互感器常用电气参数简介

  具有二次绕组抽头的电流互感器是指在二次绕组中有多个端子引出，通过接入不同的抽头能够得到不同的电流比。电流互感器二次绕组所接入的负荷，应保证实际二次负荷在25%~100%额定二次负荷范围内，但是在实际工程中很难做到。运行初期传输功率可能非常小，此时一、二次电流都非常小，二次负荷远远低于额定二次负荷的25%。所以测量、计量用电流互感器常常要带抽头。在实际二次负荷远远低于额定二次负荷的情形，就应更换抽头。

  DL866-2015中规定：“为在故障时一次回路短时通过大短路电流不致损坏测量仪表，测量用电流互感器宜采用具有仪表保安限值的互感器，仪表保安系数宜选择10，也可选择5。”“仪表保安系数（FS）仅适用于测量级的电流互感器，最大的作用是在系统故障电流通过电流互感器时，互感器二次电流不再严格按比例增长，以避免二次仪表受到大电流的冲击而损坏，FS越小，二次仪表越安全，但制造难度增大，价格增加，因此在工程设计中，应结合实际需要选择FS数值。互感器仪表保安系数的大小取决于二次仪表的过载能力。”

  通常按照远景最大短路电流除以额定一次电流的值选择准确限值电流倍数。例如某220kV变电站远景最大短路电流为29kA，电流比2000/1。29kA÷2000A=14.5，所以准确限值电流倍数可以再一次进行选择15或20。

  暂态保护用电流互感器的工作循环分为单循环C-O和双循环C-O-C-O。有重合闸要求的回路使用双循环电流互感器，没有重合闸要求的回路能够正常的使用单循环电流互感器。第一次故障维持的时间（t’）是指C-O工作循环的维持的时间或C-O-C-O工作循环的第一次故障维持的时间，第二次故障维持的时间（t’’）是指C-O-C-O工作循环的第二次故障维持的时间。故障的准确限值规定时间是指在通电时间应保持规定准确度的时间。例如TPY级电流互感器常见的工作循环为C-100（40）-O-800-C-100（40）-O，意思为第一次故障维持的时间为100ms，其中前40ms应保持规定准确度，经过800ms的无电流时间后第二次故障维持的时间为100ms，其中前40ms应保持规定准确度。

  各种电流互感器的误差限值见表1~表3。测量级电流互感器使用额定电流下比值误差来标称，常用的准确级有0.2S、0.2、0.5级。0.2S和0.5S级是特殊用途的测量用电流互感器，能够适用于小电流的测量。从表1能够准确的看出0.2S和0.5S级的电流互感器增加了在1%的额定电流下的误差要求，同时5%和20%额定电流下的误差要求也要高于0.2和0.5级。在工作电流变化范围较大情况下作准确计量时可选用S类电流互感器，当因动热稳定要求无法选择小变比电流互感器时也可选用S类电流互感器以满足测量精度的要求。

  DL866推荐选择仪表保安系数10，是因为目前使用的数字采样式仪表都是电子式仪表，不存在损坏仪表的问题，因此能不要求仪表保安系数。但是考虑到对“互感器二次电流不再严格按比例增长”需要有一个限值，而不宜完全不要求，所以DL866推荐选择仪表保安系数10。

  对二次绕组带抽头的多变比电流互感器，精度要求指的是最高变比的情况，所标的负载容量也是指最高抽头。但是在工程应用中，通常认为每个变比都应满足容量的要求，所以电流互感器厂家通常是按照最小变比满足额定输出容量来设计和制造的。每个变比的额定输出容量实际与二次绕组匝数成正比。

  GB20840.2中规定“二次绕组带有抽头的电流互感器准确度性能：对所有的准确级，除非另有规定，其准确度要求是指最大的变比。当用户有要求时，制造方应给出各较低变比的准确度性能的有关信息。”DL866中规定“二次绕组抽头方式：二次绕组抽头理论上可以在起末端之间的任意部位，一般常用中间抽头。一般二次绕组抽头方式仅用在测量用电流互感器。保护级采用抽头获得的电流比会降低保护性能，因此，保护级不采用二次抽头方式获得更小的电流比。”由以上能够准确的看出，标准认为保护级电流互感器不适合二次绕组抽头，测量和计量用电流互感器使用二次绕组抽头，二次抽头的输出容量若没有特别指明则默认抽头容量不作要求，输出容量是指最大变比的容量，抽头的容量与匝数应当成比例减少。

  额定连续热电流（Icth）是指在二次绕组接有额定负荷情况下，一次绕组能够连续通过且温升不超过规定值的一次电流值。额定连续热电流的标准值为额定一次电流。准确级为0.1~1级的测量级电流互感器也可以再一次进行选择扩大电流额定值，此时额定连续热电流等于额定一次电流的120%、150%和200%。额定连续热电流电流与一次设备的额定电流概念相似，均是指设备允许长期通过的电流值。

  测量级电流互感器连接的实际二次负荷，不应超过电流互感器的额定二次负荷，也不应小于额定二次负荷的25%。由文[2]所做的实验可以得知，容量并非越大越好。当实际二次负荷小于额定二次负荷的25%时误差有超过规定要求的可能，因此应尽可能的避免这种情况。

  根据国网公司做的调查，220kV~500kV变电站的电流互感器实际二次负荷绝大多数在5VA以内，而额定负荷大多在10~50VA，额定容量选择偏大。选择过大的二次绕组额定容量，将极度影响互感器计量、测量、保护等性能，同时导致互感器体积和重量过于偏大，造价偏高，不符合环保和绿色电力的要求，而且造成互感器的综合特性变差，包括电气性能和机械性能直线下降。[3]

  额定一次电流（Ipr）是电流互感器性能基准的一次电流。一次电流标准值为：10A、12.5A、15A、20A、25A、30A、40A、50A、60A、75A以及它们十进位倍数或小数。Baidu Nhomakorabea下划线者为优先值。

  电流互感器额定一次电流的选择宜满足正常运行的实际负荷电流达到额定值的60%，且不应小于30%（S级为20%）的要求，也可选用较小变比或二次绕组带抽头的电流互感器。

  额定准确限值一次电流是保护类电流互感器确定准确度性能的依据，它是指在额定二次负荷下保证电流互感器复合误差要求的最大一次电流值，其值与额定一次电流的比值称为准确限值电流倍数。准确限值电流倍数用ALF表示，其标准值为5、10、15、20和30，一般与准确度一起表示，如5P20等。对于暂态特性互感器，额定准确限值一次电流称为额定一次短路电流，准确限值电流倍数称为额定对称短路电流倍数，并用KSSC表示。

  额定仪表限值一次电流（IPL）是指在额定二次负荷下电流互感器复合误差大于或等于10％时的最小一次电流，其值与额定一次电流的比值称为仪表保安系数（FS），其标准值为5和10，习惯上与准确度一起表示，如0.2FS10。

  简单地说，当发生短路时一次电流增长到额定一次电流的几倍到几十倍。在一次电流小于额定仪表限值一次电流时，测量级电流互感器的二次电流能确保误差；当一次电流大于额定仪表限值一次电流时，电流互感器的复合误差超过10%，说明铁芯已开始趋于饱和，二次电流的上升不再与一次电流成线性，上升非常缓慢，从而保护测量级电流互感器的二次回路中的仪器仪表的安全。

  额定输出是指在额定二次电流、规定功率因数下输出给二次回路的视在功率。额定输出表示电流互感器能够带二次负荷的大小。测量级、P级和PR级电流互感器的额定输出一般以伏安(VA)表示，标准值有2.5VA、5.0VA、10VA、15VA、20VA、25VA和30VA。暂态保护用电流互感器额定输出用电阻性负荷的欧姆数表示，标准值有0.5Ω、1Ω、2Ω和5Ω。有下划线额定二次电流

  额定二次电流（Isr）是作为电流互感器性能基准的二次电流，标准额定二次电流为1A或5A。对于暂态特性保护用电流互感器，额定二次电流为1A。110kV及以上的新建变电站宜选择1A，扩建变电站与原设备保持一致。

  额定短时热电流（Ith）是指在二次绕组短路的情况下，电流互感器在1秒钟内能承受且无损伤的最大一次电流方均根值(有效值)，其标准值有(kA)：6.3、8、10、12.5、16、20、25、31.5、40、50、63、80、100等。与其相关的还有额定动稳定电流，用一次最大峰值电流来表示，一般其值为额定短时热电流的2.5倍。额定短时热电流应当与系统短路电流相匹配。

  （1.西安西电开关电气有限公司，2.西安西电国际工程有限责任公司，西安710077）

  摘要电流互感器和电压互感器是电力系统中常用的设备，它是将大电流和高电压变换为可以测量的小电流、低电压。本文介绍了互感器的一些常用电气参数的意义和经常选用的值。

  互感器分为电压互感器和电流互感器，它是在电网中将高电压和大电流变换为可以测量的低电压、小电流，供给仪表和继电保护设施实现测量、计量、保护等作用。互感器的变比误差、角度误差、铁芯饱和特性等性能的好坏将直接影响保护装置动作特性和测量系统的测量精度等二次设备的性能。

  本文介绍了互感器的一些常用电气参数的意义和经常选用的值，希望可以对读者在使用互感器方面有所帮助。

  按照不同用途可以将电流互感器分为测量和保护两大类，测量、监控回路应选用测量级电流互感器，保护回路应选用保护级电流互感器。保护级电流互感器按其性能、用途不同可大致分为用于稳态保护的P级、PR级、PX级、PXR级和用于暂态保护的TPX级、TPY级、TPZ级。