摘 要 電流互感器是電力系統(tǒng)一次側和二次側的主要連接部分，隨著對電力系統(tǒng)繼電保護的超負載和高速動作要求，電流互感器又成為了繼電保護中安全運行的重要元件，所以應該對保護用電流互感器的性能牢牢掌握， 我們才可以準確選擇和判斷電流互感器，對繼電保護裝置進行精確設置，確保繼電器快速動作，從而保證電力系統(tǒng)正常運行，在這里我們介紹了電流互感器的準確級及準確限值系數(shù)的選擇，二次輸出負荷的計算，伏安特性的分析，并通過詳細數(shù)據(jù)來認識保護用電流互感器。

　　關健詞 電流互感器保護級 準確級 二次負荷 準確限值系數(shù) 伏安特性

　　在我國的電力系統(tǒng)中，發(fā)電機、變壓器及變電所等大型設備都要用到電流互感器，其中保護用電流互感器主要在電力系統(tǒng)非正常運行和故障狀態(tài)下給繼電保護裝置及類似電器傳遞信號作用。保護用電流互感器是在眾多保護設備中不可缺少的元件之一，電流互感器的主要作用是給測量儀器、儀表或繼電保護、控制裝置傳遞信息，使測量、保護和控制裝置與高電壓相隔離，其中保護用電流互感器對繼電保護的準確快速動作最為重要。保護級的計算要精確，否則可能會造成差動保護誤動或者拒動，都會影響設備安全運行。所以將保護級單獨設立為二次繞組，并對它的原理、特性和功能進行了解，我們就可以很好地進行選擇和應用，進而更有效的保護電力系統(tǒng)及設備。電流互感器在繼電保護中最常用的有微機保護和差動保護，首先根據(jù)設備的各個參數(shù)指標來設定要計算的繼電保護器的整定電流、最大短路電流飽和倍數(shù)，及二次所承載的負荷和線路損耗來確定電流互感器的保護級的精度和負荷。通過保護級的精度來確定電流互感器的鐵芯和誤差，通過拐點電壓和伏安特性曲線來分析保護級的保護性能。

　　1 保護級的選擇

　　對于保護用電流互感器準確級是以該準確級在額定準確限值一次電流下的最大允許復合誤差的百分數(shù)來標稱，以“P”或“PR”表示保護級.一般保護級復合誤差有5P或10P。它是由一次電流為穩(wěn)態(tài)對稱電流時的復合誤差或勵磁特性拐點來確定的[1]。在這里5P和10P一般情況下可以通用，但是發(fā)電機和變壓器主回路及220kV以上電壓線路應用復合誤差較小的5P。 準確限值系數(shù)度有10、15、20、25、30等，額定輸出標準值為2.5VA，5VA，10VA，15VA，20VA，25VA，30VA，40VA，50VA等。例準確級5P15指互感器復合誤差為5%，準確限值系數(shù)為15。

　　2 保護級的誤差

　　保護用電流互感器的誤差只需測量額定電流下的電流誤差和相位差滿足GB20840.2-2013，保護用的誤差可按100%點的伏安特性來確定，詳見表1。

　　對互感器生產(chǎn)廠家來說，保護用誤差測試都是按額定一次電流這一點來測量的，只需要通過調(diào)試好的試驗設備來完成，無需重復計算。

　　3 準確限值系數(shù)計算及伏安特性曲線特性

　　額定準確限值一次電流是指電流互感器出廠時所標明的能保證復合誤差不超過該準確級允許的最大電流，也就是二次繞組的勵磁安匝與一次安匝的百分數(shù)不超過限值。保護用電流互感器的額定準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。計算出電流誤差εin(%)=sin(α+θ)×100;相位差δi(`)=cos(α+θ) ×3440。

　　在額定準確限值一次電流下復合誤差應小于10%。準確限值系數(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級的飽和程度，間接看出保護級的復合誤差。

　　如下圖1可見保護級選擇0.01，0.02，0.03，0.04，0.05五個點來電流所測得的電壓值畫出的曲線來分析飽和點的情況，此圖中拐點在0.036左右，未達到飽和，所以選用的5P20能達到20VA時可以長期運行。

　　4 電流互感器二次負載的計算

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

　　計算誤差先計算二次繞組r2和二次繞組漏電抗X2，然后得出額定二次負荷Z2n。

　　額定二次負荷的有功分量和無功分量分別為：R2n= 0.8Z2n;X2n=0.6Z2n。

　　二次回路總阻抗：Z2ε=。

　　計算與二次電流相對應的二次繞組感應電勢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.電流互感器的負荷通常由兩部分組成：一部分是所連接的測量儀表或保護裝置;另一部分是連接導線的接觸電阻。計算電流互感器負荷時應注意在不同接線方式和故障形態(tài)下的阻抗換算系數(shù)。

　　保護用電流互感器二次輸出負載為：Zb=ΣKrcZr+KlcR1+Rc。

　　Zr------繼電器電流線圈電阻，Ω對于數(shù)字保護可忽略電抗，僅計及電阻Rr。

　　R1-----連接導線電阻Ω。