摘 要 電流互感器是電力系統(tǒng)一次側(cè)和二次側(cè)的主要連接部分，隨著對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的超負(fù)載和高速動(dòng)作要求，電流互感器又成為了繼電保護(hù)中安全運(yùn)行的重要元件，所以應(yīng)該對(duì)保護(hù)用電流互感器的性能牢牢掌握， 我們才可以準(zhǔn)確選擇和判斷電流互感器，對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行精確設(shè)置，確保繼電器快速動(dòng)作，從而保證電力系統(tǒng)正常運(yùn)行，在這里我們介紹了電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)及準(zhǔn)確限值系數(shù)的選擇，二次輸出負(fù)荷的計(jì)算，伏安特性的分析，并通過(guò)詳細(xì)數(shù)據(jù)來(lái)認(rèn)識(shí)保護(hù)用電流互感器。

　　關(guān)健詞 電流互感器保護(hù)級(jí) 準(zhǔn)確級(jí) 二次負(fù)荷 準(zhǔn)確限值系數(shù) 伏安特性

　　在我國(guó)的電力系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)、變壓器及變電所等大型設(shè)備都要用到電流互感器，其中保護(hù)用電流互感器主要在電力系統(tǒng)非正常運(yùn)行和故障狀態(tài)下給繼電保護(hù)裝置及類似電器傳遞信號(hào)作用。保護(hù)用電流互感器是在眾多保護(hù)設(shè)備中不可缺少的元件之一，電流互感器的主要作用是給測(cè)量?jī)x器、儀表或繼電保護(hù)、控制裝置傳遞信息，使測(cè)量、保護(hù)和控制裝置與高電壓相隔離，其中保護(hù)用電流互感器對(duì)繼電保護(hù)的準(zhǔn)確快速動(dòng)作最為重要。保護(hù)級(jí)的計(jì)算要精確，否則可能會(huì)造成差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)或者拒動(dòng)，都會(huì)影響設(shè)備安全運(yùn)行。所以將保護(hù)級(jí)單獨(dú)設(shè)立為二次繞組，并對(duì)它的原理、特性和功能進(jìn)行了解，我們就可以很好地進(jìn)行選擇和應(yīng)用，進(jìn)而更有效的保護(hù)電力系統(tǒng)及設(shè)備。電流互感器在繼電保護(hù)中最常用的有微機(jī)保護(hù)和差動(dòng)保護(hù)，首先根據(jù)設(shè)備的各個(gè)參數(shù)指標(biāo)來(lái)設(shè)定要計(jì)算的繼電保護(hù)器的整定電流、最大短路電流飽和倍數(shù)，及二次所承載的負(fù)荷和線路損耗來(lái)確定電流互感器的保護(hù)級(jí)的精度和負(fù)荷。通過(guò)保護(hù)級(jí)的精度來(lái)確定電流互感器的鐵芯和誤差，通過(guò)拐點(diǎn)電壓和伏安特性曲線來(lái)分析保護(hù)級(jí)的保護(hù)性能。

　　1 保護(hù)級(jí)的選擇

　　對(duì)于保護(hù)用電流互感器準(zhǔn)確級(jí)是以該準(zhǔn)確級(jí)在額定準(zhǔn)確限值一次電流下的最大允許復(fù)合誤差的百分?jǐn)?shù)來(lái)標(biāo)稱，以“P”或“PR”表示保護(hù)級(jí).一般保護(hù)級(jí)復(fù)合誤差有5P或10P。它是由一次電流為穩(wěn)態(tài)對(duì)稱電流時(shí)的復(fù)合誤差或勵(lì)磁特性拐點(diǎn)來(lái)確定的[1]。在這里5P和10P一般情況下可以通用，但是發(fā)電機(jī)和變壓器主回路及220kV以上電壓線路應(yīng)用復(fù)合誤差較小的5P。 準(zhǔn)確限值系數(shù)度有10、15、20、25、30等，額定輸出標(biāo)準(zhǔn)值為2.5VA，5VA，10VA，15VA，20VA，25VA，30VA，40VA，50VA等。例準(zhǔn)確級(jí)5P15指互感器復(fù)合誤差為5%，準(zhǔn)確限值系數(shù)為15。

　　2 保護(hù)級(jí)的誤差

　　保護(hù)用電流互感器的誤差只需測(cè)量額定電流下的電流誤差和相位差滿足GB20840.2-2013，保護(hù)用的誤差可按100%點(diǎn)的伏安特性來(lái)確定，詳見(jiàn)表1。

　　對(duì)互感器生產(chǎn)廠家來(lái)說(shuō)，保護(hù)用誤差測(cè)試都是按額定一次電流這一點(diǎn)來(lái)測(cè)量的，只需要通過(guò)調(diào)試好的試驗(yàn)設(shè)備來(lái)完成，無(wú)需重復(fù)計(jì)算。

　　3 準(zhǔn)確限值系數(shù)計(jì)算及伏安特性曲線特性

　　額定準(zhǔn)確限值一次電流是指電流互感器出廠時(shí)所標(biāo)明的能保證復(fù)合誤差不超過(guò)該準(zhǔn)確級(jí)允許的最大電流，也就是二次繞組的勵(lì)磁安匝與一次安匝的百分?jǐn)?shù)不超過(guò)限值。保護(hù)用電流互感器的額定準(zhǔn)確限值一次電流下的磁通密度，通常是電流誤差和相位差的相量和。計(jì)算出電流誤差εin(%)=sin(α+θ)×100;相位差δi(`)=cos(α+θ) ×3440。

　　在額定準(zhǔn)確限值一次電流下復(fù)合誤差應(yīng)小于10%。準(zhǔn)確限值系數(shù)=。

　　下圖1為伏安特性的曲線圖，從圖中可以分析出電流互感器保護(hù)級(jí)的飽和程度，間接看出保護(hù)級(jí)的復(fù)合誤差。

　　如下圖1可見(jiàn)保護(hù)級(jí)選擇0.01，0.02，0.03，0.04，0.05五個(gè)點(diǎn)來(lái)電流所測(cè)得的電壓值畫(huà)出的曲線來(lái)分析飽和點(diǎn)的情況，此圖中拐點(diǎn)在0.036左右，未達(dá)到飽和，所以選用的5P20能達(dá)到20VA時(shí)可以長(zhǎng)期運(yùn)行。

　　4 電流互感器二次負(fù)載的計(jì)算

　　電流互感器的保護(hù)級(jí)用性能的基本要求，就是在規(guī)定使用條件下的誤差應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi)。由于電力系統(tǒng)中會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)短路故障，這樣會(huì)使電流互感器勵(lì)磁增加鐵心飽和，保護(hù)用互感器在過(guò)飽和狀態(tài)下，保證電流保護(hù)繼電器可正常工作，還要防止互感器二次電流不會(huì)引起誤動(dòng)作，還要保證在特定故障點(diǎn)進(jìn)電流互感器通過(guò)故障電流時(shí)，誤差不超過(guò)規(guī)定值[2]。初選鐵心截面積可以根據(jù)準(zhǔn)確級(jí)和準(zhǔn)確限值系數(shù)，保護(hù)級(jí)鐵心只能選擇飽和磁密較高的冷軋硅鋼板材料。為保證在額定準(zhǔn)確限值一次電流下的復(fù)合誤差不超出規(guī)定的限值，忽略其它影響保護(hù)鐵心的磁密可按在額定準(zhǔn)確限值一次電流下不高于1.6T。初步計(jì)算額定電流和額定二次負(fù)荷時(shí)的磁密的公式為：Bn=1.6/KALF，T，KALF-----額定準(zhǔn)確限值系數(shù)。

　　計(jì)算誤差先計(jì)算二次繞組r2和二次繞組漏電抗X2，然后得出額定二次負(fù)荷Z2n。

　　額定二次負(fù)荷的有功分量和無(wú)功分量分別為：R2n= 0.8Z2n;X2n=0.6Z2n。

　　二次回路總阻抗：Z2ε=。

　　計(jì)算與二次電流相對(duì)應(yīng)的二次繞組感應(yīng)電勢(shì)E2=I2Z2，由此可得出鐵心磁通額度B，B=，T;

　　N2n----二次繞組額定匝數(shù);

　　AC-------鐵心有效截面積，cm2;

　　再根據(jù)鐵心材料磁化曲線查出鐵心損耗角。

　　1.電流互感器的負(fù)荷通常由兩部分組成：一部分是所連接的測(cè)量?jī)x表或保護(hù)裝置;另一部分是連接導(dǎo)線的接觸電阻。計(jì)算電流互感器負(fù)荷時(shí)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)。

　　保護(hù)用電流互感器二次輸出負(fù)載為：Zb=ΣKrcZr+KlcR1+Rc。

　　Zr------繼電器電流線圈電阻，Ω對(duì)于數(shù)字保護(hù)可忽略電抗，僅計(jì)及電阻Rr。

　　R1-----連接導(dǎo)線電阻Ω。