电流互感器的基本概念.docx

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电流互感器的基本概念

暂态电流互感器的分级

标准规定的TP类电流互感器分为TPS、TPX、TPY和TPZ四级。

TPS和TPX铁心均不带气隙，因此并不限制剩磁，二者特性相似。

当电流互感器严重饱和时切断一次电流，二次电流将随磁通由饱和状态快速降低到剩磁水平，即二次电流残余电流小，因此适用于对保护复归时间要求严格的断路器失灵保护的电流起动元件；另一方面，此类电流互感器励磁阻较高，汲出电流小，适用于电流互感器并接的场合。

TPY和TPZ级互感器铁心带有气隙，因而磁阻较大，增长了互感器到达饱和的时间，不易饱和，即有更长的时间可保持线性转换传变关系，使暂态特性大大改善。

互感器时间常数减少，铁心面积可减少；剩磁减少也有利于暂态特性的改善，因而TPY级可在准确限值条件下保证全电流的最大峰值瞬时误差ε=10%；而TPZ级仅保证交流分量最大峰值瞬时误差εac=10%。

由于TPZ级仅能进行交流分量的传变，用于仅需反应交流分量的保护装置，不能保证低频分量误差且励磁阻抗过低，因而不推荐用于发电机组等主设备保护和断路器失灵保护。

总的比较下来，TPY级电流互感器铁心带有适当气隙，剩磁限制到适当值以下（为饱和磁通值的10%以下），在规定的准确限值条件下能保证全电流的峰值瞬时误差在10%以下，具有较好的暂态特性，更适用于发电机组保护。

电流互感器的准确级

准确级是指在规定的二次负荷变化范围内，一次电流为额定值时的最大电流误差的百分值。

电流互感器准确级分为0.2、0.5、1.0、3、10五级。

保护用电流互感器，可分为稳态保护用（P）和暂态保护用（TP）两类。

稳态保护用电流互感器准确级有5P和10P。

暂态保护用电流互感器准确级分为TPX、TPY、TPZ三个级别。

TPX级电流互感器环形铁芯中不带气隙，在额定电流和负载下，其电流误差不大于±0.5%。

TPY级电流互感器铁芯带有小气隙，气隙长度约为磁路平均长度的0.05%，由于气隙使铁芯不易饱和，有利于直流分量的快速衰减，在额定负荷下允许最大电流误差为±1%。

TPZ级电流互感器铁芯心有较大气隙，气隙长度约为磁路平均长度的0.1%，由于铁芯气隙较大，一般不易饱和，特别适合于有快速重合闸（无电流时间间隙不大于0.3s）线路上使用。

仪表保安系数

　　电流互感器中的FS表示仪表保安系数，仅仅适用于测量级的电流互感器，具体规定如下：

　　FS＝额定仪表限值一次电流/额定一次电流；

　　仅仅在用户有要求时，确定该数值，其推荐值为5，或10；

　　主要是在系统故障电流通过电流互感器时，对二次仪表起保护作用，FS越小，二次仪表越安全。

　　额定仪表限值一次电流是在额定负荷下，复合误差大于等于10％的最小一次电流。

　　测量用电流互感器是一种专门用来测量电力系统的电流和电能的电流互感器。

在正常工作条件下，它应符合规定的准确级要求，以保证测量准确。

然而电力系统中使用的电流互感器往往因系统故障或操作会有很大的过电流流过一次绕组。

在这种情况下则希望二次电流不再严格按比例增长，以避免二次回路所接的仪器、仪表受到大电流冲击，因此对测量用电流互感器提出了仪表保安系数的要求。

　　所谓仪表保安系数（FS）是指仪表保安电流与额定一次电流之比。

仪表保安电流则指测量用电流互感器在额定二次负荷下，其复合误差不小于10%的最小一次电流值。

这意味着，在仪表保安电流下的复合误差越大越好。

通常仪表保安系数要求的大小取决于二次仪表的过载能力。

随着仪表测量精度的提高，仪表过载能力降低，因而要求互感器的仪表保安系数也要小。

准确限值系数

准确限值系数是对保护级电流互感器来说的，一般取5、10、15、20、30。

是指保证复合误差不超过规定值时的一次电流倍数，这个倍数叫准确限值系数。

TPY中的额定对称短路电流倍数

额定对称短路电流倍数是对暂态保护CT的

额定一次短路电流与额定一次电流的比值，Kssc

额定一次短路电流，对称一次短路电流的方均根值

可参照标准DL/T725

BH曲线：

磁化曲线

（magnetizationcurve）

以磁场强度（H）为横坐标，磁通密度（B）为纵坐标，将可变电阻（VR）逐渐往下移动，则流入线圈之电流将逐渐变大，依H计算公式铁心内之H将逐渐变大，则铁心内的B亦随之逐渐变大，将铁心内的B所对应H的变化所得到之关系曲线，称为B-H曲线，如图所示。

饱和磁通

在铁芯的B-H特性曲线上B值（磁通密度）上升10%而使H值（磁场强度）上升50%的那一点

四端法接线的测量原理

施加输出一个电压源信号Vs到一个阻抗Z上，将产生一电流I，如图D.1。

图D.1

若需测量该阻抗值，需测量该阻抗上的电压V：

Z=U/I

由于从电压源到被测阻抗有一段导线，导线有电阻r，导致V≠Vs，所以若要精确测量阻抗Z，不可以简单地用电源电压Vs代替V。

图D.2

阻抗Z的测量电路应采用图D.2的接线方法，测量电压的电压表必须单独用导线从Z两端连线才能精确测量Z的电压值V。

因Z两端是采用4根导线接线，故称为4端法接线。

由于电压测量电路无电流，故V’=V

所以Z=V’/I

图D.3

图D.3的接线方法是错误的。

采用CTP测量互感器的电阻、变比、励磁时，需采用4端法接线，如图D.4。

图D.4

四端法接线必须注意被测绕组的端子接法。

图D.5，D.7的接法是正确接法，图D.6，D.8是错误接法。

图D.5图D.6（错）

图D.7图D.8（错）

图D.9（错）

四端法测量三相负载阻抗

三相对称测量法可以减小中性点线路电阻的影响，测量值可认为略小，但由于单向短路时CT所带的为单相二次回路，故而应测量单相二次回路负载作计算用