电流互感器变比的选择.docx
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电流互感器变比的选择
电流互干器该如何选择？
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电流互干器该如何选择？
好象没听说过要考虑短路电流的，
如果发生短路，断路器应该瞬跳的，
瞬时过电流应该对互感器影响不大吧，
这是俺的个人理解，不知对否？
根据负荷电流选择电流互感器，根据短路电流校验电流互感器的动热稳定。
电流互感器变比的选择
在10kV配电所设计的过程中，10kV电流互感器变比的选择是很重要的，如果选择不当，就很有可
能造成继电保护功能无法实现、动稳定校验不能通过等问题，
应引起设计人员的足够重视。
10kV电流互感器按使用用途可分为两种，一为继电保护用，二为测
量用；它们分别设在配电所的进线、计量、出线、联络等柜。
在设计实践中，笔者发现在配变电所设计中，电流互感器变比的选择偏小的现象不在少数。
例如
笔者就曾发现：
在一台630kVA站附变压器（10kV侧额定一次电流
为36.4A）的供电回路中，配电所出线柜电流互感器变比仅为50/5（采用GL型过电流继电器、直
流操作）,这样将造成电流继电器无法整定等一系列问题。
对于继电保护用10kV电流互感器变比的选择，至少要按以下条件进行选择:
一为一次侧计算
电流占电流互感器一次侧额定电流的比例;二为按继电保护的
要求;三为电流互感器的计算一次电流倍数mjs小于电流互感器的饱和倍数mb1;四为按热稳定;
五为按动稳定。
而对于测量用10kV电流互感器的选择,因其是
用作正常工作条件的测量，故无上述第二、第三条要求；下面就以常见的配电变压器为例，说明
上述条件对10kV电流互感器的选择的影响，并找出影响电流互
感器变比选择的主要因素。
一．按一次侧计算电流占电流互感器一次侧额定电流的比例
根据<<电气装置的电测量仪表装置设计规>>（GBJ63-90）的规定，在额定值的运行条件下
，仪表的指示在量程的70%~100%处,此时电流互感器最大变比应为:
N=I1RT/（0.7*5）;
I1RT----变压器一次侧额定电流,（I1RT==S/17.32）A，注：
U1=10kV或者0.4kV；变压器容量/17.32/3.5或变压器容量/60.62=变比N
N----电流互感器的变比；
显然按此原则选择电流互感器变比时，变比将很小,下面列出400~1600kVA变压器按此原则选
择时,电流互感器的最大变比：
400kVAI1RT=23AN=6.6取40/5=8
500kVAI1RT=29AN=8.3取50/5=10
630kVAI1RT=36.4AN=10.4取75/5=15
800kVAI1RT=46.2AN=13.2取75/5=15
1000kVAI1RT=57.7AN=16.5取100/5=20
1250kVAI1RT=72.2AN=20.6取150/5=30
1600kVAI1RT=92.4AN=26.4取150/5=30
从上表可以看出,对于630kVA变压器,电流互感器的最大变比为15，当取50/5=10时,额定电
流仅占电流量程3.64（36.4/10）/5=72.8%。
这可能是一些设计人
员把630kVA变压器的供电出线断路器处电流互感器变比取50/5的一个原因,另外在许多时候，设计时供电部门往往不能提供引至用户处的电源短路容量
或系统阻抗，从而使其他几个条件的校验较难进行,这可能是变比选择不当得另一个原因。
从下面的分析中，我们将发现按此原则选择时，变比明显偏
小,不能采用。
二．按继电保护的要求
为简化计算与方便讨论，假设：
（1）断路器出线处的短路容量，在最大与最小运行方式下保
持不变；
（2）电流互感器为两相不完全星型接线；
（3）过负荷与速断保护采用GL-11型过电流继电器；（4）操作电源为直流220V，断路器分闸形
式为分励脱扣。
图1为配电变压器一次主接线图，B,C两处短路容量按200,100,50MVA三档考虑其影响。
配电变压器的过负荷保护与电流速断保护对变比的影响分析如下：
1.过负荷保护
过负荷保护应满足以下要求:
IDZJ=Kk*Kjx*Kgh*I1RT/（Kh*N）
IDZJ----过负荷保护装置的动作电流;.
Kk----可靠系数,取1.3；
Kjx----接线系数,取1；
Kgh----过负荷系数；
Kh----继电器返回系数,取0.85；
a.对于民用建筑用配电所,一般可不考虑电动机自启动引起的过电流倍数,为可靠起见，此
时Kgh取2,为满足继电器整定围要求，电流互感器变比
最小应为：
N=Kk*Kjx*Kgh*I1RT/（Kh*IDZJ）（GL-11/10型继电器整定围4~10A）。
Kgh=2时，各容量变压器满足上式要求的电流互感器的最小变比如下：
400kVAI1RT=23AN=7.0取40/5=8IDZJ取9A
500kVAI1RT=29AN=8.9取50/5=10IDZJ取9A
630kVAI1RT=36.4AN=11.1取75/5=15IDZJ取8A
800kVAI1RT=46.2AN=14.1取75/5=15IDZJ取10A
1000kVAI1RT=57.7AN=17.6取100/5=20IDZJ取9A
1250kVAI1RT=72.2AN=22.1取150/5=30IDZJ取8A
1600kVAI1RT=92.4AN=28.3取150/5=30IDZJ取10A
注意:
按上表选择变比一般都不能满足电流继电器的瞬动电流倍数NS要求（详见以下分析）
。
b.对于工厂用配电所,一般需考虑电动机自启动引起的过电流倍数,为可靠起见,此时Kgh取
3,显然电流互感器变比为满足要求,其值最小为
N==Kk*Kjx*Kgh*I1RT/（Kh*IDZJ）。
Kgh=3时，各容量变压器满足上式要求的电流互感器的最小变比如下：
400kVAI1RT=23AN=10.6取75/5=15IDZJ取8A
500kVAI1RT=29AN=13.3取75/5=15IDZJ取9A
630kVAI1RT=36.4AN=16.7取100/5=20IDZJ取9A
800kVAI1RT=46.2AN=21.2取150/5=30IDZJ取8A
1000kVAI1RT=57.7AN=26.5取150/5=30IDZJ取9A
1250kVAI1RT=72.2AN=33.1取200/5=40IDZJ取9A
1600kVAI1RT=92.4AN=42.3取250/5=50IDZJ取9A
注意:
按上表选择变比一般可以满足电流继电器的瞬动电流倍数NS要求（详见以下分析）,
但还需要进行灵敏度校验,使灵敏度系数Km≥1.5。
比较以上数据，已经可以得出以下结论:
按一次侧计算电流占电流互感器一次侧额定电流的比例选择的变比，一般是小于实际所需变
比的。
2.电流速断保护（采用GL-11/10型反时限电流继电器）
电流速断保护应满足以下要求:
IDZJS=Kk*Kjx*IA3max/N;
NS=IDZJS/IDZJ;
NS∈{2，3，4，5，6，7，8，9，10};
IDZJS----继电保护计算出的电流继电器的瞬动电流;
NS----实际整定的电流继电器的瞬动电流倍数;
Kk----可靠系数,取1.5；
Kjx----接线系数,取1；
IA3max----变压器低压侧三相短路时流过高压侧的电流；
下面按前述假设条件，短路容量变化对变比选择的影响分析如下：
a.变压器高压侧B点短路容量SDB为200MVA时
（1）对于民用建筑用配电所（Kgh=2）
对各容量变压器,按满足过负荷要求的最小变比选择变比时，NS计算结果如下：
400kVAIA3max=518AN=8IDZJ取9A
IDZJS=97ANS=97/9=10.8>8
500kVAIA3max=636AN=10IDZJ取9A
IDZJS=95.4ANS=95.4/9=10.6>8
630kVAIA3max=699AN=15IDZJ取8A
IDZJS=69.9ANS=69.9/8=8.7>8
800kVAIA3max=854AN=15IDZJ取10A
IDZJS=85.4ANS=85.4/10=8.5>8
1000kVAIA3max=1034AN=20IDZJ取9A
IDZJS=77.6ANS=77.6/9=8.6>8
1250kVAIA3max=1232AN=30IDZJ取8A
IDZJS=61.6ANS=61.6/8=7.7<8
1600kVAIA3max=1563AN=30IDZJ取10A
IDZJS=78.2ANS=78.2/10=7.8<8
从上表可以得出当SDB=200MVA时:
各容量变压器,按满足过负荷要求的最小变比选择变比时，一般是小于实际所需变比的。
（2）对于工厂用配电所（Kgh=3）
对各容量变压器,按满足过负荷要求的最小变比选择变比时，NS计算结果如下：
400kVAIA3max=518AN=15IDZJ取8A
IDZJS=51.8ANS=51.8/8=6.5<8
500kVAIA3max=636AN=15IDZJ取9A
IDZJS=63.6ANS=63.6/9=7.1<8
630kVAIA3max=699AN=20IDZJ取9A
IDZJS=52.4ANS=52.4/9=5.8<8
800kVAIA3max=854AN=30IDZJ取8A
IDZJS=42.7ANS=42.7/8=5.3<8
1000kVAIA3max=1034AN=30IDZJ取9A
IDZJS=51.7ANS=51.7/9=5.7<8
1250kVAIA3max=1232AN=40IDZJ取9A
IDZJS=46.2ANS=46.2/9=5.1<8
1600kVAIA3max=1563AN=50IDZJ取9A
IDZJS=46.9ANS=46.9/9=5.2<8
从上表可以得出当SDB=200MVA时:
各容量变压器,按满足过负荷要求的最小变比选择变比时，都能满足速断保护要求的。
b.变压器高压侧B点短路容量SDB为100MVA时
（1）对于民用建筑用配电所（Kgh=2）
对各容量变压器,按满足过负荷要求的最小变比选择变比时，NS计算结果如下：
400kVAIA3max=496AN=8IDZJ取9A
IDZJS=93ANS=93/9=10.3>8
500kVAIA3max=604AN=10IDZJ取9A
IDZJS=90.6ANS=90.6/9=10.1>8
630kVAIA3max=660AN=15IDZJ取8A
IDZJS=66ANS=66/8=8.25>8
800kVAIA3max=796AN=15IDZJ取10A
IDZJS=79.6ANS=79.6/10=7.96<8
1000kVAIA3max=949AN=20IDZJ取9A
IDZJS=71.2ANS=71.2/9=7.91<8
1250kVAIA3max=1114AN=30IDZJ取8A
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