中的差电流是由内部故障产生还是由饱和产生等等。本文不准备详细讨论保护装置防止互感器饱和引起误动的各种措施。只想着重指出,在当前普遍应用微机保护条件下,保护装置完全有可能采用多种有效措施来减缓暂态饱和的影响,因而可对互感器选择不提出特殊要求。这样可产生重大经济效益。所以,希望继电保护开发制造部门能在这方面取得更积极有效的成果。

还需要指出的是互感器暂态饱和与稳态饱和的特性有很大差别,反映在二次电流的波形也很不相同,因而采取的措施也应注意区别对待。例如利用故障与饱和出现的时间差时,暂态饱和与故障时差可能较明显,而稳态饱和与故障时差则较小(<5ms)。

5 考虑暂态饱和的电流互感器选择原则

电流互感器暂态饱和问题是普遍存在的,但不同情况下严重程度有所差别,所导致的后果也不同。如普遍要求选用的电流互感器保证暂态过程中不致饱和,则将大大增加投资。实际上,许多工程中选用的一般电流互感器虽未能完全满足暂态特性要求,但也可能有一定暂态储备,运行经验表明,很多情况下采用一般互感器也是可接受的。因此,选择保护用电流互感器时,应根据互感器所在系统暂态问题的严重程度,所用保护装置的特性及暂态饱和可能引起的后果等因素,慎重确定。

(1)500kV系统电流互感器选择

500kV系统和高压侧为500kV的变压器或发电机变压器组,由于一次时间常数较大(100ms以上),电流互感器暂态饱和可能较严重,由此导致保护误动或拒动的后果严重。因此,除保护装置本身能保证不受互感器暂态饱和影响的情况外,所选电流互感器应能满足暂态性能要求。

500kV线路一般保护宜选用带小气隙的TPY级电流互感器,按考虑重合闸的两次工作循环进行暂态特性验算。断路器失灵保护不宜使用TPY级电流互感器,可选用TPS级或5P等电流可较快衰减的互感器,但应注意防止互感器饱和时电流检测元件拒动。

高压侧为500kV的发电机变压器组,高压侧母线一般为一个半断路器接线,差动保护回路500kV 侧宜选用TPY级电流互感器,低压侧发电机中性点及出线端空间较紧张,装设TP类电流互感器可能存在困难,但穿越故障电流较小,一般不超出3倍额定电流。因此,为与高压侧匹配,差动保护用电流互感器在满足暂态特性要求下可选用带小气隙的5PR 级电流互感器[4]。暂态性能可按外部三相短路C-O 工作循环进行验算。

高压侧为500kV的降压变压器的差动保护回路

各侧均宜选用TPY级电流互感器。高、中压侧宜按外部线路故障C-O-C-O工作循环校验暂态特性。低压侧为三角接线时,可按外部三相短路C-O工作循环校验。

(2)220kV系统电流互感器选择

220kV系统的暂态问题(T p 60ms)及其影响后果比500kV系统相对较轻,适当降低保护用电流互感器的暂态特性要求是可以接受的。以往在220kV 系统有大量按稳态特性选用的电流互感器运行经验,但通常这些互感器的短路电流倍数和二次负荷选择留有一定裕度。因此,220kV系统一般可按稳态特性选用P类、PR类和PX类电流互感器,但宜适当提高所选用电流互感器的准确限值系数(ALF)以减少暂态饱和影响。根据运行经验,所选互感器的准确限值系数宜大于保护校验故障电流与互感器额定电流之比的两倍,即用户给定暂态系数K 2。参见IEE E Std C37.110-1996等规定。

高压侧为220kV的发电机变压器组或主变压器,虽然外部故障穿越短路电流倍数不大,但一次时间常数可能较大(发电机和发电机变压器组的T p 可能达150~250ms),短路暂态可能较严重。其差动保护的各侧电流互感器除参照上述220kV重要线路,在按稳态特性选用电流互感器时,适当提高所选的ALF外。还应特别注意各侧电流互感器特性及二次负荷的协调匹配。

(3)母线保护用电流互感器的选择

由于高压母线短路电流很大,而且外部故障时流过各互感器的电流差别也可能很大,母线差动保护用电流互感器的选择,很难满足各种外部故障下的暂态特性要求。一般需要保护装置采取必要的减轻互感器暂态饱和影响的措施。工程应用中可根据保护装置的特定要求采用适当的电流互感器。

(4)110kV及以下系统电流互感器选择

110kV及以下系统由于暂态问题及其影响相对较轻,电流互感器一般按稳态条件选择,采用P类互感器。对于发电机或发电机变压器组,可参照上节的原则选用适当的电流互感器。

6 发电机变压器组差动保护电流互感器的

选择示例

设发电机组容量为600MW,机端电压为20kV, cos =0.9。升压变压器组高压侧为500kV,母线为一个半断路器接线。高压侧短路时,通过机组的高压侧短路电流为2.1kA,T p=0.2s;系统供给的短路电流为38kA,T p=0.1s。

(1)高压侧机组额定电流为734A,电流互感器采用TPY级。考虑系统穿越电流大,变比选为2500 1,K ssc=20,T p=0.1s,R ct=9 ,R bn=15 ,T s= 0.8s。保证的工作循环为C-0.1s-O-0.5s-C-0.04s-O。根据(2)式,可求出其额定暂态面积系数K td如下:

K td=

T p T s

T p-T s

e-t T p-e-t T s-sin t

e-

t

fr

+t

al

T

s+

T p T s

T p-T s

e

-t

al

T

p-e

-

t

al

T

s+1=

314 0.1 0.8

0.1-0.8e

-

0.1

0.1-e-

0.1

0.8-sin31.4

e-0.5+0.04

0.8+

314 0.1 0.8

0.1-0.8

e-0.040.1-

e-0.040.8+1=20.5

由此求出电流互感器额定等效二次极限电动势为:

E al=K td K ssc I sn(R ct+R bn)=20.5 20 1

(9+15)=9840V

由于实际二次负荷为10 ,求得实际二次时间常数T s 如下:

T s=

T s(R ct+R b n)

R ct+R b

=

0.8(9+15)

9+10

=1.01s

系统供给的短路电流,T p=0.1s,T s=1.01s,由(2)式求出要求的暂态系数K td2 为27.4。

机组供给的短路电流,T p=0.2s,T s=1.01s,由(2)式求出要求的暂态系数K td1 为34.9。

要求的总等效暂态面积系数为:

K td =34.9

2100

40100

+27.4

38000

40100

=27.8

要求所选用电流互感器的等效二次极限电动势E al 为:

E al=K td K pcf(R ct+R b)=27.8 16.4 (9+

10)=8662.5V

E al 小于电流互感器额定等效二次极限电动势E al=9840V,符合要求。

对于TPY电流互感器还应按下式校验暂态工作中励磁电流引起的误差,要求不超出10%

=i e i psc=100K td ( T s)%=100 27.8

(314 1.01)%=8.8%

(2)发电机变压器组低压回路电流互感器的选择。低压侧额定电流为19.3kA,取低压侧互感器为25000 1,高压侧短路时流过低压侧的短路电流为

2100 525 20=55125A。设高低压侧变比误差由差动继电器抽头或软件实现补偿。电流互感器性能按外部三相短路C-O工作循环进行校验。如选用P类电流互感器,则其要求暂态面积系数K td为:

K td 314 0.2e-0.1 0.2+1=25.7

设所选互感器参数为R ct=9 ,R bn=15 。实际负荷R b=10 ,则电流互感器的ALF需要满足下式:

ALF I cf K td(R ct+R b)

I pn(R ct+R b n)

=

55125 25.7 (9+10)

25000(9+15)

=44.9

P类互感器的ALF满足44.9是可能的。但如果考虑剩磁,由于P类互感器剩磁系数很难控制,要求保证电流互感器在暂态过程中不饱和则较困难了。较合理的方案是选用有剩磁限值的5PR电流互感器,ALF>50。5PR已纳入新的IEC标准[4],规定其剩磁系数小于10%,这样,低压侧互感器可以与高压侧TPY特性较好地匹配。但PR类互感器励磁阻抗较低,即T s值较低,需按上述TPY的类似方法校验暂态工作中励磁电流引起的误差,不应超出10%。

7 小结

电流互感器的暂态饱和严重影响其传变特性,为保持暂态综合误差于规定范围,互感器铁心可能需要增大几倍至几十倍。严重影响造价,不利于安装。

工程设计选择电流互感器时是否考虑暂态饱和,应根据系统中暂态饱和的出现条件和后果的严重程度,区别对待。一般500kV系统宜要求电流互感器在短路暂态中不饱和;220kV系统及某些重要回路可适当提高互感器饱和电压以减轻暂态饱和影响;其它系统允许不考虑暂态饱和问题。

电流互感器的剩磁严重影响其饱和特性,而且正常运行不易消磁。因此,对某些要求特性严格匹配的电流互感器(如差动保护),宜尽量选用有剩磁限值的互感器。除TPY外,P类互感器中有剩磁限值的PR型已正式纳入IEC标准[4],可以应用。

如保护装置本身采取了措施减缓互感器暂态饱和的影响,则电流互感器可不再考虑暂态饱和问题。在当前普遍使用微机保护的条件下,保护采取措施在很多情况下都是可行的。如母线保护已普遍设有防止互感器饱和导致误动的措施。国外有些发电机和变压器的差动保护也有防止互感器饱和引起误动的措施。因此,这方面还有很大的改进潜力。

参考文献:

[1] GB1208 1997(eq v.IEC185-1987),电流互感器[S].

[2] GB16847 1997(idt.IEC44-61992),保护用电流互感器

暂态特性技术要求[S].

[3] IEEE Std C37.110-1996,IEEE Guide for the Application of

Current Transformer Used for Protecti ve Relayi ng purpose

[S].

[4] IEC60044-1.2000,仪用互感器,第一部分,电流互感

器,附件1[S].

收稿日期: 2001-07-24

作者简介: 袁季修(1929-),男,教授级高工,从事电力系统继电保护及自动化设计和科研工作; 盛和乐(1935-),男,教授级高工,从事发电厂、变电所电气及自动化设计和科研工作。

The transient saturation of current transformer and its application calculation

YUAN Ji_xiu,S HENG He_le

(North China Electric Power Design Institute,Beiji ng100011,China)

Abstract: The transient saturation of protective CT and its application are discussed in this paper.The transient saturati on of C T has great influence on the performance of the protection.To ensure the relaying protections operating correctly under transient saturation,the types and parameters of CTs should be selected properly and a way to decrease the effect of CT saturation on the protection can be taken if necessary. Some calculation cases of CTs for large generator-transformer set protections are given i n this paper.

Keywords: C T; saturation; short circuit current shift; transient character; accurate limi t; relaying protection

电流互感器的参数选择计算方法

附件3： 电流互感器的核算方法参数选择计算 本文所列计算方法为典型方法，为方便表述，本文数据均按下表所列参数为例进行计算。项目名称 代号 参数 备注 额定电流比 Kn 600/5 额定二次电流 Isn 5A 额定二次负载视在功率 Sbn 30VA(变比：600/5) 50VA（变比：1200/5） 不同二次绕组抽头对应的视在功率不同。 额定二次负载电阻 Rbn

1.2Ω 二次负载电阻 Rb 0.38Ω 二次绕组电阻 Rct 0.45Ω 准确级 10 准确限值系数 Kalf 15 实测拐点电动势 Ek 130V(变比：600/5) 260V(变比：1200/5) 不同二次绕组抽头对应的拐点电动势不同。

最大短路电流 Iscmax 10000A 一、电流互感器（以下简称CT）额定二次极限电动势校核（用于核算CT是否满足铭牌保证值） 1、计算二次极限电动势： Es1=KalfIsn（Rct+Rbn）=15×5×（0.45+1.2）=123.75V 参数说明： （1）Es1：CT额定二次极限电动势（稳态）； （2）Kalf：准确限制值系数； （3）Isn：额定二次电流； （4）Rct：二次绕组电阻，当有实测值时取实测值，无实测值时按下述方法取典型内阻值：5A产品：1～1500A/5 A产品0.5Ω 1500～4000A/5 A产品 1.0Ω 1A产品：1～1500A/1A产品6Ω 1500～4000A/1 A产品15Ω 当通过改变CT二次绕组接线方式调大CT变比时，需要重新测量CT额定二次绕组电阻。（5）Rbn ：CT额定二次负载，计算公式如下： Rbn=Sbn/ Isn 2=30/25=1.2Ω； ——Rbn ：CT额定二次负载； ——Sbn ：额定二次负荷视在功率； ——Isn ：额定二次电流。 当通过改变CT二次绕组接线方式调大CT变比时，需要按新的二次绕组参数，重新计算CT 额定二次负载 2、校核额定二次极限电动势 有实测拐点电动势时，要求额定二次极限电动势应小于实测拐点电动势。 Es1=127.5V

电流互感器使用注意事项

电流互感器使用注意事项 主要注意下面七个方面 1)电流互感器的接线应遵守串联原则 即一次绕阻应与被测电路串联 而二次绕阻则与所有仪表负载串联。 2)按被测电流大小 选择合适的变化 否则误差将增大。同时 二次侧一端必须接地 以防绝缘一旦损坏时 一次侧高压窜入二次低压侧 造成人身和设备事故 3)二次侧绝对不允许开路 因一旦开路 一次侧电流I1全部成为磁化电流 引起φm和E2骤增 造成铁心过度饱和磁化 发热严重乃至烧毁线圈;同时 磁路过度饱和磁化后 使误差增大。电流互感器在正常工作时 二次侧近似于短路 若突然使其开路 则励磁电动势由数值很小的值骤变为很大的值 铁芯中的磁通呈现严重饱和的平顶波 因此二次侧绕组将在磁通过零时感应出很高的尖顶波 其值可达到数千甚至上万伏 危机工作人员的安全及仪表的绝缘性能。 另外 二次侧开路使E2达几百伏 一旦触及造成触电事故。因此 电流互感器二次侧都备有短路开关 防止一次侧开路。如图l中K0 在使用过程中 二次侧一旦开路应马上撤掉电路负载 然后 再停车处理。一切处理好后方可再用。 4)为了满足测量仪表、继电保护、断路器失灵判断和故障录波等

装置的需要 在发电机、变压器、出线、母线分段断路器、母联断路器、旁路断路器等回路中均设具有2 8个二次绕阻的电流互感器。对于大电流接地系统 一般按三相配置;对于小电流接地系统 依具体要求按二相或三相配置 5)对于保护用电流互感器的装设地点应按尽量消除主保护装置的不保护区来设置。例如 若有两组电流互感器 且位置允许时 应设在断路器两侧 使断路器处于交叉保护范围之中 6)为了防止支柱式电流互感器套管闪络造成母线故障 电流互感器通常布置在断路器的出线或变压器侧。 7)为了减轻发电机内部故障时的损伤 用于自动调节励磁装置的电流互感器应布置在发电机定子绕组的出线侧。为了便于分析和在发电机并入系统前发现内部故障 用于测量仪表的电流互感器宜装在发电机中性点侧。

如何计算电流互感器的饱和点

如何计算电流互感器的饱和点 点击次数：380 发布时间：2010-3-14 10:22:10 1前言 保护用电流互感器要求在规定的一次电流范围内，二次电流的综合误差不超出规定值。对于有铁心的电流互感器，形成误差的最主要因素是铁心的非线性励磁特性及饱和。电流互感器的饱和可分为两类：一类是大容量短路稳态对称电流引起的饱和(以下称为稳态饱和)；另一类是短路电流中含有非周期分量和铁心存在剩磁而引起的暂态饱和(以下称为暂态饱和)。这两类饱和的特性有很大不同，引起的误差也差别很大。在同样的允许误差条件下，考虑暂态饱和要求的互感器铁心截面可能是仅考虑稳态饱和的数倍至数十倍。因而对互感器造价及安装条件提出了严峻的要求。以往在中低压系统和发电机容量较小的情况下，互感器暂态饱和的影响较轻，一般未采取专门对策。而对当前的超高压系统和大容量机组，为保证继电保护的正确动作，暂态饱和已成为必须考虑的因素。由于互感器暂态饱和的机理和计算较复杂，要求互感器暂态不饱和所需代价很高，因而在实际工程中应用情况较混乱。本文根据国内外的标准和应用经验，提出较规范的考虑暂态饱和的互感器选择和计算方法，供工程应用参考。作为示例，本文给出大型发电机变压器组差动保护用电流互感器的选择计算及 参数选择的建议。

2电流互感器的稳态饱和特性及对策 当电流互感器通过的稳态对称短路电流产生的二次电动势超过一定值时，互感器铁心将开始出现饱和。这种饱和情况下的二次电流如图1所示，其特点是：畸变的二次电流呈脉冲形，正负半波大体对称，畸变开始时间小于5ms(1/4周波)，二次电流有效值将低于未饱和情况。对于反应电流值的保护，如过电流保护和阻抗保护等，饱和将使保护灵敏度降低。对于差动保护，差电流取决于两侧互感器饱和特性的差异。 例如某一1200/5的电流互感器，制造部门提供的规范为［1］：5P20，30VA。其中5P为准确等级，30VA为二次负荷额定值，20为准确限值系数(ALF)。电流互感器在额定负荷下的二次极限电动势E s＝(ALF)· I sn·(R ct＋R bn)，此时综合误差应不超过5%。综合误差也可选用10%。选择保护用电流互感器时，一般要求ALF与额定一次电流乘积大于保护校验用短路电流，二次负荷小于互感器额定负荷，实际二次电动势不超过极限二次电动势。当前工程中经常遇到的问题是短路电流过大，ALF不满足要求，但实际负荷比额定负荷小得多。对于低漏磁电流互感器［2］，可以在实际负荷下的二次电动势不超过极限

电流互感器10差校验的计算方法.

电流互感器10％误差校验的计算方法 简介：本文对<<工业与民用配电手册>>中关于电流互感器10%误差校验的方法提出疑问,并结合<<手册>>中的例题,给出了作者认为的计算方法. 关键字：电流互感器 10％误差校验计算方法 由中国航空工业规划设计研究院组编，中国电力出版社出版的《工业与民用配电设计手册》（以下简称手册）自1983年11月第一版到2005年10月的第三版，发行量近16万册，该手册的权威性、指导性，对工业与民用配电设计行业的影响是勿庸置疑的。正因为广大设计者对该手册的重视和尊重，更要求它是完美的。本文就手册中关于“电流互感器10%误差校验的计算方法”提出不同的意见，供大家参考。尽管如此，本人仍然认为，暇不掩玉，该手册仍然是广大设计者必备的案头参考书。 手册给出的电流互感器允许误差计算步骤如下： 道频 2，根据电流互感器的型号、变比和一次电流倍数，在10%误差曲线上确定控m自电流互感器的允许二次负荷。 oc网.s师i3，按照对电流互感器二次负荷最严重的短路类型计算电流互感器的实际二次负j计eh荷。设s.国k中w.z 4，比较实际二次负荷与允许二次负荷，如实际二次负荷小于允许二次负荷， 表示电流互感器的误差不超过ww10％。 1，按照保护装置类型计算流过电流互感器的一次电流倍数 对于步骤1、2、4，本文并无异议，对步骤3，有值得商榷的地方。现引用《工业与民用配电设计手册》例题【7－9】，6KV线路过流与速断保护为例来说明问题。已知条件如下（对原例题中与本讨论无关的给予了简化）：某6KV单侧放射式单回路线路，工作电流Ig.xl为100A，电动机起动时的过负荷电流Igh为181A。经校验实际线路长度能满足瞬时电流速断选择性动作，且短路时母线上有规定的残压。采用DL-11型电流继电器、DL-13型继电器、DSL-12型时间继电器和ZJ6型中间继电器作为线路的电流速断保护和过电流保护（交流操作），电流互感器选用LFZB6-10型，变比150/5，三相星型接线方式。另采用ZD-4型小电流接地信号装置作为线路单相接地保护。已知最大运行方式下，线路末端三相短路时的超瞬态电流I”2k3.MAX=1752A。最小运行方式下，线路末端三相短路时的超瞬态电流I”2k3.Min=1674A。 计算过程为： 1）瞬时电流速断保护的整定： IopK=KrelKjxI”2k3.MAX/nTA=1.2x1x1752/30=70.1A （式1） 式中Krel：可靠系数，取1.2；Kjx：接线系数，接于相电流时取1；IopK：继电器动作值，计算值为70.1A，取70A，装设DL-11/200型继电器。 2）过电流保护整定：

TPS系列套管式电流互感器技术要求

一、TPS系列套管式电流互感器适用于全封闭组合电器（GIS）和变压器套管使用，为电力系统做电流、电能计量及继电保护与自动控制用。其性能完全符合GB1208-2006《电流互感器》和GB 16847-1997《保护用电流互感器暂态特性技术要求》. TPS级，一种低漏磁电流互感器，其性能由二次励磁特性和匝数比误差限值规定。 二、主要性能指标 准确级：TPS 额定负荷：30VA 额定一次电流：2500A 额定二次电流：1A 额定对称短路电流倍数Kssc：25 极性：减极性 绝缘电阻：>100MΩ 工频耐压：3KV?1min 工作电压：154kV 三、其他性能指标 一次时间常数Tp 二次时间常数Ts 工作循环：C-O或C-O-C-O 剩磁系数Kr≤10% 暂态误差≤10% 四、产品尺寸和外形 产品尺寸和外形符合技术要求确定，外形尺寸误差一般在±3mm以内. TPS产品照片

一、LRB系列套管式电流互感器适用于全封闭组合电器（GIS）和变压器套管使用，为电力系统做电流、电能计量及继电保护与自动控制用。其性能完全符合GB1208-2006《电流互感器》和GB 16847-1997《保护用电流互感器暂态特性技术要求》.电流互感器型号字母含义如下： L：电流互感器R：装入式B：带保护准确级.型号后面为所配套的GIS装置及变压器套管的电压等级的千伏数. 二、技术数据 准确等级：5P 额定负荷：20VA 额定一次电流：2500A 额定二次电流：1A 准确限值系数：20 极性：减极性 绝缘电阻：>100MΩ 工频耐压：3KV?1min 工作电压：154kV 三、产品尺寸和外形 产品尺寸和外形符合技术要求确定，外形尺寸误差一般在±3mm以内. LRB产品照片

电流互感器的精度 ()

电流互感器的精度5P20，表示当一次侧电流为CT一次侧额定电流的20倍时，CT的复合误差能保证在5%以内。这是保护级CT的精度要求。 一、精度等级定义 互感器的精度是制造时就规定好的。常用的精度是0.1级、0.5级、10P 级。不同的负载使用不同的精度。计量要求准确，使用0.1级。当发生短路时，电流很大、考虑互感器线圈的磁饱和问题，所以保护一般选择10P 级。测量选用0.5级。 5P10,5P20,10P10,10P20 是电流互感器保护用绕组的准确级标示。以该准确级在额定准确限值一次电流下所规定的最大允许复合误差百分数标称，其后标以字母“P”(表示保护)。保护用电流互感器的标准准确级有：5P和10P。例如5P10后面的10是准确限值系数，5P10表示当一次电流是额定一次电流的10倍时，该绕组的复合误差≤±5% 5P20表示当一次电流是额定一次电流的20倍时，该绕组的复合误差≤±5% 测量用电流互感器的标准准确级有:0.1,0.2,0.5,1,3,5。 特殊使用要求的电流互感器的准确级有0.2S和0.5S。 带S的是特殊电流互感器，要求在1％－120％负荷范围内精度足够高，一般取5个负荷点测量其误差小于规定的范围； 0.2，0.5等一般就是测量线圈，要求误差20％－120％负荷范围内精度足够高，一般取4个负荷点测量其误差小于规定的范围（误差包括比差和角差，因为电流是矢量，故要求大小和相角差）。

而5P，10P是保护用电流互感器的精度要求，即要求在短路电流下复合误差小于一定的值，5P即小于5％，10P即小于10％。 另外还有一种保护用CT，即差动保护用CT，采用D级电流互感器，这是一种非标准的准确级。其特点是CT的抗饱和特性非常好，在短路情况下，不会像其他保护用CT一样容易饱和。 所以电流互感器根据用途规定了不同的准确度，也就是不同电流范围内的误差精度。

电流互感器介绍(典藏版)

电流互感器

一．基本概念和基本原理 1．基本概念 互感器：一种变压器，供测量仪器、仪表、继电器和其它类似电器用。 电流互感器：一种互感器，在正常使用条件下其二次电流与一次电流实质上成正比，而其相位差在联结方法正确时接近于零的互感器。 电流互感器主要分为两大类：测量级互感器和保护级互感器。 电力线路中的电流各不相同，通过电流互感器一、二次绕组匝数比的配置，可以将不同的线路电流变换成较小的标准电流值，一般是5A或1A，这样可以减小仪表和继电器的尺寸，简化其规格，有利于这些设备的小型化、标准化，所以说电流互感器的主要作用是： a. 传递信息供给测量仪表、仪器或继电保护、控制装置； b. 使测量、保护和控制装置与高电压相隔离； c.有利于测量仪器、仪表和保护、控制装置的小型化、标准化。 测量级互感器：专门用于测量电流和电能的电流互感器。 如：3、1、、、、、、、、、、1M、2M 保护级互感器：专门用于继电保护和自动控制的电流互感器。 如：5P、10P、C类互感器（如C800）、5PR、10PR、PX、X、PS、PL 、TPX、TPY、TPS 铁心开气隙的目的：控制剩磁 铁心需开气隙的电流互感器：5PR、10PR、TPY 执行标准： 国标：GB 1208-2006 电流互感器 GB 16847-1997 保护用电流互感器暂态特性技术要求 国际标准：IEC 60044-1、IEC 60044-6 其它国家标准：IEEE/、CAN3-C13、AS 、BS等

600/1A的CT二次匝数为600÷1=600

3．套管型电流互感器的基本参数及基本常识 额定电流比： 例1：300-400-600/5A，即表示此互感器有三个变比，其额定一次电流分别为300、400及600A，额定二次电流为5A，二次匝数应分别为60、80及120匝。 S1-S2：300/5、60匝 S1-S3：400/5、80匝 S1-S4：600/5、120匝 例2：600/5MR、C800 （美国标准IEEE Std ） MR：多变比 C类互感器：相当于10P20 800：二次端电压（V） C800：相当于10P20、200V A 出线标记――X2-X3 50/5 10匝 X1-X2 100/5 20匝 X1-X3 150/5 30匝 X4-X5 200/5 40匝 X3-X4 250/5 50匝 X2-X4 300/5 60匝 X1-X4 400/5 80匝 X3-X5 450/5 90匝 X2-X5 500/5 100匝 X1-X5 600/5 120匝 20匝10匝50匝40匝 X1X2X3X4X5 准确级要求

电流互感器二次容量的选型及计算

电流互感器的容量，主要是根据电流互感器使用的二次负载大小来定，电流互感器的二次负载主要和其二次接线的长度和负载有关。 一般来说二次线路长的，要求的容量要大一些；二次线路短的，容量可选的小一点。 电流互感器的容量一般有5VA-50VA，对于短线路可选5VA，一般稍长的选20VA 或30VA，特殊情况可选的更大一些。 电流互感器容量的选择要复合实际的要求，不是越大越好，只有选择的二次容量大小接近实际的二次负荷时，电流互感器的精度才较高，容量偏大或偏小都会影响测量精度。 考虑是安装在配电柜上，就要看测量单元（电度表或综合保护装置）和互感器的距离了，如果测量单元是在距离较远的综控室，则一般选择20VA或30VA，如果测量装置也是装在配电柜上的，则选5VA或10VA就可以满足要求。 建议按三个方面综合考虑： 1、根据负荷电流的大小选择变比，一般按照60-80的%额定电流选择比较理想； 2、计量用的互感器就选精确度高点（0.5级足矣），测量用的可以更低点； 3、根据配电柜的布局选择穿心式或普通式互感器，强烈建议使用普通式，穿心式的固定支撑问题一直做的不太可靠，如果布局实在狭小也只好用穿心式了；另外提醒注意以下几点： 1、有多个二次绕组的电流互感器一定要把闲置的二次接线端用铜芯线牢固的短接起来； 2、切记严禁在电流互感器二次侧安装保险、空气开关之类的保护元件； 3、必须在停电后才能在电流互感器上作业，千万不要带电拆、装电流互感器； 4、第一次带电时最好不要带负荷，即使接错线了造成的危害会小很多； 5、电流互感器出现开裂、变色、变形、发热等现象时立即切断电源，不要扛。电流互感器二次容量的计算及选择 1 引言 电流互感器在电力系统中起着重要的作用，电流互感器的工作原理类似于变压器，它将大电流按一定比例变为小电流，提供各种仪表使用和继电保护用的电流，并将二次系统与高电压隔离。它不仅保证了人身和设备的安全，也使仪表和继电器的制造简单化、标准化，提高了经济效益。 电流互感器的额定一次电流根据不同回路的正常电流会有不同，但电流互感器额定二次电流却是标准化的，只有1A及5A两种，本文就这两种电流分别计算测量及保持用电流互感器在不同的传输距离下所需的二次容量。 2 电流互感器二次负荷的计算 电流互感器的负荷通常有两部分组成：一部分是所连接的测量仪表或保护装置；另一部分是连接导线。计算电流互感器的负荷时应注意不同接线方式下和故障状态下的阻抗换算系数。 电流互感器的二次负荷可以用阻抗Z2(Ω)或容量S(VA)表示。二者之间的关系为 S=I2*I2*Z2 当电流互感器二次电流为5A时，S=25 Z2 当电流互感器二次电流为1A时，S=Z2 电流互感器的二次负荷额定值（S）可根据需要选用5、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100VA。

电流互感器饱和度计算

电流互感器饱和计算： 估算，当一次侧电流达到电流互感器额定电流的10倍时，保护用电流互感器就认为饱和了。 电流互感器的暂态饱和及应用计算 1前言 保护用电流互感器要求在规定的一次电流范围内，二次电流的综合误差不超出规定值。对于有铁心的电流互感器，形成误差的最主要因素是铁心的非线性励磁特性及饱和。电流互感器的饱和可分为两类：一类是大容量短路稳态对称电流引起的饱和(以下称为稳态饱和)；另一类是短路电流中含有非周期分量和铁心存在剩磁而引起的暂态饱和(以下称为暂态饱和)。这两类饱和的特性有很大不同，引起的误差也差别很大。在同样的允许误差条件下，考虑暂态饱和要求的互感器铁心截面可能是仅考虑稳态饱和的数倍至数十倍。因而对互感器造价及安装条件提出了严峻的要求。以往在中低压系统和发电机容量较小的情况下，互感器暂态饱和的影响较轻，一般未采取专门对策。而对当前的超高压系统和大容量机组，为保证继电保护的正确动作，暂态饱和已成为必须考虑的因素。由于互感器暂态饱和的机理和计算较复杂，要求互感器暂态不饱和所需代价很高，因而在实际工程中应用情况较混乱。本文根据国内外的标准和应用经验，提出较规范的考虑暂态饱和的互感器选择和计算方法，供工程应用参考。作为示例，本文给出大型发电机变压器组差动保护用电流互感器的选择计算及参数选择的建议。 2电流互感器的稳态饱和特性及对策 当电流互感器通过的稳态对称短路电流产生的二次电动势超过一定值时，互感器铁心将开始出现饱和。这种饱和情况下的二次电流如图1所示，其特点是：畸变的二次电流呈脉冲形，正负半波大体对称，畸变开始时间小于5ms(1/4周波)，二次电流有效值将低于未饱和情况。对于反应电流值的保护，如过电流保护和阻抗保护等，饱和将使保护灵敏度降低。对于差动保护，差电流取决于两侧互感器饱和特性的差异。 例如某一1200/5的电流互感器，制造部门提供的规范为［1］：5P20，30VA。其中5P为准确等级，30VA为二次负荷额定值，20为准确限值系数(ALF)。电流互 感器在额定负荷下的二次极限电动势E s ＝(ALF)· I sn ·(R ct ＋R bn )，此时综合误 差应不超过5%。综合误差也可选用10%。选择保护用电流互感器时，一般要求ALF 与额定一次电流乘积大于保护校验用短路电流，二次负荷小于互感器额定负荷，实际二次电动势不超过极限二次电动势。当前工程中经常遇到的问题是短路电流过大，ALF不满足要求，但实际负荷比额定负荷小得多。对于低漏磁电流互感器［2］，可以在实际负荷下的二次电动势不超过极限值的条件下，适当提高ALF的可用值。但应指出，对于某些不符合低漏磁要求的互感器，如U型电流互感器、一次多匝的互感器等，在一次短路电流倍数超过ALF时，由于铁心局部饱和可能引起二次极限电动势降低，不能在降低二次负荷时，按反比提高ALF。有些制造厂提供的

电流互感器的基本参数(精)

正确地选择和配置电流互感器型号、参数, 将继电保护、自动装置和测量仪表等接入合适地次级,严格按技术规程与保护原理连接电流互感器二次回路,对继电保护等设备的正常运行, 确保电网安全意义重大。 1. 一次参数电流互感器的一次参 数主要有一次额定电压与一次额定电流。一次额定电压的选择主要是满足相应电网电压的要求,其绝缘水平能够承受电网电压长期运行, 并承受可能出现的雷电过 电压、操作过电压及异常运行方式下的电压, 如小接地电流方式下的单相接地(电 压上升倍。一次额定额定电流的考虑较为复杂,一般应满足以下要求:1 应大于所 在回路可能出现的最大负荷电流, 并考虑适当的负荷增长, 当最大负荷无法确定时, 可以取与断路器、隔离开关等设备的额定电流一致。 2 应能满足短时热稳定、动稳定电流的要求。一般情况下,电流互感器的一次额定电流越大,所能承受的短时热稳定和动稳定电流值也越大。 3 由于电流互感器的二次额定电流一般为标准的 5A 与 1A ,电流互感器的变比基本有一次电流额定电流的大小决定,所以在选择一次电流额定电流时要核算正常运行测量仪表要运行在误差最小范围,继电保护用次级又要满足 10%误差要求。 4 考虑到母差保护等使用电流互感器的需要,由同一母线引 出的各回路,电流互感器的变比尽量一致。 5 选取的电流互感器一次额定电流值应与国家标准 GBl208-1997推荐的一次电流标准值相一致。 2. 二次额定电流在 GB1208— 1997 中,规定标准的电流互感器二次电流为 1A 和 5A 。变电所电流互 感器的二次额定电流采用 5A 还是 1A ,主要决定于经济技术比较。在相同一次额定电流、相同额定输出容量的情况下,电流互感器二次电流采用 5A 时,其体积小,价格便宜,但电缆及接入同样阻抗的二次设备时,二次负载将是 1A 额定电流时的 25 倍。所以一般在 220kV 及以下电压等级变电所中, 220kV 回路数不多, 而 10~110kV 回路数较多,电缆长度较短时,电流互感器二次额定电流采用 5A 的。在 330kV 及以上电压等级变电所, 220kV 及以上回路数较多, 电流回路电缆较长时,电流互感器二次额定电流采用 1A 的。为了既满足测量、计量在正常使用的精度 及读数,又能满足故障大电流下继电保护装置的精工电流及电流互感器 10%误 差曲线要求, 二个回路常采用不同次级、不同变比。也可用中间抽头来选择不同变比。电流互感器的变比也是一个重要参数。当一次额定电流与二次额定电流确定后, 其变比即确定。电流互感器的额定变比等于一次额定电流比二次额定电流。 3.

(完整版)电流互感器二次容量的计算及选择

电流互感器容量选择 电流互感器の容量，主要是根据电流互感器使用の二次负载大小来定，电流互感器の二次负载主要和其二次接线の长度和负载有关。一般来说二次线路长の，要求の容量要大一些；二次线路短の，容量可选の小一点。 电流互感器の容量一般有5VA-50VA，对于短线路可选5VA，一般稍长の选20VA或30VA，特殊情况可选の更大一些。 电流互感器容量の选择要复合实际の要求，不是越大越好，只有选择の二次容量大小接近实际の二次负荷时，电流互感器の精度才较高，容量偏大或偏小都会影响测量精度。 考虑是安装在配电柜上，就要看测量单元（电度表或综合保护装置）和互感器の距离了，如果测量单元是在距离较远の综控室，则一般选择20VA或30VA，如果测量装置也是装在配电柜上の，则选5VA 或10VA就可以满足要求。 建议按三个方面综合考虑： 1、根据负荷电流の大小选择变比，一般按照60-80の%额定电流选择比较理想； 2、计量用の互感器就选精确度高点（0.5级足矣），测量用の可以更低点； 3、根据配电柜の布局选择穿心式或普通式互感器，强烈建议使用普通式，穿心式の固定支撑问题一直做の不太可靠，如果布局实在狭小也只好用穿心式了； 另外提醒注意以下几点： 1、有多个二次绕组の电流互感器一定要把闲置の二次接线端用铜芯线牢固の短接起来； 2、切记严禁在电流互感器二次侧安装保险、空气开关之类の保护元件； 3、必须在停电后才能在电流互感器上作业，千万不要带电拆、装电流互感器； 4、第一次带电时最好不要带负荷，即使接错线了造成の危害会小很多； 5、电流互感器出现开裂、变色、变形、发热等现象时立即切断电源，不要扛。 电流互感器二次容量の计算及选择

电流互感器饱和问题

电流互感器饱和引起的保护误动分析及试验方法 近年来，广东省内多个发电厂出现过高压厂用变压器或起动-备用变压器在区外故障时或厂用大容量电动机起动时差动保护误动作的情况。究其原因，除个别是因为整定值的问题外，大多数是因电流互感器特性不理想甚至饱和而导致的。 众所周知，设计规程中对电流互感器的选型有严格的规定，要求保护用的电流互感器在通过15倍甚至是20倍额定电流的情况下，误差不超过5%或10%，即不出现饱和。而上面提及的出现差动保护误动的情况，无一例外地都选用了保护级的电流互感器。经过对几个电厂的大容量电动机起动电流的核算，最大容量的电动机起动时电流大概是变压器额定电流的3～5倍，远达不到电流互感器额定电流的15倍。那为什么差动保护还会因为电流互感器饱和而误动呢？ 下面就电流互感器的工作原理、工作特性对保护的影响及其检验方法进行探讨。 1电流互感器工作原理简述 电流互感器的工作原理与变压器基本相同，因此可以使用变压器的等值电路分析电流互感器。电流互感器的等值电路如图1所示[1]。图1中，Z1为电流互感器原方漏抗，Z2为电流互感器副方漏抗，ZL为电流互感器二次回路的负载阻抗，其 次侧的参量。 正常运行时，漏抗Z1和Z2很小，负载阻抗ZL也很小，而励磁阻抗Zm因为电流互感器铁心磁通不饱和而很大。因此，可忽略励磁电流Im。根据磁势平衡原理，原、副方电流成固定的比例关系为其中N1和N2分别为原、副方绕组匝数。 当铁心磁通密度增大至饱和时，励磁阻抗Zm会随着饱和的程度而大幅下降。此时Im 已不可忽略，即I1与I2不再是线性的比例关系。 电流互感器饱和的原因有两种[2]：一是一次电流过大引起铁心磁通密度过大；二是二次负载（即ZL）过大，在同样的一次电流下，要求二次侧的感应电动势增大，也即要求铁心中的磁通密度增大，铁心因此而饱和。原、副方绕组感应电动势有效值与磁通的关系为 2确定电流互感器饱和点的方法 要研究电流互感器的工作特性，确认其在保护外部故障通过大电流时是否会饱和而影响保护动作的正确性，可通过一些试验方法进行检测。 显然，最直接的试验方法就是二次侧带实际负载，从一次侧通入电流，观察二次电流找出电流互感器的饱和点。但是，对于保护级的电流互感器，其饱和点可能超过15～20倍额定电流，当电流互感器变比较大时，在现场进行该项试验会有困难。 除此之外，还可通过伏安特性试验测出电流互感器的饱和点。如前所述，电流互感器饱和是由于铁心磁通密度过大造成的，而铁心的磁通密度又可通过电流互感器的感应电动势反映出来。因此由伏安特性曲线上的饱和电压值，通过式[3]（1）可以计算出电流互感器的饱和电流。伏安特性的试验方法为：原方开路，从副方通入电流，测量副方绕组上的电压降。由于电流互感器的原方开路，没有原方电流的去磁作用，在不大的电流作用下，铁心很容易就会饱和。因此，伏安特性试验并不需要加很大的电流，在现场较容易实现。 3试验 以一次电流互感器的试验为例，说明通过伏安特性试验确定电流互感器饱和点的方法。 试验的电流互感器的额定变比为300 A /5 A，二次额定负载为0.2Ω。 3.1电流互感器变比试验 用电阻约为0.2Ω的导线短接电流互感器副方绕组，从原方通入电流并逐渐加大直至副

差动保护用的电流互感器需要满足两个条件

差动保护用的电流互感器需要满足两个条件，其一是稳态误差必须控制在10%误差范围之内，因为整定计算中采用的不平衡稳态电流是按10%误差条件计算。其二是暂态误差，影响电流互感器暂态特性的参数主要有：短路电流及其非周期分量，一次回路时间常数，电流互感器工作循环及经历时间，二次回路时间常数等。电流互感器剩磁对于饱和影响很大，当剩磁与短路电流暂态分量引起的磁通极性相同时，加重二次电流的畸变，因此电流互感器铁心中存在剩磁，则电流互感器可能在一次电流远低于正常饱和值即过早饱和。差动保护的暂态不平衡电流比稳态时大得多，仅在整定计算时将稳态不平衡电流增大二倍是不够安全的。采取抗饱和的办法是使用带有气隙的TPY级电流互感器。但是差动保护广泛使用的是P级电流互感器，对P级电流互感器规定允许稳态误差不超过10%，暂态误差必然要超过稳态误差，在实用上可在按稳态误差选出的技术规范基础上通过“增密”以限制暂态误差。采用增密的方法有以下几种[2]：（1）将准确限值系数增大二倍（允许短路电流为额定电流的倍数）；（2）将二次额定负担增大一倍；（3）增大二次电缆截面使二次回路的总电阻减半；（4）改用5P 级电流互感器（复合误差由10%降为5%）。目前110kV及以下电压等级均采用P级电流互感器，220kV变压器亦采用P级电流互感器或5P级、PR级（剩磁系数小于10%）电流互感器，因此差动保护需要采取抗电流互感器饱和的措施。500kV变压器在500kV侧、220kV 侧均用TPY级电流互感器，对于600MW大型发电机变压器组保护，500kV侧均采用TPY级电流互感器，在发电机侧已有TPY级电流互感器可选用。

电流互感器介绍(典藏版)

电流互感器 基本概念和基本原理 1．基本概念 互感器：一种变压器，供测量仪器、仪表、继电器和其它类似电器用。 电流互感器：一种互感器，在正常使用条件下其二次电流与一次电流实质上成正比，而其相位差在联结方法正确时接近于零的互感器。 电流互感器主要分为两大类：测量级互感器和保护级互感器。电力线路中的电流各不相同，通过电流互感器一、二次绕组匝数比的配置，可以将不同的线路电流变换成较小的标准电流值，一般是5A或1A ,这样可以 减小仪表和继电器的尺寸，简化其规格，有利于这些设备的小型化、标准化，所以说电流互感器的主要作用是： a. 传递信息供给测量仪表、仪器或继电保护、控制装置； b. 使测量、保护和控制装置与高电压相隔离； c. 有利于测量仪器、仪表和保护、控制装置的小型化、标准化。 测量级互感器：专门用于测量电流和电能的电流互感器。

女口：3、1、0.5、0.2、0.1、0.5S、0.2S 0.1S、0.3、0.6、1.2、1M、2M 保护级互感器：专门用于继电保护和自动控制的电流互感器。 女口：5P、10P、C 类互感器（如C800）、5PR、10PR、PX、X、PS PL、TPX、TPY、TPS 铁心开气隙的目的：控制剩磁 铁心需开气隙的电流互感器：5PR、10PR、TPY 执行标准： 国标：GB 1208-2006 电流互感器 GB 16847-1997 保护用电流互感器暂态特性技术要求 国际标准：IEC 60044-1、IEC 60044-6 其它国家标准：IEEE/C57.13、CAN3-C13、AS 60044.1、BS 等

型号说明: 2. 基本原理 P1-P2:互感器的原边，即一次绕组。 套管型电流互感器：一次绕组匝数为 1匝（即高压套管）； 独立式电流互感器：一次绕组为1匝或多匝（如供上海ABB 产品、间隙电流互 感器）。 S1-S2:互感器的副边，即二次绕组。 Rct :互感器二次绕组直流电阻（折算到 75C ）； Z :额定二次负荷，用VA 或Ω表示，功率因数cos φ =0.8（没有特殊指定时）； 套管型电流互感器常用计算公式： 额定二次匝数Z 2=额定一次电流÷额定二次电流 女口： 600/5A 的 CT 二次匝数为 600÷ 5=120 600/1A 的CT 二次匝数为600÷仁600 3. 套管型电流互感器的基本参数及基本常识 3.1额定电流比： 51 52 I2 RCt '般为 5A 或 1A JL Z 压匝 T

电流互感器的参数选择计算方法

电流互感器的参数选择计算 本文所列计算方法为典型方法，为方便表述，本文数据均按下表所列参数为例进行计算。 一、电流互感器（以下简称CT）额定二次极限电动势校核（用于核算CT是否满足铭牌保证值） 1、计算二次极限电动势： E s1=K alf I sn（R ct+R bn）=15×5×（0.45+1.2）=123.75V 参数说明： （1）E s1：CT额定二次极限电动势（稳态）； （2）K alf：准确限制值系数；

（3）I sn：额定二次电流； （4）R ct：二次绕组电阻，当有实测值时取实测值，无实测值时按下述方法取典型内阻值： 5A产品：1～1500A/5 A产品0.5Ω 1500～4000A/5 A产品 1.0Ω 1A产品：1～1500A/1A产品6Ω 1500～4000A/1 A产品15Ω 当通过改变CT二次绕组接线方式调大CT变比时，需要重新测量CT额定二次绕组电阻。 （5）R bn：CT额定二次负载，计算公式如下： R bn=S bn/ I sn 2=30/25=1.2Ω； ——R bn：CT额定二次负载； ——S bn：额定二次负荷视在功率； ——I sn：额定二次电流。 当通过改变CT二次绕组接线方式调大CT变比时，需要按新的二次绕组参数，重新计算CT额定二次负载 2、校核额定二次极限电动势 有实测拐点电动势时，要求额定二次极限电动势应小于实测拐点电动势。 E s1=127.5V

路电流下CT裕度是否满足要求） 1、计算最大短路电流时的二次感应电动势： E s=I scmax/K n（R ct+R b）=10000/600×5×（0.45+0.38）=69.16V 参数说明： （1）K n：采用的变流比，当进行变比调整后，需用新变比进行重新校核； （2）I scmax：最大短路电流； （3）R ct：二次绕组电阻；（同上） 当通过改变CT二次绕组接线方式调大CT变比时，应重新测量CT额定二次绕组电阻 （4）R b：CT实际二次负荷电阻（此处取实测值0.38Ω），当有实测值时取实测值，无实测值时可用估算值计算，估算值的计 算方法如下： 公式：R b = R dl+ R zz ——R dl：二次电缆阻抗； ——R zz：二次装置阻抗。 二次电缆算例： R dl=（ρl）/s =（1.75×10-8×200）/2.5×10-6 =1.4Ω ——ρ铜=1.75×10-8Ωm； ——l：电缆长度，以200m为例； ——s：电缆芯截面积，以2.5mm2为例； 二次装置算例：

电流互感器饱和对差动保护的影响

电流互感器饱和对差动保护的影响 差动保护主要判断变压器的绕组、匝间等内部故障。因此加强保护装置的管理与动作分析是设备管理工作的重点。 1故障现象 自2005年5月，沙站变电站改造投运以来，因10kV线路故障，引起主变压器差动保护动作。两年来因线路故障，引起差动保护动作达十几次，检修工区组织人员多次查找与分析，始终没有得到有效解决，使检修人员承受着较大的压力和繁重的工作量。 2故障检修 故障发生后，对差动保护装置进行了全面检查。 对差动继电器进行了校验，并将正常运行的继电器进行了更换，检验合格。 检查差动保护整定值，与定值通知单的数据相符。 检查差动保护二次回路接线正确，二次回路绝缘符合规程要求。 测量相位角与差流均正确。 测量电流互感器的变化，变流比符合通知单要求。 差动保护传动试验，差动继电器动作正确，信号继电器掉牌正确，保护出口继电器动作正确，保护装置无误动或拒动现象。 以上各项目检查全部合格，说明差动保护装置及二次回路接线良好，没有故障。 3综合分析

根据以上常规的故障查找方法，均未查出明显的问题，因此查阅了有关资料，认为既然差动保护装置各项检查都合格，只有对TA作进一步分析，看TA是否有问题。但从历史统计数据来看，差动保护从未因TA 引起过误动，所以没有引起足够重视。但从故障性质进行分析，都是因为10kV线路速断动作引起的。也就说明短路电流较大时，造成TA 铁芯饱和，产生二次不平衡电流。因此，又查阅了关于电流互感器的反事故措施。反事故措施中强调要适度增大主变压器电流互感器变比，以减小电流互感器大电流时的饱和度。 目前常用的电流互感器的精度等级，0.2级用于测量，0.5级用于计量，3级、10P级用于保护，D级用于差动保护。另外10P级又分为：10P/10、10P/15、10P/20等，10P/10级型电流互感器，表示在10倍一次额定电流下，复合误差不超过5%。 根据这一原则，对高低压TA进行了详细的排查，结果发现，10kVTA差动保护为10P级，35kV断路器套管差动保护TA为0.2级。原因是这台断路器原来是线路断路器，变电站改造时，将其作为主变断路器，因TA变比过大，故进行更换，更换后厂家误更换为0.2级；没有更换铭牌。所以安装人员将其作为差动用TA。这样当外部产生较大的短路电流时，高低压侧TA的饱和状态和饱和程度不成正比，因此产生较大的不平衡电流，造成差动保护动作。 问题分析确认后，将套管TA，更换为10P/10级，差动保护误动作问题得到了有效的解决。

继电保护对电流互感器暂态特性的要求 张熊熊

继电保护对电流互感器暂态特性的要求张熊熊 摘要：互感器是连接电力系统一次侧和二次侧的重要设备，对电网中的电压、 电流等信号的进行实时测量和监测，并为电力系统继电保护装置提供输入信号， 对继电保护装置的正确动作具有非常重要的作用。电流互感器的暂态特性对保护 的正确动作与否,息息相关,如电流互感器的暂态特性与保护的动作原理不相适应时,会引起保护的误动作或拒绝动作。本文着重讨论继电保护对电流互感器暂态特 性的要求。 关键词：继电保护；电流互感器；暂态特性 1电流互感器的暂态特性和饱和过程 当电流互感器发生一次系统短路现象时，描述系统一二次侧的电流以及励磁 电流、铁心磁通密度和暂态误差大小的变化特性称为电流互感器的暂态特性。为 了便于分析，先作如下假设： （1）短路故障发生时分析电流互感器的暂态特性，不考虑其铁心饱和现象，认为仍然处在磁化曲线的直线部分，此时励磁电感L0是一个定值。 （2）忽略运行过程中电流互感器的铁心损耗部分，就可以认为励磁电阻的大小是0，因此铁心合成磁通和励磁电流大小是成正比关系的。 （3）假设电流互感器处于不饱和的状态，且电路中元件参数不变，则此电路近似为线性的。 （4）不考虑二次漏抗或负荷电抗。 （5）当电流互感器的一次侧空载运行时，设此时发生短路故障时，则短路阻抗角的值为，把一次侧的短路电流值折算到二次侧可得： （1-1） 其中，为一次稳态短路电流幅值折算到二次侧后的值； Ip为流过电流互感器一次侧绕组的稳态短路电流的有效值； Tp是电流互感器的一次侧系统的时间常数，计算此值大小时，运用发性短路 故障时，一次侧系统中的电感和电阻之比。 θ是发生短路故障时电流的初始相位角，而cosθ是系统的全偏移系数。 从理论上讲，当系统发生短路的一瞬间，其初始相位角，此时一次侧回路中 会出现非周期性的直流分量，其幅值为最大值，一次侧的短路电流会发生全偏移。但在实际工程中，由于系统发生故障时，其初始相位角并不在这一时刻，因此， 作者分析时，把最坏的情况计算进去，故设偏移系数cosθ=1，此时上式(1-1)可进 行改写：（1-2） 从式（1-2）中可以看出，引起电流发生暂态变化的主要原因是由于指数信号 产生的非周期分量。当时间常数Tp越大时，则θ值就会越接近于0，此时非周期分量对电流所产生的影响就越大。若忽略运行时电流互感器的铁心损耗、一次侧 绕组的漏抗和电阻，则有（1-3） 其中Ip（t）用式（1-1）表示，则式（1-2）和（1-3）联立可得励磁电流 （1-4） 式中Tb为二次负载回路时间常数，Tb=Ls/Rs； Ts为二次闭合回路时间常数，Ts=（Le+Ls）/Rs； 为二次负载回路阻抗角，； 为二次闭合回路阻抗角， 式（1-4）可以看出，励磁电流共有四部分组成：一是具有周期变化的电流分

电流互感器饱和

抗电流互感器饱和电流继电器的研究与应用 摘要：提出了新的电流互感器饱和判据——间断角饱和判别法，介绍了根据此原理研制的JL—K抗饱儿电流继电器原理及实际应用，并说明该产品的应用前景。关键词：电流互感器；间断角；JL—K抗饱和电流继电器 电流互感器（TA）广泛应用于电力系统，供测量及保护装臵采样用。测量、保护系统根据TA二次值换算成一次侧电流值。TA工作于非饱和区时，比值误差小于10% 。当TA一次电流大于额定值数十倍时，铁芯饱和，输出波形畸变，有效值减小，误差增大，电流继电器触点抖动。TA深度饱和时无输出，电流继电器不动作，会造成拒动或越级跳事故。 1 、抗TA饱和方案 目前国内外研究或应用的抗TA饱和方案： （1）波形判据法：以电流量为判别量，采用瞬时值算法，对饱和电流进行波形相位比较，判别区内、区外故障。 （2）局部测算法：利用过零点后2～3ms真实传变区采点计算，推算电流有效值。 （3）基于采样值的TA饱和同步识别法与电流比相法，在TA 饱和时闭锁差动保护出口躲过故障非周期分量，避免母差保护误动。 （4）国外有采用中阻抗原理或“饱和发生器”抗TA 饱和，避免装臵在TA 饱和时误动，如ABB公司及瑞典ASEA公司部分保护装臵。 （5）其他方案：利用速饱和变换器延时将电流送人差动回路以躲开故障电流的暂态过程来实现抗TA 饱和目的；利用饱和时有较大谐波量作为TA 饱和检测判别等。 上述方案各有侧重，主要针对非周期暂态分量进行判别，适用于微机型母线差动保护，大多应用于高压、超高压输电线路中，一般中低压输电系统中采用电流继电器作为继电保护装臵的启动元件，电流继电器在TA饱和时触点抖动或拒动，由电流继电器启动的时间继电器便处于启动→返回→启动→返回…，保护无法出口跳闸，导致越级跳闸事故。 目前电力系统主要从两方面着手解决中低压输电系统TA 饱和问题：一是更换TA，增大变比或采用有气隙TA：二是提高TA带载能力，同时降低TA二次负载，避免TA饱和。 上述方案有明显的不利之处；换TA 以增大变比或采用有气隙TA，不但投资大，工作量大，停电时间长，社会效益和经济效益不佳，而且测量表计需配套更换，保护定值精度受影响（大变比TA 和有气隙TA正常输出值较小）。降低TA 负