刍议互感器的选择\校验及正确使用
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摘 要：随着电流互感器在电网中广泛地使用，电流互感器在其中所起的作用将会越来越大。
本文通过对电流互感器的详细介绍，浅析电流互感器在电网中的合理选择及校验，为工作人员选取电流互感器提供有效可行的办法，保证电网输配电的安全可靠。
Abstract: With the development of current transformer is widely used in power system, current transformer in which the role will be more and more big. This paper introduces the current transformer, a reasonable choice in the power system and calibration of the current transformer, and provide a feasible and effective way for staff selection of current transformer, ensure the safety and reliability of power transmission and distribution.
Keywords: current transformer; selection check; correct use
中图分类号：TU994
1、电流互感器的常见接线方式
电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。一次绕组匝数很少，串在需要测量的电流线路中，因此经常有线路的全部电流流过，二次绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，二次回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路。电流互感器作为一次系统和二次系统间联络元件，起着将一次系统的大电流变换成二次系统的小电流，用以分别向测量仪表、继电器的电流线圈供电，正确反映电气设备的正常运行参数和故障情况，使测量仪表和继电器等二次侧的设备与一次侧高压设备在电气方面隔离，以保证工作人员的安全。同时，使二次设备实现标准化，便于采用低压小截面控制电缆，实现远距离测量和控制。当一次系统发生短路故障时，能够保护测量仪表和继电器等二次设备免受大电流的损害。
1.1 一相式接线：电流线圈通过的电流，反应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、电能或接过负荷保护装置之用。
1.2 两相V形接线：也称为不完全星形接线。这种接线在中性点不接地的三相三线制电路中，广泛用于测量三相电流、电能及作过电流继电保护之用。
1.3 两相电流差接线：互感器二次侧公共线上电流为A、C两相电流之差，其量值为相电流的√3倍。这种接线适于中性点不接地的三相三线制电路中供作过电流保护之用。
1.4 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低压TN系统，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。
2、电流互感器的选择与校验
2.1电流互感器选择与检验的原则：①电流互感器额定电压不小于装设点线路额定电压；②根据一次负荷计算电流IC选择电流互感器变化；③根据二次回路的要求选择电流互感器的准确度并校验准确度；④校验动稳定度和热稳定度。
2.2电流互感器变流比选择
电流互感器一次额定电流I1N和二次额定电流I2N之比，称为电流互感器的额定变流比，Ki＝I1N／I2N≈N2／N1式中，N1和N2为电流互感器一次绕组和二次绕组的匝数。
电流互感器一次侧额定电流标准比(如20、30、40、50、75、100、150(A)、2Xa／C)等多种规格，二次侧额定电流通常为1A或5A。其中2Xa／C表示同一台产品有两种电流比，通过改变产品顶部储油柜外的连接片接线方式实现，当串联时，电流比为a／c，并联时电流比为2Xa／C。一般情况下，计量用电流互感器变流比的选择应使其一次额定电流I1N不小于线路中的负荷电流（即计算IC）。如线路中负荷计算电流为350A，则电流互感器的变流比应选择400／5。保护用的电流互感器为保证其准确度要求，可以将变比选得大一些。
2.3 电流互感器准确度选择及校验
2.3.1 准确度选择的原则：计费计量用的电流互感器其准度为0．2～0．5级；用于监视各进出线回路中负荷电流大小的电流表应选用1.0—3.0级电流互感器。为了保证准确度误差不超过规定值，一般还校验电流互感器二次负荷（伏安），互感器二次负荷S2不大于额定负荷S2N，所选准确度才能得到保证。
继电保护用的电流互感器的准确度常用的有5P和l0P。保护级的准确度是以额定准确限值一次电流下的最大复合误差ε%来标称的（如5P对应的ε%＝5%）。所谓额定准确限值一次电流即一次电流为额定一次电流的倍数（n＝I1／I1N），也称为额定准确限值系数。即要求保护用的电流互感器在可能出现的范围内，其最大复合误差不超过ε%值。
2.3.2 电流互感器ε%误差曲线校验步骤：①按照保护装置类型计算流过电流互感器的一次电流倍数；②根据电流互感器的型号、变比和一次电流倍数，在10%误差曲线上确定电流互感器的允许二次负荷；③按照对电流互感器二次负荷最严重的短路类型，计算电流互感器的实际二次负荷；④比较实际二次负荷与允许二次负荷。
如实际二次负荷小于允许二次负荷，表示电流互感器的误差不超过10%误差：①增大连接导线截面或缩短连接导线长度，以减小实际二次负荷；②选择比较大的电流互感器，减小一次电流倍数，增大允许二次负荷；③将电流互感器的二次绕组串联起来，使允许二次负荷增大一倍。
2.4 用tgδ校验互感器的绝缘状态
2.4.1 监测标准在分析tgδ的时候是要特别注意的，同时对于其增长率也要有一定的重视。例如，实测某电容式电流互感器的tgδ是1.4%，但是在两年之前实测这个互感器的tgδ却只有0.41%，这之间已经有3.4倍的增长率，但是若是认为这个测量没有超标，也不会进行重视，最终的结果肯定就会造成互感2S产生故障。此外，针对这类互感器还可以与主屏和末屏的介损及绝缘电阻进行比较，能够将其受潮的程度准确地判断出来。例如，某电流互感器主屏的tgδ=0．3％，绝缘电阻R=5000mΩ，末屏对二次及地的tgδ=4．1%，绝缘电阻R=150MΩ，说明外层绝缘受潮但潮气未进入主绝缘，吊芯后发现箱底有水。
2.4.2 tgδ与温度的关系。对于油纸绝缘的互感器，油纸的综合性能在tgδ和温度的关系中起着决定性的作用，良好的绝缘油是非极性物质，导电损耗其实就是油的tgδ，它是伴随着不断升高的温度，其指数也在不断上升，纸是极性介质，它的tgδ随着偶极子的松弛，同时也在减小能耗，所以，随着温度的增加在不断减小的就是纸的tgδ在-40~60℃的范围内，因此，在这个温度范围内，油纸绝缘的tgδ应该是没有任何改变的，温度的换算也是没有必要进行的，当温度上升到60~70℃以上的时候，电导损耗的增长占有主要比重，这个时候，tgδ就会随着温度的升高不断增大，这时温度换算就是一定要进行的，对于充油式设备的换算方式是不适合在这种情况下采取的。
3、电流互感器的使用原则
3.1 电流互感器的接线应遵守串联原则：即一次绕阻应与被测电路串联，而二次绕阻则与所有仪表负载串联；
3.2 按被测电流大小，选择合适的变化，否则误差将增大。同时，二次侧一端必须接地，以防绝缘一旦损坏时，一次侧高压窜入二次低压侧，造成人身和设备事故；
3.3 二次侧绝对不允许开路，因一旦开路，一次侧电流I1全部成为磁化电流，引起φm和E2骤增，造成铁心过度饱和磁化，发热严重乃至烧毁线圈；同时，磁路过度饱和磁化后，使误差增大。另外，二次侧开路使E2达几百伏，一旦触及造成触电事故。因此，电流互感器二次侧都备有短路开关，防止一次侧开路。在使用过程中，二次侧一旦开路应马上撤掉电路负载，然后，再停车处理。一切处理好后方可再用。
3.4 为了满足测量仪表、继电保护、断路器失灵判断和故障录波等装置的需要，在发电机、变压器、出线、母线分段断路器、母联断路器、旁路断路器等回路中均设具有2～8个二次绕阻的电流互感器。对于大电流接地系统，一般按三相配置；对于小电流接地系统，依具体要求按二相或三相配置；
3.5为了防止支柱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；
3.6为了减轻发电机内部故障时的损伤，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。
4、结束语
随着电力工业不断建设发展，电力系统输变电容量不断增大，电流互感器作为输变电电网中的一种重要电气设备，已被广泛地应用于继电保护、系统监测和电力系统分析之中。在不同环境、不同条件下，电流互感器的合理正确选取将会提高电网安全可靠性，减少资金，提高经济效益，并有利于人员和设备的安全。