DL／T 8662004電流互感器和電壓互感器選擇及計算導(dǎo)則

1、目次前言1范圍2規(guī)范性引用文件3術(shù)語、定義和符號3.1電流互感器術(shù)語和定義3.2電壓互感器術(shù)語和定義3.3符號4電流互感器應(yīng)用的一般問題4.1基本特性及應(yīng)用4.2電流互感器的配置4.3一次參數(shù)選擇4.4二次參數(shù)選擇5測量用電流互感器5.1類型及額定參數(shù)選擇5.2準(zhǔn)確級選擇5.3二次負荷選擇及計算6保護用電流互感器6.1性能要求6.2類型選擇6.3額定參數(shù)選擇6.4準(zhǔn)確級及誤差限值6.5穩(wěn)態(tài)性能驗算6.6二次負荷計算7tp類保護用電流互感器7.1電流互感器暫態(tài)特性基本計算式7.2tp類電流互感器參數(shù)7.3tp類電流互感器的誤差限值和規(guī)范7.4tp類電流互感器的應(yīng)用7.5tp類電流互感器的性能計算

2、8電壓互感器          8.1分類及應(yīng)用8.2配置和接線8.3一次電壓選擇8.4二次繞組和電壓選擇8.5準(zhǔn)確等級和誤差限值8.6二次繞組容量選擇及計算8.7電壓互感器的特殊問題附錄a（資料性附錄）tp類電流互感器的暫態(tài)特性附錄b（資料性附錄）測量儀表和保護裝置電流回路功耗附錄c（資料性附錄）p類或pr類電流互感器應(yīng)用示例附錄d（資料性附錄）tp類電流互感器應(yīng)用示例附錄e（資料性附錄）電子式互感器簡介 前言 隨著超高壓系統(tǒng)的發(fā)展和電力體制的改革，繼電保護系統(tǒng)和測量計費系統(tǒng)對電流互

3、感器和電壓互感器提出了許多新的和更嚴(yán)格的要求，現(xiàn)有的選擇和計算方法已不能適應(yīng)。為了規(guī)范電流互感器和電壓互感器的選擇和計算方法，統(tǒng)一對產(chǎn)品開發(fā)的技術(shù)要求，解決設(shè)計應(yīng)用存在的問題，特制定此標(biāo)準(zhǔn)。有關(guān)電流互感器和電壓互感器的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對互感器的技術(shù)規(guī)范和訂貨技術(shù)條件作了規(guī)定，本標(biāo)準(zhǔn)是對電力工程中如何選定這些規(guī)范和需要進行的相應(yīng)計算方法作出規(guī)定，并對新產(chǎn)品開發(fā)提出要求。本標(biāo)準(zhǔn)主要適用于工程廣泛使用的常規(guī)電流互感器和電壓互感器。對于新開發(fā)的尚未普遍應(yīng)用的新型電子式互感器，僅在附錄中給出簡要介紹。本標(biāo)準(zhǔn)的附錄均為資料性附錄。本標(biāo)準(zhǔn)由中國電力企業(yè)聯(lián)合會提出。本標(biāo)準(zhǔn)由電力行業(yè)電力規(guī)劃設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員

4、會歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：國電華北電力設(shè)計院工程有限公司、中國電力建設(shè)工程咨詢公司。本標(biāo)準(zhǔn)起草人：袁季修、卓樂友、盛和樂、吳聚業(yè)、李京。本標(biāo)準(zhǔn)由電力行業(yè)電力規(guī)劃設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會負責(zé)解釋。 電流互感器和電壓互感器選擇及計算導(dǎo)則 1范圍 本標(biāo)準(zhǔn)給出了電力工程用的電流互感器和電壓互感器選擇及計算方法，包括：保護及測量用互感器的性能要求，互感器類型和參數(shù)選擇，以及相關(guān)的計算方法等。本標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)定電流互感器和電壓互感器二次方面的有關(guān)內(nèi)容。本標(biāo)準(zhǔn)適用于常規(guī)的交流電流互感器、電磁式電壓互感器、電容式電壓互感器、輔助電流互感器和輔助電壓互感器。不適用于低電平輸出的電子式互感器、

5、測量和保護裝置內(nèi)部專用的變換器、直流電流互感器、交流操作專用互感器和試驗室用互感器。 2規(guī)范性引用文件 下列文件中的條款通過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修改版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn)，然而，鼓勵根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。gb 1207電壓互感器（eqv iec 60186:1987）gb 1208電流互感器（eqv iec 60185:1987）gb/t 4703電容式電壓互感器（eqv iec 60186:1987）gb 16847保護

6、用電流互感器暫態(tài)特性技術(shù)要求（idt iec 60044-6:1992）dl/t 725電力用電流互感器訂貨技術(shù)條件dl/t 726電力用電壓互感器訂貨技術(shù)條件iec 60044-1 amendment 1:2000互感器第一部分電流互感器第一號修改單ieee std c37.1101996保護繼電器用電流互感器的應(yīng)用導(dǎo)則 3術(shù)語、定義和符號 3.1電流互感器術(shù)語和定義對于電流互感器，本標(biāo)準(zhǔn)采用gb 1208及gb 16847的有關(guān)術(shù)語和定義，并補充了iec 600441的有關(guān)術(shù)語。3.1.1電流互感器通用術(shù)語和定義3.1.1.1額定一次電流rated primary cu

7、rrent（ipn）作為電流互感器性能基準(zhǔn)的一次電流值。3.1.1.2額定二次電流rated secondary current（isn）作為電流互感器性能基準(zhǔn)的二次電流值。3.1.1.3電流誤差（比誤差）current error（ratio error）（ei）互感器在測量電流時所出現(xiàn)的誤差，它是由于實際電流比與額定電流比不相等造成的。電流誤差的百分值用式（1）表示： 100%（1）式中：kn額定電流比；ip實際一次電流方均根植，a；is測量條件下通過一次電流ip時的二次電流方均根值，a。3.1.1.4相位差phase displacement（f）一次電流與二次電流相量的相位之

8、差。相量方向是以理想互感器中的相位差為零來決定的。若二次電流相量超前一次電流相量時，相位差作為正值。相位差通常用min（分）或crad（厘弧度）表示。3.1.1.5復(fù)合誤差composite error（ec）在穩(wěn)態(tài)條件下，一次電流瞬時值與二次電流瞬時值乘以kn兩者之差的方均根值。通常復(fù)合誤差的百分值按式（2）表示：100（2）式中：kn額定電流比；ip一次電流方均根值，a；ip一次電流瞬時值，a；is二次電流瞬時值，a；t一個周波的時間，a。3.1.1.6準(zhǔn)確級accuracy class對電流互感器所給定的等級?；ジ衅髟谝?guī)定使用條件下的誤差應(yīng)在規(guī)定限度內(nèi)。3.1.1.7負荷burden（z

9、b或sb）電流互感器二次回路所接的阻抗zb。用歐姆和功率因數(shù)表示。負荷可用視在功率的伏安值表示，它是在額定電流和規(guī)定功率因數(shù)下所吸取的視在功率sb。3.1.1.8額定負荷rated burden（zbn或sbn）確定互感器準(zhǔn)確級所依據(jù)的負荷值。電阻性負荷rb的額定值為額定負荷電阻rbn。3.1.1.9二次繞組電阻secondary winding resistance（rct）以歐姆值表示的二次繞組直流電阻，校正至75或其他規(guī)定溫度。3.1.1.10額定連續(xù)熱電流rated continuous thermal current（icth）在二次繞組接有額定負荷下，一次繞組允許連續(xù)流過的一次電流

10、。此時，電流互感器的溫升不超過規(guī)定的限值。3.1.1.11額定短時熱電流rated short-time thermal current（ith）在二次繞組短路的情況下，電流互感器在1s內(nèi)能承受住且無損傷的最大的一次電流方均根值。3.1.1.12額定動穩(wěn)定電流rated dynamic current（idyn）在二次繞組短路的情況下，電流互感器能承受其電磁力的作用而無電氣或機械損傷的最大的一次電流峰值。3.1.2測量用電流互感器補充術(shù)語和定義3.1.2.1儀表保安系數(shù)instrument security factor（fs）測量用電流互感器在二次負荷等于額定值，且復(fù)合誤差等于或大于10時的

11、最小一次電流值為額定儀表限值一次電流（ipl）。ipl與額定一次電流（ipn）之比為儀表保安系數(shù)fs。注：在系統(tǒng)故障電流超出ipl時，復(fù)合誤差應(yīng)大于10以限制二次電流，防止由其供電的儀表損壞。3.1.3保護用電流互感器穩(wěn)態(tài)下的補充術(shù)語和定義3.1.3.1p類保護用電流互感器protection current transformer class p準(zhǔn)確限值規(guī)定為穩(wěn)態(tài)對稱一次電流下的復(fù)合誤差（ec）的電流互感器，它對剩磁無限制。3.1.3.2pr類保護用電流互感器protection current transformer class pr剩磁系數(shù)有規(guī)定限值的電流互感器。某些情況下，也可規(guī)定二次

12、回路時間常數(shù)值和/或二次繞組電阻的限值。3.1.3.3px類保護用電流互感器protection current transformer class pxpx類保護用電流互感器是一種低漏磁的電流互感器，當(dāng)已知互感器二次勵磁特性、二次繞組電阻、二次負荷電阻和匝數(shù)比時，就足以確定其與所接保護系統(tǒng)有關(guān)的性能。3.1.3.4額定準(zhǔn)確限值一次電流rated accuracy limit primary current（ipal）在穩(wěn)態(tài)情況下，電流互感器能滿足復(fù)合誤差要求的最大一次電流值。3.1.3.5準(zhǔn)確限值系數(shù)accuracy limit factor（kalf或alf）額定準(zhǔn)確限值一次電流（ipal

13、）與額定一次電流（ipn）之比，即： kalf=ipal/ipn（3）3.1.3.6額定二次極限電動勢rated secondary limiting e.m.f（esl）在穩(wěn)態(tài)情況下，準(zhǔn)確限值系數(shù)（kalf）、額定二次電流（isn）、額定負荷（zbn）與二次繞組阻抗（zct）的相量和三者的乘積，即： esl=kalf isn （4）實際計算時，zbn和zct可近似采用rbn和rct值。3.1.3.7勵磁特性excitation characteristic當(dāng)一次繞組和其他繞組開路時，施加于電流互感器二次端子上的正弦波電動勢方均根值與勵磁電流方均根值之間的關(guān)系，用曲線圖或表

14、格表示。這些數(shù)值的整個范圍，應(yīng)足以確定從低勵磁值至額定拐點電動勢的特性。3.1.3.8額定拐點電動勢rated knee point e.m.f（ek）作用于互感器二次端子的額定頻率正弦波電動勢最小方均根值，當(dāng)此值增加10時，勵磁電流方均根值增加不大于50。此時互感器所有其他端子開路。注：實際拐點電動勢應(yīng)不小于額定拐點電動勢。3.1.3.9計算系數(shù)dimensioning factor（kx）計算系數(shù)是由用戶給定的一個系數(shù)，表示互感器在電力系統(tǒng)故障情況下出現(xiàn)的額定二次電流（isn）的倍數(shù)，包括安全因數(shù)在內(nèi)，要求互感器在該值下滿足要求的性能。3.1.3.10飽和磁通saturation flux

15、（ys）鐵芯中由非飽和狀態(tài)向全飽和狀態(tài)轉(zhuǎn)變時的磁通峰值，并認(rèn)為它是在鐵芯的b-h特性曲線上b值上升10而使h值上升50的那一點。注：tps級電流互感器飽和磁通的定義略有不同，參見7.3.1。3.1.3.11剩磁通remanent flux（yr）鐵芯在切斷勵磁電流3min后剩余的磁通，該勵磁電流的幅值足以產(chǎn)生按3.1.3.10條定義的飽和磁通（ys）。3.1.3.12剩磁系數(shù)remanence factor（kr）剩磁通（yr）與飽和磁通（ys）之比，即：kr=yr/ys（5）3.1.3.13二次回路時間常數(shù)secondary loop time constant（ts）電流互感器二次回路的時

16、間常數(shù)值，由勵磁電感（le）和漏電感（lct）之和（ls）與二次回路電阻（rs）之比得出： ts=（le+lct）/rs=ls/rs（6）式中：rs電流互感器二次繞組電阻（rct）與外接電阻性負荷（rb）之和。當(dāng)外接電阻性負荷為額定值（rbn）時，求得的ts值為額定二次回路時間常數(shù)tsn。3.1.3.14低漏磁電流互感器low leakage flux current transformer這種電流互感器，當(dāng)已知其二次勵磁特性和二次繞組電阻時，便可估算其暫態(tài)性能，它對應(yīng)于額定值或較低值的一次對稱短路電流下的負荷與工作循環(huán)任何組合，但不超過由二次勵磁特性確定的電流互感器能力的理論限值。

17、注：一次導(dǎo)體為單匝、二次繞組均勻分布和返回導(dǎo)體影響可忽略的電流互感器一般為低漏磁電流互感器。3.1.3.15高漏磁電流互感器high leakage flux current transformer不符合3.1.3.14條要求的電流互感器為高漏磁電流互感器。對于tp類電流互感器，如不符合該要求時，制造廠要考慮加大裕度，以計及漏磁增加的影響作用，使這種電流互感器能滿足規(guī)定的工作循環(huán)。3.1.3.16保護校驗故障電流protective checking fault current（ipcf）1）校驗電流互感器特性時，為保證保護裝置正確動作而合理選用的一次故障電流。3.1.3.17保護校驗系數(shù)pr

18、otective checking factor（kpcf）1）保護校驗故障電流（ipcf）與電流互感器額定一次電流（ipn）之比，即： kpcf = ipcf / ipn（7）3.1.3.18給定暫態(tài)系數(shù)specified transient factor（k）1）為考慮電流互感器暫態(tài)飽和影響由用戶給定的暫態(tài)系數(shù)。k為所選用互感器的額定準(zhǔn)確限值一次電流ipal與保護校驗故障電流ipcf之比，即：k=ipal/ipcf=kalf/kpcf （8） 3.1.4保護用電流互感器暫態(tài)下的補充術(shù)語和定義3.1.4.1tp類保護用電流互感器protection current tra

19、nsformer class tp能滿足短路電流具有非周期分量的暫態(tài)過程性能要求的保護用電流互感器為tp類保護用電流互感器。分為以下級別并定義如下：tps級：低漏磁電流互感器，其性能由二次勵磁特性和匝數(shù)比誤差限值規(guī)定。對剩磁無限制。tpx級：準(zhǔn)確限值規(guī)定為在指定的暫態(tài)工作循環(huán)中的峰值瞬時誤差( )。對剩磁無限制。tpy級：準(zhǔn)確限值規(guī)定為在指定的暫態(tài)工作循環(huán)中的峰值瞬時誤差（）。剩磁不超過飽和磁通的10。tpz級：準(zhǔn)確限值規(guī)定為在指定的二次回路時間常數(shù)下，具有最大直流偏移的單次通電時的峰值瞬時交流分量誤差（ac）。無直流分量誤差限值要求。剩磁實際上可以忽略。3.1.4.2額定一次短路電流rate

20、d primary short-circuit current（ipsc）在暫態(tài)情況下，電流互感器額定準(zhǔn)確度性能所依據(jù)的對稱一次短路電流分量方均根值。3.1.4.3額定對稱短路電流倍數(shù)rated symmetrical short-circuit current factor（kssc）暫態(tài)條件下額定一次短路電流（ipsc）與額定一次電流（ipn）之比，即： kssc = ipsc / ipn（9）3.1.4.4瞬時誤差電流instantaneous error current（i）二次電流瞬時值（is）與額定電流比（kn）的乘積和一次電流瞬時值（ip）的差值，即： ie=

21、knisip（10） 在同時具有交流誤差分量（iac）和直流誤差分量（idc）時，所含各分量分別表示如下： ie=ieac+ iedc=（knisac-ipac）+（knisdc-ipdc） （11）3.1.4.5峰值瞬時（總）誤差peak instantaneous（total）error（ ）峰值瞬時（總）誤差指在規(guī)定的工作循環(huán)中的最大瞬時誤差電流，表示為額定一次短路電流峰值的百分?jǐn)?shù)： （12） 其中峰值瞬時交流分量誤差為交流分量最大瞬時誤差電流，表示為額定一次短路電流峰值的百分?jǐn)?shù)： （13）3.1.4.6規(guī)定的一次時間常數(shù)specifie

22、d primary time constant（tp）暫態(tài)情況下，電流互感器性能所依據(jù)的一次電流非周期分量的時間常數(shù)規(guī)定值。對tpx、tpy和tpz級電流互感器，此值也可有額定值，并標(biāo)在銘牌上。3.1.4.7保持準(zhǔn)確限值的時間permissible time to accurary limit（tal）在給定工作循環(huán)的任何指定通電期間內(nèi)，不超出規(guī)定準(zhǔn)確度的允許時間。注：這個時間通常根據(jù)保護系統(tǒng)的臨界測量時間確定，但當(dāng)保護穩(wěn)定性（不誤動）是限制條件時，還需計入斷路器切斷電流的時間。3.1.4.8達到最大磁通的時間time to maximum flux（tmax）假定在規(guī)定的通電時間鐵芯不飽和，

23、電流互感器鐵芯中的暫態(tài)磁通達到最大值所經(jīng)歷的時間。3.1.4.9規(guī)定的工作循環(huán)specified duty cycle（c-o和/或c-o-c-o）在工作循環(huán)的各通電期間中，設(shè)一次電流為“全偏移”（見下注），并具有規(guī)定的衰減時間常數(shù)（tp）和額定幅值（ipsc）。工作循環(huán)如下：單次通電：c-t-o。雙次通電：c-t-o-tfr-c-t-o（兩次通電時的磁通極性相同）。其中：t是第一次電流通過時間；t是第二次電流通過時間。tfr為自動重合閘時無電流時間，即在斷路器自動重合閘工作循環(huán)中，一次短路電流從切斷起到其重復(fù)出現(xiàn)時的時間間隔。注：若電流為部分偏移，則所需的暫態(tài)系數(shù)便降低，降低值約正比于偏移量

24、的減小值。因此建議一般計算采用全偏移參數(shù)，必要時可按適當(dāng)?shù)牟糠制七M行修正。3.1.4.10暫態(tài)系數(shù)transient factor（ktf）電流互感器經(jīng)受單次通電且假設(shè)二次回路時間常數(shù)（ts）在整個通電期間保持不變時，理論上的二次匝鏈總磁通與該磁通交流分量的峰值之比。3.1.4.11暫態(tài)面積系數(shù)transient dimensioning factor（ktd）tp類電流互感器在暫態(tài)情況下，滿足規(guī)定的工作循環(huán)所需的暫態(tài)面積增大倍數(shù)的理論值。3.1.4.12額定等效二次極限電動勢rated equivalent limiting secondary e.m.f（eal）在暫態(tài)情況下，滿足規(guī)定工

25、作循環(huán)所需的額定頻率下的二次電路等效電動勢方均根值。 eal=ksscktdisn（rct+rbn）（v,r.m.s） （14） 注：在暫態(tài)情況下，電流互感器的極限條件嚴(yán)格說只能用二次繞組感應(yīng)電動勢對時間積分來定義（即只能用磁通來定義），這個電動勢在規(guī)定的通電條件下產(chǎn)生二次負荷電流。但為了數(shù)學(xué)上的方便，采用等效正弦波電動勢來定義此極限條件。與3.1.3.6的es1有區(qū)別，es1是真正的正弦波感應(yīng)電動勢，eal只是一個等效的正弦電動勢。3.2電壓互感器術(shù)語和定義對于電壓互感器，本導(dǎo)則采用gb 1207和gb 4703的有關(guān)術(shù)語和定義。3.2.1電壓互感器通用術(shù)語和定義3.2.

26、1.1額定一次電壓rated primary voltage（upn）作為電壓互感器性能基準(zhǔn)的一次電壓值。3.2.1.2 額定二次電壓rated secondary voltage（usn）作為電壓互感器性能基準(zhǔn)的二次電壓值。3.2.1.3電壓誤差（比誤差）voltage error（ratio error）（v）互感器在測量電壓時出現(xiàn)的誤差。它是由實際電壓比不等于額定電壓比而造成的。電壓誤差以百分?jǐn)?shù)表示如下： 100（15）式中：up實際一次電壓，v；us在測量條件下，施加up時的實際二次電壓，v；kn額定一次電壓與額定二次電壓之比。3.2.1.4相位差phase displace

27、ment（f）電壓互感器一次電壓相量與二次電壓相量的相位之差。相量方向是以理想互感器中的相位差為零來確定的。若二次電壓相量超前一次電壓相量，則相位差為正值。相位差通常用min（分）或crad（厘弧度）表示。3.2.1.5準(zhǔn)確級accuracy class對電壓互感器所給定的等級，互感器在規(guī)定使用條件下的誤差應(yīng)在規(guī)定的限值內(nèi)。3.2.1.6負荷burden（sb）電壓互感器二次回路所汲取的視在功率，用伏安值表示。確定電壓互感器準(zhǔn)確級所依據(jù)的負荷值為額定負荷sbn。3.2.1.7熱極限輸出thermal limiting output在額定一次電壓下的溫升不超過規(guī)定限值時，二次繞組所能供給的以額定

28、電壓為基準(zhǔn)的視在功率值。在這種情況下，誤差限值可能超過。一般不允許兩個或更多二次繞組同時供給熱極限輸出。3.2.1.8額定電壓因數(shù)rated voltage factor（ku）滿足規(guī)定時間內(nèi)的有關(guān)熱性能要求并滿足準(zhǔn)確級要求的最高電壓與額定一次電壓的比值。3.2.2保護用電壓互感器補充術(shù)語和定義3.2.2.1剩余電壓繞組residual voltage winding電壓互感器的附加二次繞組，用以在三相時接成開口角形，在接地故障時產(chǎn)生剩余電壓。3.2.3電容式電壓互感器補充術(shù)語和定義3.2.3.1電容式電壓互感器capacitor voltage transformer一種由電容分壓器和電磁單

29、元組成的電壓互感器。3.2.3.2電容分壓器capacitor divider由電容器組成的分壓器。3.2.3.3高壓電容器high-voltage capacitor（c1）電容分壓器中接于高壓端子與中壓端子之間的電容器。3.2.3.4中壓電容器intermediate-voltage capacitor（c2）電容分壓器中接于中壓端子與低壓或接地端子之間的電容器。3.2.3.5電磁單元electromagnetic unit一種接在電容分壓器的中壓端子和接地端子或地之間，以電磁感應(yīng)方式產(chǎn)生二次電壓的電容式電壓互感器的部件。注：電磁單元通常由中間變壓器、電抗器及其他附件組成。3.2.3.6分

30、壓比voltage ratio（of a capacitor divider）中壓電容器上未并聯(lián)阻抗時，施加于電容分壓器高壓端子與低壓端子之間的電壓與中間電壓的比值。其數(shù)值上等于（c1+c2）/c1。span lang=zh-cn>3.3符號本導(dǎo)則采用的符號如表1所示： 表1電流互感器和電壓互感器有關(guān)參數(shù)的符號（1）電流互感器符號參數(shù)名稱ek拐點電動勢es二次感應(yīng)電動勢（穩(wěn)態(tài)）es1額定二次極限電動勢（穩(wěn)態(tài)）ea1額定等效二次極限電動勢（暫態(tài)）fs儀表保安系數(shù)ipl額定儀表限值一次電流ip一次電流ipn額定一次電流ipal額定準(zhǔn)確限值一次電流（穩(wěn)態(tài)）ipsc額定一次短路電流（暫

31、態(tài)）ipcf保護校驗故障電流is二次電流isn額定二次電流ie二次勵磁電流iscmax最大短路電流ith額定短時熱電流（方均根值）idyn額定動穩(wěn)定電流（峰值）ie二次勵磁電流瞬時值ip一次電流瞬時值is二次電流瞬時值k給定暫態(tài)系數(shù)（適用于p，pr，tps） 表1（續(xù)）（1）電流互感器符號參數(shù)名稱kalf（alf）準(zhǔn)確限值系數(shù)（穩(wěn)態(tài)）kn額定電流比kpcf保護校驗系數(shù)kr剩磁系數(shù)kssc額定對稱短路電流倍數(shù)（暫態(tài)）ktf暫態(tài)系數(shù)（適用于tpx，tpy，tpz）ktd暫態(tài)面積系數(shù)kx計算系數(shù)（適用于px）lb二次負荷電感l(wèi)ct互感器二次繞組漏電感l(wèi)e勵磁回路電感rb二次負荷電阻rbn額

32、定二次負荷電阻rct互感器二次繞組電阻sb二次負荷視在功率sbn額定二次負荷視在功率tp規(guī)定的一次時間常數(shù)ts互感器二次時間常數(shù)tsn互感器額定二次時間常數(shù)tal保持準(zhǔn)確限值的時間tfr自動重合閘時無電流時間tmax達到最大磁通的時間zb二次負荷阻抗ze勵磁阻抗zct二次繞組阻抗i電流誤差（比誤差）f角度誤差（相位差）c復(fù)合誤差峰值瞬時誤差s飽和磁通r剩磁通（2）電壓互感器cn額定電容c1高壓電容器c2中壓電容器kn額定電壓比ku額定電壓因數(shù)sb二次負荷 表1（續(xù)）（2）電壓互感器符號參數(shù)名稱sbn額定二次負荷up一次電壓upn額定一次電壓ures剩余電壓us二次電壓usn額定二次電

33、壓v電壓誤差（比誤差）f角度誤差（相位差） 4電流互感器應(yīng)用的一般問題 4.1基本特性及應(yīng)用4.1.1電流互感器的簡化等值電路見圖1（a），相量圖參見圖1（b）。 a）等值電路圖b）相量圖 圖1電流互感器等值電路及相量圖 4.1.2電流互感器按其功能分為測量用電流互感器和保護用電流互感器兩類：測量用電流互感器分為一般用途和特殊用途（s類）兩類；保護用電流互感器分為p類、pr類、px類和tp類，tp類適用于短路電流具有非周期分量時的暫態(tài)情況。4.1.3一組電流互感器一般具有多個二次繞組（鐵芯）用于供給不同的儀表或繼電保護。各個二次繞組的變比通常是

34、相同的。電流互感器可通過改變一次繞組串并聯(lián)實現(xiàn)不同變比。某些特殊情況下，各二次繞組也可采用不同變比，這種互感器稱為復(fù)式變比電流互感器。某些情況下，也可采用二次繞組抽頭實現(xiàn)不同變比。4.1.4某些情況下，電流互感器經(jīng)過兩次變換才將正比于一次電流的信號傳送至二次回路。第二次變換所用互感器稱為輔助互感器，電流互感器及其輔助互感器的綜合性能應(yīng)符合各種用途提出的性能要求，如準(zhǔn)確級、二次負荷等。輔助互感器宜采用降流型。4.1.5工程項目中選用電流互感器時應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)測量儀表和繼電保護的要求，按照gb 1208的有關(guān)內(nèi)容，結(jié)合工程的實際情況，提出訂貨技術(shù)規(guī)范，包括使用環(huán)境條件、額定參數(shù)、技術(shù)性能、絕緣要求

35、及一般結(jié)構(gòu)要求等。參見dl/t 725。某些特殊性能要求可由訂貨方和供貨方協(xié)商確定。4.2電流互感器的配置4.2.1電流互感器的類型、二次繞組的數(shù)量和準(zhǔn)確級應(yīng)滿足繼電保護自動裝置和測量儀表的要求。4.2.2保護用電流互感器的配置應(yīng)避免出現(xiàn)主保護的死區(qū)。接入保護的互感器二次繞組的分配，應(yīng)注意避免當(dāng)一套保護停用時，出現(xiàn)被保護區(qū)內(nèi)故障時的保護動作死區(qū)。4.2.3對中性點有效接地系統(tǒng)，電流互感器可按三相配置；對中性點非有效接地系統(tǒng)，依具體要求可按兩相或三相配置。4.2.4當(dāng)配電裝置采用一個半斷路器接線時，對獨立式電流互感器每串宜配置三組，每組的二次繞組數(shù)量按工程需要確定。4.2.5繼電保護和測量儀表宜

36、用不同二次繞組供電，若受條件限制須共用一個二次繞組時，其性能應(yīng)同時滿足測量和保護的要求，且接線方式應(yīng)避免儀表校驗時影響繼電保護工作。4.2.6在使用微機保護的條件下，各類保護宜共用二次繞組，以減少互感器二次繞組數(shù)量。但一個元件的兩套互為備用的主保護應(yīng)使用不同的二次繞組。4.2.7電流互感器的二次回路不宜進行切換，當(dāng)需要時，應(yīng)采取防止開路的措施。4.3一次參數(shù)選擇4.3.1電流互感器應(yīng)根據(jù)其所屬一次設(shè)備的額定電流或最大工作電流選擇適當(dāng)?shù)念~定一次電流。額定一次電流（ipn）的標(biāo)準(zhǔn)值為：10、12.5、15、20、25、30、40、50、60、75a以及它們的十進位倍數(shù)或小數(shù)。4.3.2電流互感器的

37、額定連續(xù)熱電流（icth）、額定短時熱電流（ith）和額定動穩(wěn)定電流（idyn）應(yīng)能滿足所在一次回路的最大負荷電流和短路電流的要求，并應(yīng)適當(dāng)考慮系統(tǒng)的發(fā)展情況。當(dāng)互感器一次繞組可串、并聯(lián)切換時，應(yīng)按其接線狀態(tài)下實際短路電流進行ith及idyn校驗。4.3.3選擇額定一次電流時，應(yīng)使得在額定電流比條件下的二次電流滿足該回路測量儀表和保護裝置的準(zhǔn)確性要求。詳見第5章和第6章。4.3.4為適應(yīng)不同要求，某些情況下在同一組電流互感器中，保護用二次繞組與測量用二次繞組可采用不同變比。4.4二次參數(shù)選擇4.4.1二次電流選擇電流互感器額定二次電流（isn）有1a和5a兩類。a）對于新建發(fā)電廠和變電所，有條

38、件時電流互感器額定二次電流宜選用1a。b）如有利于互感器安裝或擴建工程原有電流互感器采用5a時，以及某些情況下為降低電流互感器二次開路電壓，額定二次電流可選用5a。c）一個廠站內(nèi)的互感器額定二次電流允許同時采用1a和5a。4.4.2二次負荷選擇及計算a）電流互感器的二次負荷可用阻抗zb（）或容量sb（va）表示。兩者之間的關(guān)系為： （16） 電流互感器的二次負荷額定值（sbn）可根據(jù)實際負荷需要選用2.5、5、7.5、10、15、20、30va。在某些特殊情況，也可選用更大的額定值。對保護用tp類電流互感器，其二次負荷用負荷電阻rb表示。b）電流互感器的負荷通常由兩部分組成

39、：一部分是所連接的測量儀表或保護裝置，另一部分是連接導(dǎo)線。計算電流互感器負荷時應(yīng)注意在不同接線方式和故障形態(tài)下的阻抗換算系數(shù)，詳見5.3和6.6。c）計算連接導(dǎo)線的負荷時，一般情況下可忽略導(dǎo)線電感，而僅計及其電阻rl： （17）式中：l電纜長度，m；a導(dǎo)線截面，電流回路采用2.5mm2及以上截面積的銅導(dǎo)線，mm2；電導(dǎo)系數(shù)，銅取57，m/(×mm2)。 5測量用電流互感器 5.1類型及額定參數(shù)選擇5.1.1類型選擇測量用電流互感器有一般用途和特殊用途（s類）兩類。工程應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)測量和計量系統(tǒng)的實際需要合理選擇互感器的類型。要求在工作電流變化范圍

40、較大情況下作準(zhǔn)確計量時可選用s類電流互感器。為保證二次電流在合適的范圍內(nèi)，可采用復(fù)式變比或二次繞組帶抽頭的電流互感器。電能計量用儀表與一般測量儀表在滿足準(zhǔn)確級條件下，可共用一個二次繞組。5.1.2額定參數(shù)選擇測量用電流互感器的額定參數(shù)選擇除滿足第4章的要求外，還要考慮以下情況：a）測量用電流互感器的二次負荷不應(yīng)超出規(guī)定的保證準(zhǔn)確級的負荷范圍。b）測量用的電流互感器的額定一次電流應(yīng)接近但不低于一次回路正常最大負荷電流。對于某些指示儀表，為使儀表在正常運行時指示在刻度標(biāo)尺的3/4左右，并且過負荷運行時能有適當(dāng)指示，可選用ipn1.25ib，其中ib為一次設(shè)備的額定電流或線路最大負荷電流。對于直接啟

41、動電動機的測量儀表用的電流互感器可選用ipn1.5ib。c）為在故障時一次回路短時通過大短路電流不致?lián)p壞測量儀表，測量用電流互感器可選用具有儀表保安限值的互感器，儀表保安系數(shù)（fs）宜選擇10，必要時也可選擇5。對于電子式儀表，可不考慮保安系數(shù)的要求。d）必要時可采用具有電流擴大值特性的電流互感器，其連續(xù)熱電流可選用額定一次電流的120，特殊情況可選用150或200。注：對于0.11級電流互感器，可以規(guī)定電流的擴大值。此時要求：額定連續(xù)熱電流應(yīng)是額定擴大一次電流值（表示為額定一次電流的百分?jǐn)?shù)）；額定擴大一次電流下的電流誤差和相位差應(yīng)不超過表2所列對120額定一次電流下所規(guī)定的限值。5.2準(zhǔn)確級

42、選擇5.2.1測量用電流互感器的準(zhǔn)確級a）測量用電流互感器的準(zhǔn)確級，以該準(zhǔn)確級在額定電流下所規(guī)定的最大允許電流誤差的百分?jǐn)?shù)來標(biāo)稱。標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確級為0.1、0.2、0.5、1、3和5級；供特殊用途的為0.2s及0.5s級。b）對于0.1、0.2、0.5級和1級測量用電流互感器，在二次負荷歐姆值為額定負荷值的25100之間的任一值時，其額定頻率下的電流誤差和相位誤差不超過表2所列限值。 表2測量用電流互感器誤差限值（一）準(zhǔn)確級電流誤差（±）在下列額定電流（）時相位差，在下列額定電流（）時±min±crad5201001205201001205201001200

43、.10.40.20.10.1158550.450.240.150.150.20.750.350.20.2301510100.90.450.30.30.51.50.750.50.5904530302.71.350.90.913.01.51.01.01809060605.42.71.81.8                c）對于0.2s和0.5s級測量用電流互感器，在二次負荷歐姆值為額定負荷值的25100之間任一值時，其額定頻率下的電流誤

44、差和相位誤差不應(yīng)超過表3所列限值。 表3特殊用途電流互感器的誤差限值（二）準(zhǔn)確級電流誤差（±）在下列額定電流（）時相位差，在下列額定電流（）時±min±crad1520100120152010012015201001200.2s0.750.350.20.20.230151010100.90.450.30.30.30.5s1.50.750.50.50.590453030302.71.350.90.90.9             

45、;     d）對于3級和5級，在二次負荷歐姆值為額定負荷值的50100之間任一值時，其額定頻率下的電流誤差和相位誤差不應(yīng)超過表4所列限值。表4測量用電流互感器誤差限值（二）準(zhǔn)確級電流誤差（±），在下列額定電流（）時50120333555注：3級和5級的相位差不予規(guī)定。 5.2.2與測量儀表配套的電流互感器準(zhǔn)確級選擇測量用電流互感器在實際二次負荷下的準(zhǔn)確等級應(yīng)與配套使用的測量儀表的準(zhǔn)確等級相適應(yīng)。測量儀表包括：指示儀表，如電流、功率等電氣量測量儀表；積分儀表，如電能計量儀表（含計費用計量儀表）；其他類似電器等。不同用途測量儀

46、表要求的準(zhǔn)確等級不同，對配套的互感器的準(zhǔn)確級也要求不同。表5為直接接于互感器的測量儀表要求的電流互感器準(zhǔn)確等級。電能計量用的電流互感器，工作電流宜在其額定電流的2/3以上。對于工作電流變化范圍較大的計費用電能計量儀表應(yīng)采用s類電流互感器。當(dāng)一個電流互感器的回路接有幾種不同型式的儀表時，應(yīng)按準(zhǔn)確級最高的儀表進行選擇。 表5儀表與配套的電流互感器準(zhǔn)確等級指示儀表計量儀表儀表準(zhǔn)確級互感器準(zhǔn)確級輔助互感器準(zhǔn)確級儀表準(zhǔn)確等級互感器準(zhǔn)確等級有功電能表無功電能表a0.50.50.20.21.00.11.00.50.20.52.00.2或0.2s1.51.00.21.02.00.5或0.5s2.51

47、.00.52.03.00.5或0.5sa 無功電能表一般與同回路的有功電能表采用同一等級的電流互感器。 5.2.3小變比套管式電流互感器的準(zhǔn)確級選擇sf6絕緣電器（gis）、落地罐式斷路器及變壓器套管式電流互感器由于結(jié)構(gòu)上的特點（一次繞組只有一匝），當(dāng)額定電流在300a以下時，不易滿足較高準(zhǔn)確級（如0.2，0.5，0.2s，0.5s）的要求，選擇準(zhǔn)確級時可與制造廠協(xié)商確定。5.3二次負荷選擇及計算5.3.1二次負荷的選定a）為保證測量用電流互感器的準(zhǔn)確級，其實際連接二次負荷值（zb或sb）不應(yīng)超出表6規(guī)定的范圍。b）測量用電流互感器二次負荷不宜過小，以便一次短路電流超過ipl時，使二

48、次感應(yīng)電動勢計算值等于或超過額定二次極限電動勢，能導(dǎo)致電流互感器飽和，以保證儀表安全。 表6測量用電流互感器二次負荷范圍儀表準(zhǔn)確級二次負荷范圍0.1、0.2、0.5、125100額定負荷0.2s、0.5s25100額定負荷3、550100額定負荷 5.3.2二次負荷計算方法a）一般工程驗算可忽略負荷阻抗之間的相位差，二次負荷zb可按下式計算： zb=kmczm+klczl+rc（18）式中：zm儀表電流線圈的阻抗，；zl 連接導(dǎo)線單程的阻抗，一般可忽略電抗，僅計及電阻，；rc接觸電阻，一般為0.050.1；kmc儀表接線的阻抗換算系數(shù)；klc連接線的阻抗換算系數(shù)。

49、b）測量用電流互感器各種接線方式的阻抗換算系數(shù)見表7。 表7測量用電流互感器各種接線方式的阻抗換算系數(shù)電流互感器接線方式阻抗換算系數(shù)備注klckmc單相21 三 相 星 形11 兩相星形zm0=zmzm0為零線回路中的負荷電阻zm0=01兩相差接2 三角形33  c）測量及計量電流回路功耗應(yīng)根據(jù)實際應(yīng)用情況確定，其功耗值與裝置實現(xiàn)原理和構(gòu)成元件有關(guān)，差別很大。附錄b的b.1列出一些典型儀表的功耗供使用參考。 6保護用電流互感器 6.1性能要求6.1.1影響電流互感器性能的因素保護用電流互感器性能應(yīng)滿足系統(tǒng)或設(shè)備故障

50、工況的要求，即在短路時，將互感器所在回路的一次電流傳變到二次回路，且誤差不超過規(guī)定值。電流互感器的鐵芯飽和是影響其性能的最重要因素。在穩(wěn)態(tài)對稱短路電流（無非周期分量）下，影響互感器飽和的主要因素是：短路電流幅值、二次回路（包括互感器二次繞組）的阻抗、電流互感器的工頻勵磁阻抗、電流互感器匝數(shù)比和剩磁等。在實際的短路暫態(tài)過程中，短路電流可能存在非周期分量而嚴(yán)重偏移。這可能導(dǎo)致電流互感器嚴(yán)重暫態(tài)飽和，參見圖2。為保證準(zhǔn)確傳變暫態(tài)短路電流，電流互感器在暫態(tài)過程中所需磁鏈可能是傳變等值穩(wěn)態(tài)對稱短路電流磁鏈的幾倍至幾十倍。詳細推導(dǎo)及分析見第7章和附錄a。a）一次電流無偏移b）一次電流全偏移 圖2

51、電流互感器一次電流與磁通及二次電流的關(guān)系 6.1.2對保護用電流互感器的性能要求6.1.2.1保護裝置對電流互感器的性能要求如下：a）保證保護的可信賴性。要求保護區(qū)內(nèi)故障時電流互感器誤差不致影響保護可靠動作。b）保證保護的安全性。要求保護區(qū)外最嚴(yán)重故障時電流互感器誤差不會導(dǎo)致保護誤動作或無選擇性動作。6.1.2.2解決電流互感器飽和對保護動作性能的影響，可采用下述兩類措施：a）選擇適當(dāng)類型和參數(shù)的互感器，保證互感器飽和特性不致影響保護動作性能。對電流互感器的基本要求是保證在穩(wěn)態(tài)短路電流下的誤差不超過規(guī)定值。對短路電流非周期分量和互感器剩磁等引起的暫態(tài)飽和影響，則應(yīng)根據(jù)具體情況和運行經(jīng)

52、驗，妥當(dāng)處理。b）保護裝置采取減輕飽和影響的措施，保證互感器在特定飽和條件下不致影響保護性能。保護裝置采取措施減緩電流互感器飽和影響，特別是暫態(tài)飽和影響，對降低電流互感器造價及提高保護動作的安全性和可信賴性具有重要意義，應(yīng)成為保護裝置的發(fā)展方向。特別是微機保護具有較大的潛力可資利用。當(dāng)前母線差動保護裝置一般都采取了抗飽和措施，取得了良好效果。對其他保護裝置也宜提出適當(dāng)?shù)目癸柡鸵蟆?.2類型選擇6.2.1保護用電流互感器的類型保護用電流互感器分為兩大類：a）p類（p意為保護）電流互感器。包括pr和px類。該類電流互感器的準(zhǔn)確限值是由一次電流為穩(wěn)態(tài)對稱電流時的復(fù)合誤差或勵磁特性拐點來確定的。b）

53、tp類（tp意為暫態(tài)保護）電流互感器。該類電流互感器的準(zhǔn)確限值是考慮一次電流中同時具有周期分量和非周期分量，并按某種規(guī)定的暫態(tài)工作循環(huán)時的峰值誤差來確定的。該類電流互感器適用于考慮短路電流中非周期分量暫態(tài)影響的情況。6.2.2電流互感器類型選擇原則6.2.2.1保護用電流互感器的性能應(yīng)滿足繼電保護正確動作的要求。首先應(yīng)保證在穩(wěn)態(tài)對稱短路電流下的誤差不超過規(guī)定值。對于短路電流非周期分量和互感器剩磁等的暫態(tài)影響，應(yīng)根據(jù)互感器所在系統(tǒng)暫態(tài)問題的嚴(yán)重程度，所接保護裝置的特性、暫態(tài)飽和可能引起的后果和運行經(jīng)驗等因素，予以合理考慮。如保護裝置具有減緩電流互感器飽和影響的功能，則可按保護裝置的要求選用適當(dāng)?shù)幕ジ衅鳌?.2.2.2330kv500kv系統(tǒng)保護、高壓側(cè)為330kv500kv的變壓器保護和300mw級及以上發(fā)電機變壓器組保護用的電流互感器，由于系統(tǒng)一次時間常數(shù)較大，電流互感器暫態(tài)飽和較嚴(yán)重，由此導(dǎo)致保護誤動或拒動的后果嚴(yán)重。因此，所選電流互感器應(yīng)保證在實際短路工作循環(huán)中不致暫態(tài)飽和，即暫態(tài)誤差不超過規(guī)定值。宜選用tp類互感器。詳見第7章。6.2.2.3220kv系統(tǒng)保護、高壓側(cè)為220kv的變壓器差動保護、10