电流互感器变比选择

1、电流互感器变比选择保护用电流互感器 （TA） 主要与继电保护装置配合， 在线路发生短路过载等故 障时，向继电装置提供信号切断故障电路， 保护电力系统的安全。 它的工作条件 与测量用互感器完全不同， 后者正常一次电流工作范围有合适的准确度即可， 当 通过故障短路电流时， 希望互感器尽早饱和， 以保护测量仪表不受短路电流损害。 而前者在比正常电流大几倍或几十倍电流时才开始工作，其误差（ 电流和相位误差）要求在误差曲线范围内，而同时考核电流误差和相位差时用复合误差。保护用 TA 一次电流 i1 较小时，二次电流 i2 线性变化；当 i1 增大到一定 时，互感器铁心中的磁密很高。由于铁磁材料的非线性，

2、励磁电流 i0 中高次谐 波含量很大，波形呈尖顶形，与正弦波相去甚远，即使 il 是理想的正弦波， i2 也不是正弦的。非正弦小波不能用相量图分析，需采用复合误差的（概念分析 ） ，这使 i0 迅速增大，相当于部分 i1 未能转换成 i2 ，i2 与 i1 不再成正比变化，从而增加 TA误差。当电力系统发生短路故障而引起继电保护动作时，短路电流 i 很大，一般 为额定电流的 10 几倍，使误差增大，危及保护装置的灵敏性和选择性。另外，从原理上讲，TA本身是个特殊的变压器，变压器都有在额定负荷 下运行的要求。因此，如TA二次侧负荷超过其额定二次负荷值，同样会增加其 误差。如上所述，TA误差不可避

3、免，其大小与 TA铁心励磁特性及二次侧负荷有 关。要控制好这个误差，须处理 TA所在位置最大故障i、该电流与额定i1的 比值、额定电流比及额定二次负荷的关系。 因此需准确了解准确级及与其相关的 准确级限值、 额定电流比和额定负荷的概念。 要解决此问题， 就要根据变电站的 实际情况选择合适的准确级。对保护用TA,准确级以该级在额定准确限值i1下的最大允许复合误差的百 分数标称，其后标以字母"P"表示保护，它实际上是人为规定的TA制造的误差等 级要求。准确限值系数指能满足复合误差要求的 i1max 与额定 i1 的比值。额定 电流比则指额定 i1 与 i2 的比值。额定负荷是确

4、定互感器准确级所依据的二次负 荷值。在早期国家标准电流互感器(GBI208-75)中规定，TA保护准确级为B和 D级。在选择保护用TA准确级时，应校验10%误差曲线，以保证在短路时电流 误差不超过规定值。目前新版中规定准确级为5P和10P,分别表示在额定准确限值 i1 时的复合误差限值为 5%、10%；其准确限值系数标准值系列为 5、10、15、 20、30等，表示在短路故障下，若短路电流 i 与额定 i1 ，相比的倍数小于该值， 则误差控制在准确级范围内。因此，得到2个结论：1)选择保护用TA的准确级须同时选择准确限值系数，如5P20及1 200/5A,表示i20倍额定i1,即20X 1 2

5、00 = 24 kA范围之内 时，复合误差5% 2)选择双方向，即可根据已给定的ilmax、二次负荷值和10% 误差曲线，准确限值系数，选择额定电流比；也可根据给定的i1max、额定电流比和 10%误差曲线选择准确限值系数，根据 10%误差曲线选择额定二次负荷和 二次电缆截面。在稳态运行时，TA二次负荷应满足10%M差曲线的要求，只要TA 二次实际 负荷<10 %误差曲线允许的负荷，其测量误差在 10%以内。二次负荷越大，铁 心越容易饱和。某110kV变电站110kV母线i1max25 kA，TA二次侧负荷40 VA。首先根据继电保护装置的要求，保护用TA的稳态误差10% 3，根

6、据工程 建设控制设备造价选择准确级为10P。根据实例查图2曲线，得到准确限值系数 为24。根据ilmax。为25kA除以准确限值系数得到1042考虑到准确限值系 数应尽量 l 为 1250A。关于电流互感器额定一次电流的选择， 对于计量、 测量和保护， 应该选取不 同的额定电流。计量和测量用的主要精度有： 0.2， 0.5， 0.2S， 0.5S对于前两者， 精度要求是分别在额定电流的 5%， 20%， 100%， 120%下的， 其它点的要求应该在这几个点的连线以下。对于后两个， 精度要求是分别在额定电流的 1%， 5%， 20%， 100%， 120%下的，其它点的要求应该在这几个点的连线

7、以下因此，选取原则应该是：在一段时期内，需要关注的电流最小，最大值的范 围，然后选取合适的一次电流，同时根据其它要求选取精度、负荷等参数。对于 长期后的扩容，通过理论预测及计算后类似解决， 就可以得到另外一个一次电流。 对于保护线圈：普通保护线圈， 额定电流可以选取的大一些， 毕竟， 保护线圈在额定电流下 的输出，是不怎么关注的。 关键是看其在要求的保护电流下的反映。 这样操作时， 保护线圈也比较好作一些， 成本也会下降一些。 比如，你要作 100/5 ，5P30，30VA, 内径300mm勺二次保护线圈，可能是很难作到的，即使做到，其尺寸重量可能也 太难以令人接受。同样，如果作 300/5，

8、5P10, 30VA内径300mm其难度就会 降低很多，实现起来也会容易很多。对于，用作差动保护的线圈，其相关参数最好和另一侧的一致。同时，如果 是两侧都是新建， 最好用一个厂家的， 否则，应该提供另一侧差动保护线圈的伏 安特性，本侧线圈的伏安特性应该要求与另侧基本吻合。1、实际上，现在的微机保护装置的功耗应该是非常小的，对于电流互感器而言，主要的负载应该是信号电缆的电阻值和接触电阻等。比如：二次5A的CT,如果距离控制室100m采用4平方的线(每千米约4.5欧)，贝线路上电阻 就为：2X 0.1 X 4.5 = 0.9欧，线路的损耗就达到了： 22.5VA，很厉害的。2 、准确限值系数主要是

9、看过电流的能力， 即，在多少倍的额定一次电流下， 要求其复合误差不得大于10%( 10P)，或5%(5P)。选择容量时，对其不需要过 多的关注！3 、两个CT串联使用的情况也有，但是还是应该谨慎使用，毕竟串联后合成 的性能也需要实际的校核。不过，对于容量不足时，有个非常简单的办法：一般 信号电缆都是多芯 4 平方的线， 并且应该会有一些空置备用的， 用两根 4平方的 线并联起来作为回路信号线， 其截面增大 1 倍，回路电阻减小 1 倍，实际负载会 下降将近一半，效果非常明显的。容量肯定是按照额定电流算了， 设计时，极限过流也不会让其超过准确限值 系数(ALF,这时其输出按理论上说，应该是额定二次电流的ALF倍，实际输出是在10%( 10P)或5%(5P)的范围之内的。例如：300/5，5P30, 30VA 其 额定二次阻抗为：30/(5*5) = 1.2，一般功率因素都取的是 0.8，同时，实际负 载最好不要超过额定值， 否贝性能可能会受到影响 (测量也一样) 。在一次 300A 时，输出5A（误差：比差1%,角差60 '）,当极限状态时，即：300X 30=9kA 时，其二次输出为150A （误差范围5%）。应该正常输出。在这里需要特别注意的是：