电子式电流互感器模拟量电压输出的额定值

1、模拟量输出与数字量输出的电流互感器/电压互感器的系统/准确度比较对构成元件为相同准确级的各系统进行比较时，采用数字量输出的ECT和EVT的系统，其系统总准确度与采用模拟 量输出的系统的不一样。见图D.6。当采用数字量输出的ECT和EVT时，由纯数字信号传输引起的误差被排除。在此情况 下，只要计算精度选择恰当，仪表因是数字值的纯计算而不 会增加任何误差。在仪表中，受温度或长期漂移影响的可能 性也全部被消除。常1.1图D.6 常规计量系统与数字量输出的ECT和EVT计量系统的误差比较 模拟量输出型电子式电流互感器的技术信息范围本附录适用于新制造的模拟量输出型电子式电流互感器，用于电气测量仪器和继电

2、保护装置。电子式电流互感器采用电流传感器(例如，电流互感器，霍尔效应传感器，空心线圈(罗戈夫斯基线圈)和 /或光 学装置，由二次转换器提供模拟量电压输出。电子式电流互感器可以包含二次信号电缆。二次输出的数学描述当t tdror/ (2 f)时，二次电压可以如下表示：Us(t) Ussc；*2 Sin (2 ft s) Usdc(t) Us res(t)式中：Ussc二次电压对称分量的方均根值；Us dc二次直流电压，包括指数衰减分量；Us res二次剩余电压，包括谐波和次谐波分量;f 基波频率；s二次相位移；t时间瞬时值；tdr 额定延迟时间。二次直流偏移电压(Us dcO )直流偏移电压是电

3、子设备的普遍特性，这是由于电子兀 件需要偏压而造成的。按照定义，它是在零输入信号时的设 备输出上测得。正常情况下，偏移电压可认为与信号以及辅 助电源无关，因而是输出信号的附加分量。如果电源与输入信号有关，例如一次转换器的电源来源 于一次电流本身，贝冋能出现特殊的状态。在这种情况下， 仅在一次电流大于唤醒电流时才可以获得稳定的电源及其 产生的稳定偏移电压。小于此最低一次电流，尤其是零值时， 偏移电压可能改变其数值。对于这种特殊情况，制造方与用户应商讨确定一个恰当 的Usdc0技术要求。建议可规定最小一次电流，超过它时UsdcO依照上述定义，例如lpO.llpr时UsdcO = 5mV。稳态准确度

4、测量的试验电路符号Kr 基准电流互感器的额定变比V1 锁定放大器的输入电压Ri 调节同步放大器输入电压的负荷Ri + Rc 基准电流互感器的额定二次负荷Vect模拟量输出型 ECT的二次电压Rect ECT的额定二次负荷要求Ri和Rect是高精度负荷 锁定放大器的输入电压应按标称条件调节。 此电压应等于标称额定二次电压。图 E.i 稳态准确度测量的试验电路 铁心线圈式低功率电流互感器的信息 范围铁心线圈式低功率电流互感器 （ LPCT ）是传统电磁式电 流互感器的一种发展。由于现代电子设备的低输入功率要 求，LPCT可以按照高阻抗Rb进行设计。结果是，传统电磁式 电流互感器在非常高（偏移的）一

5、次电流下出现饱和的基本 特性得到改善，并因此显著扩大测量范围。应用 总消耗功率的降低，便有可能无饱和地高准确度测量高 达短路电流的过电流。对全偏移短路电流也能满足。除了量 程比较宽，LPCT可以设计得尺寸比传统电磁式电流互感器 小。随之，由于全部使用范围可以由单个（多用途）电流互 感器承担，测量用与保护用互感器无须有差别。原理LPCT是一种电磁式电流互感器，它包含一次绕 组、小铁心和损耗极小的二次绕组，后者连接并联电 阻Rsh。此电阻是LPCT的内装元件，对互感器的功能和 稳定性极为重要。因此，原理上 LPCT提供电压输出。并联电阻Rsh设计为互感器的功率消耗接近于零。二次电流Is在并联电阻上

6、产生电压降 Us，其幅值正比于 一次电流且同相位。而且，互感器的内部损耗和负荷 要求的二次功率越小，其测量范围和准确度越理想。LPCT的功能可以描述如下：例如，Rsh设计为：Usmax 与Ith相对应。UP1Ip 1 P2RshS1-O-UsS2RbNp 才UsRshp Ip 和NsIp Kr Us 而Kr 1坐RshNp电流到电压的转换器。Rsh是LPCT的内装元件图E.2铁心线圈式互感器P2S2Ip一次电流RFe等效铁损电阻 Lm等效励磁电感Rt二次绕组和引线的总电阻Rsh并联电阻（电流到电压的转换器）Cc电缆的等效电容Us（t）二次电压Rb 负荷，P1, P2一次端子S1，S2二次端子图

7、E.3电压输出的铁心式电流互感器等效电路 输出特性传统电流互感器的变比（按 GB 1208标准规定）通常与 额定一次电流相关联。由于LPCT具有测量大电流且不出现饱 和的能力，更为合理的是将测量范围联系到电网预期的最大 电流。单独式空心线圈和空心线圈的一般信息范围在高压电网中，罗哥夫斯基型传感器在继电保护上采用日益增多。自从1912年就已知道，罗哥夫斯基线圈的输出与 电流的导数成正比。在高电压应用中，传感器输出的积分往往不在线圈本体 上进行，可以免去电子器件，而更愿在继电器上实现，这样 能够降低费用。本附录重温单独式空心线圈原理，列出其输出的导数形 式。除此独特点外，空心线圈的其他特性要求（温

8、度特性， 电磁兼容，绝缘要求）则依据本标准。原理在空心线圈中，二次绕在非磁性骨架上（见图E.4）铁磁材料使这种传感器的线性度良好，不饱和也无磁滞现 象。因此，空心线圈具有优良的稳态性能和暂态响应。空心线圈应用安培定理时表明，当负荷为高阻抗 线圈的输出电压是穿过线圈的一次电流lp（t ）的函数。非磁性骨架二次绕组图E.4单独式空心线圈对于圆环形骨架a)任意截面的近似公式e(t)ip(t)b)矩形截面的公式e(t)ip(t)式中：o 真空导磁率，410 7工_A mN 匝数密度匝/mA单匝面积m2 2ra外直径m2ri内直径m h高度mNw空心环的匝数e(t)低负荷Rb%时，空心线圈的输出电压V以

9、这些符号，令Nw hraM 0ln -0 N A0 2 r0则空心线圈的输出电压为e(t) Mtip(t)，或在稳态正弦电流下:E M j等效电路图E.5为空心线圈的等效电路。符号Ip一次电流e(t)空心线圈的电势Lf二次绕组的漏电感Lw引线的电感Rt二次绕组和引线的总电阻Us(t)需校正的输出电压Ra校正电阻(任选)Z负荷阻抗，或Rb功率因数为1的负荷阻抗Cc电缆的等效电容P1, P2一次端子S1, S2二次端子图E.5电压输出的单独式空心线圈电流互感器的等效电路电阻Ra是任选的，供校正调节用。也可采用在铭牌上标出校正系数。电阻Ra或校正系数是用于补偿线圈骨架尺寸和匝数的制造偏差。它们也使传

10、感器与电子 装置能有互换性。以下公式依据图E.5等效电路：UsUsj M IpRbRt R a R b jLRb jLRb相量图Rt Ra时UsMLpRt Raj LRbIp图E.6 单独式UsL Us RbMRtRaUs ?M? RtRaUsRbME圈的相量图相位移tanRt Ra RbRb误差:LILarcta nRt Ra RbL arcta n RbUs EE2Rt Ra 2L2Rt Ra Rb2L2或者不按相量图，则Rt RaUsRbRt RaRa Rt Rb j LLIRt RaRb 2Rt RaRbRt R a1UsUs 1-cosRb-Rt Ra1Us 1-cosRbL2Idc

11、os = 1 时:LIRt RaRbRt RaR b Rt RaRtRaRb测量使用要点单独式空心线圈实际使用时，积分器是继电保护或测量 系统的组成部分。为测量单独式空心线圈的瞬时误差，必须采用时间常数 合适的积分器。电子式电流互感器模拟量电压输出的额定值额定二次电压（ Usr ）的标准值：在额定一次电流下的额定二次电压U sr方均根值，其标准值为：22.5mV ， 150mV ， 200mV ， 225mV ， 4V。对于在中压系统中通常不使用二次变换器的情况（传输 系统直接连接到低压设备，其标准额定值为：22.5mV和225mV，用于输出电压正比于电流的 ECT （例 如带内装负荷的铁心式互感器）。150mV，用于输出电压正比于电流导数的ECT （例如空心