第9单元 电流互感器(后半部分)

第二节 电流互感器

三 电流互感器的准确级和额定容量 （一）电流互感器的准确级

电流互感器的测量误差，可以用其准确度级来表示。准确度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。

表4-1 电流互感器的准确级和误差限值

准确级数 一次电流占额定电流的百分数（%） 5 20 100 120 5 20 100 120 5 20 100 120 5 20 100 120 50 120 50 120 50 120 50 120 误差限值 电流误差（%） 0.4 0.2 0.1 0.1 0.75 0.35 0.2 0.2 1.5 0.75 0.5 0.5 3.0 1.5 1.0 1.0 3.0 3.0 5.0 5.0 1.0 1.0 3.0 3.0 角误差()15 8 5 5 30 15 10 10 90 45 30 30 180 90 60 60 无规定 无规定 60 60 60 60 0.1 0.2 0.5 1 3 5 5P 10P 我国GB1208-1997<电流互感器>规定测量用的电流互感器的测量精度有0.1、0.2、0.5、1、3、5五个准确度级；保护用电流互感器按用途可分为稳态保护用（P）和暂态保护用（TP）两类，稳态保护用电流互感器的准确级用P来表示，常用的有5P和10P。由于短路过程中i1与i2关系复杂，故保护级的准确级是以额定准确限值一次电流下的最大复合误差%来标 称的，%1001T2(Kii)dt。所谓额定准确限值一次电流即一次电流为额定一 i210I1T次电流的倍数，也称为额定准确限值系数。例如10P20表示准确级为10P，准确限值系数为20。这一准确级电流互感器在20倍额定电流下，电流互感器负荷误差不大于10%。保护用电流互感器准确级除P之外，还有TPS、TPX、TPY、TPZ、TB等等。电流互感器的电流误差，能引起所有仪表和继电器产生误差，而角误差过大，会对功率型测量仪表和继电保护装置产生不良影响。

一般0.1、0.2级主要用于实验室精密测量和供电容量超过一定值的线路或用户；0.5级的可用于收费用的电能表；0.5~1级的用于发电厂、变电所的盘式仪表和技术上用的电能表；3级、5级的电流互感器用于一般的测量和某些继电保护上；5P和10P级的用于继电保护。为了继电保护整定需要制造厂提供这类保护级电流互感器10%误差曲线。

（二）保护级电流互感器的10%误差曲线

用于保护的电流互感器，在正常负荷范围内的准确度要求不如测量级的高，但对可能出现的短路电流范围内，要求互感器最大误差限值不超过-10%。当一次电流为n倍一次额定电流时，电流误差达到-10%，nI1I1n称为10%倍数10%倍数与互感器二次允许最大负

荷阻抗Z2l的关系曲线nf(Z2l)，便叫做电流互感器的10%误差曲线，如图4-7所示。

（三）电流互感器的额定容量

电流互感器的额定容量SN2系指电流互感器在额定二次电流IN2和额定二次阻抗ZN2下运行

2时，二次绕组输出的容量SN2IN，2ZN2。由于电流互感器的额定二次电流为标准值（5A或1A）

也为了便于计算，有的厂家提供电流互感器的ZN2值。

四 电流互感器的接线方式

（一） 电流互感器的极性

电流互感器在连接时，要注意其端子的极性，按照规定，我国互感器和变压器的绕组端子，均采用“减极性”标号法。所谓“减极性”标号法就是互感器按图4-8所示接线时，一次绕组接上电压U1，二次绕组感应出电压U2。

（二） 电流互感器的接线方式

电流互感器的二次侧接测量仪表，继电器及各种自动装置的电流线圈。用于测量表计回路的电流互感器接线应视测量表计回路的具体要求及电流互感器的配置情况确定，用于继电保护的电流互感器接线侧应按保护所要求的有关故障类型及保护灵敏系数的条件来确定。当测量仪表与保护装置共用同一组电流互感器时，应分别接不同的二次绕组，受条件需共用一个二次绕组时，保护装置应接在仪表之前，以避免校验仪表时影响保护装置工作。

1. 一相式接线 电流线圈通过的电流，反映一次电路相应相的电流，通常用于负荷平衡的三相电路如低压动力线路中，供测量电流或接过负荷保护装置之用。

2. 两相V形接线 在继电保护装置中，这种接线称为两相两继电器接线或两相的相电流接线。在中性点不接地的三相三线制电路中（如6~10kv高压电路中），广泛用于测量三相电流、电能及作过电流继电保护之用。由图4-11的向量图可知，两相V形接线的公共线上电流为IaIcIb，

...反映的是未接电流互感器那一相的相电流。

3. 两相电流差接线 这种接线也称为两相交叉接线。由图4-12的向量图可知，二次侧公共线上电流为IaIc，其量值为相电流的3倍。这种接线适用于中性点不接地的三相三线制电路中（如6~10kv高压电路中）供作过电流继电保护之，也称为两相一继电器接线。

4. 三相星形接线 这种接线中的三个电流线圈，正好反应各相的电流，广泛用在负荷一般不平衡的三相四线制系统如TN系统中，也用在负荷可能不平衡的三相三线制系统中，作三相电流、电能测量及过电流继电保护之用。

五. 电流互感器的结构类型和型号 （一） 电流互感器的类型 电流互感器的分类

1．按安装地点可分为屋内和屋外式。20kv及以下屋内式；35kv及以上屋外式。 2．按安装方式可分为穿墙式、支持式和装入式。 3．按绝缘可分为干式、浇注式、油浸式等。

4．按一次绕组匝数可分为单匝式和多匝式。单匝式分为贯穿型和母线型两种。 5．按电流互感器的工作原理，可分为电磁式、电容式、光电式和无线电式。 （二） 电流互感器的结构 1．电流互感器的结构原理

电流互感器的结构原理如图4-13所示。

互感器的基本组成部分是绕组、铁芯、绝缘物和外壳。在同一回路中，要满足测量、继电保护的要求，一个回路往往需要很多的电流互感器，为了节约材料和降低投资，一台高压电流互感器常安装有相互间没有磁联系的的铁芯环和二次绕组，并共用一次绕组。这样可以形成变比相同、准确度级不同的多台电流互感器。电气测量对电流互感器的准确度要求较高，且要求在短路时仪表受的冲击小，因此测量用电流互感器的铁芯在一次电路短路适应易于饱和，以二次电流的增长倍数。而继电保护用电流互感器的铁芯则在一次电流短路时不应饱和，使二次电流能与一次短路电流成比例的增长，以适应保护灵敏度的要求。为了适应一次电流的变化和减少产品规格，常将一次绕组分成几组，通过切换接线改变一次绕组的串并联，可以获得多种电流比，如图4-13所示。

单匝式的贯穿型互感器本身装有单根铜管或铜杆作为一次绕组；母线型互感器则本身未装一次绕组，而是在铁芯中流出一次绕组穿越的空隙，施工时以母线穿过空隙作为一次绕组。

2．电流互感器的结构类型

（1）套管式电流互感器 （2）充油式电流互感器

（3）电容式电流互感器 （4）SF6气体绝缘倒立式电流互感器 （5）穿墙式环氧电流互感器

表4-2 电容式电流互感器二次组合的额定参数

额定电流 准确级 额定输出(VA) 5P×20 50~60 2×600×5 5P×25 50~60 0.5×0.2 40~50 额定电流 准确限值系数 20 2×600×5 25 .. （三）电流互感器的型号

电流互感器全型号的表示和含义如下： 六.电流互感器的配置原则

电流互感器应按下列原则配置：

1. 每条支路的电源侧均装设足够数量的电流互感器，供该支路测量、保护使用。此原则同于开关电器的配置原则，因此有断路器与电流互感器紧邻布置。配置的电流互感器应满足下列要求：1）一般应将保护与测量用的电流互感器分开；2）尽可能将电能计量仪表互感器与一般测量用互感器分开，前者必须使用0.5级互感器，并应使正常工作电流在电流互感器额定电流的2 左右；3）保

3护用互感器的安装位置应尽量扩大保护范围，尽量消除主保护的不保护区；4）大接地电流系统一般三相配置以反应单相接地故障；小电流接地系统发电机、变压器支路也应三相配置以便监视不对称程度，其余支路一般配置于A、C相。

2. 为了减轻内部故障时发电机的损伤，用于自动调节励磁装置的电流互感器应布置在发电机定子绕组的出线侧。为了便于分析和在发电机并入系统前发现内部故障，用于测量仪表的电流互感器宜装在发电机中性点侧。

3. 配备差动保护的元件，应在元件各端口配置电流互感器，当各端口属于同一电压级时，互感器变比应相同，接线方式相同。Y实现两侧二次电流的相位校正同时低压侧（侧）变流比K低与高压侧（Y侧）变流比K高的关系为K低KBK高/3，其中KB为变压器的变比。

4. 为了防止支持式电流互感器套管闪络造成母线故障，电流互感器通常布置在断路器的出线或变压器侧。

七．电流互感器使用注意事项

1． 电流互感器在工作时其二次侧不得开路 2． 电流互感器的二次侧有一端必须接地

3． 电流互感器在连接时，要注意其端子的极性

接线组别变压器的差动保护互感器接线应分别为与Y以

11