i1— 電流互感器出線端部至最近一個(gè)母線支柱絕緣子的距離，cm

i2— 電流互感器兩端瓷帽的距離，（當(dāng)電流互感器為非母線式瓷絕緣時(shí)，=0 ），cm。有的產(chǎn)品樣本未標(biāo)明出線端部允許作用力，而只給出動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)。一般是在相間距離為40cm，計(jì)算長(zhǎng)度為50cm的條件下取得的。此時(shí)，可按下式進(jìn)行校驗(yàn)：

2）對(duì)于新建發(fā)電廠和變電所，有條件時(shí)電流互感器額定二次電流宜選用1A。如有利于電流互感器安裝或擴(kuò)建工程原有電流互感器采用5A時(shí)，額定二次電流可選用5A。

3）一個(gè)廠站內(nèi)的電流互感器額定二次電流允許同時(shí)采用1A和5A。

5）由于電子式儀表和微機(jī)繼電保護(hù)的普遍應(yīng)用，互感器額定二次電流廣泛采用1A，以及保護(hù)和控制下放就地等因素，二次回路負(fù)荷大大降低，相應(yīng)的電流互感器二次負(fù)荷也宜選用較低的額定值，以便降低造價(jià)和改善其結(jié)構(gòu)及性能（如采用倒置式結(jié)構(gòu)）。

4.2??決定電流互感器電流比的因素

電流互感器的電流比是由額定一次電流和額定二次電流構(gòu)成。電流比必須保證在規(guī)定的電力負(fù)荷下滿足測(cè)量（及計(jì)量）、保護(hù)及動(dòng)熱穩(wěn)定的要求。

（1）測(cè)量級(jí)對(duì)額定一次電流的要求

測(cè)量或計(jì)量用電流互感器要求在正常工作范圍內(nèi)保證規(guī)定的準(zhǔn)確度，尤其對(duì)關(guān)口點(diǎn)計(jì)量的電流互感器更應(yīng)準(zhǔn)確計(jì)量。為此，必須確定額定一次電流盡量接近正常的電力負(fù)荷電流，并保證互感器應(yīng)滿足儀表保安電流的要求（當(dāng)采用常規(guī)儀表時(shí)）。

（2）保護(hù)級(jí)對(duì)額定一次電流的要求

繼電保護(hù)用電流互感器，要求在額定一次電流和準(zhǔn)確限值電流下，滿足規(guī)定的誤差限值要求。作為保護(hù)更為關(guān)注在準(zhǔn)確限值一次電流時(shí)，準(zhǔn)確地輸出符合要求（5P級(jí)復(fù)合誤差＜±5%；10P級(jí)復(fù)合誤差＜±10%）的二次電流，保證保護(hù)裝置正確可靠動(dòng)作。為此，當(dāng)準(zhǔn)確限值電流確定條件下，互感器的額定一次電流選得越大，準(zhǔn)確限值系數(shù)越小，產(chǎn)品易制造。

（3）電力負(fù)荷變化對(duì)額定一次電流的影響

1)?變電所（升壓站）設(shè)計(jì)的實(shí)際電力負(fù)荷與遠(yuǎn)景負(fù)荷相差懸殊：若按遠(yuǎn)景負(fù)荷確定互感器的額定一次電流，保護(hù)級(jí)按遠(yuǎn)景負(fù)荷確定的的額定一次電流，可滿足保護(hù)功能的要求，但互感器的測(cè)量級(jí)不能滿足近期實(shí)際負(fù)荷的準(zhǔn)確計(jì)量。

2)?特殊負(fù)荷：例電氣化鐵路、軋鋼等的電力線，一般電流互感器額定一次電流按短時(shí)最大的負(fù)荷確定，而在正常工作情況下通過(guò)電流互感器的電流很小，無(wú)法滿足準(zhǔn)確計(jì)量的要求。

3)?系統(tǒng)間聯(lián)絡(luò)線，負(fù)荷不固定：互感器的額定一次電流按最大負(fù)荷電流或輸電線路、斷路器的額定電流確定，因而電流互感器不可能滿足在負(fù)荷變化的全范圍內(nèi)準(zhǔn)確級(jí)要求。

當(dāng)電力負(fù)荷變化范圍太大時(shí)，若按最大負(fù)荷確定為額定一次電流，可滿足保護(hù)級(jí)功能要求，但互感器測(cè)量級(jí)無(wú)法對(duì)最小負(fù)荷進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)量。反之，若按最小負(fù)荷確定為額定一次電流，測(cè)量級(jí)可準(zhǔn)確計(jì)量最小的電力負(fù)荷，但對(duì)最大電力負(fù)荷時(shí)的計(jì)量必須要選用具有“電流擴(kuò)大值”為200%、300%等的電流互感器。對(duì)于保護(hù)級(jí)在最大電力負(fù)荷時(shí)要發(fā)揮保護(hù)功能，必須有很大的準(zhǔn)確限值系數(shù)，這會(huì)給互感器制造帶來(lái)困難。所以在電力負(fù)荷變化范圍時(shí)測(cè)量級(jí)和保護(hù)級(jí)的要求是矛盾的，應(yīng)采用多變比的電流互感器。

（4）額定二次電流由以下因素決定

額定二次電流有兩種：5A、1A。在110kV及其以下電壓等級(jí)，可以采用二次電流為5A或1A。一般在220kV及其以上電壓等級(jí)的電流互感器，推薦采用二次電流為1A。

4.3??多變比電流互感器參數(shù)的選擇原則

（1）電力負(fù)荷較穩(wěn)定時(shí)

當(dāng)電力負(fù)荷較穩(wěn)定，變化范圍不大時(shí)，采用單一電流比的電流互感器。額定一次電流宜取回路負(fù)荷電流的1.5～2.0倍。

（2）電力負(fù)荷變化時(shí)

當(dāng)電力負(fù)荷變化范圍大時(shí)，宜采用多變比的電流互感器，一次繞組采用串并聯(lián)方式，測(cè)量用電流互感器帶S級(jí)，其電流比選較小值，并且在二次繞組抽頭。保護(hù)級(jí)用最大的電流比（二次繞組不抽頭）。

示例：技術(shù)參數(shù)2×600/5A：

測(cè)量級(jí)：2x(200、400、600)/5A；0.2S級(jí)；輸出容量：抽頭為30VA；滿匝為50VA。

保護(hù)級(jí)：2×600/5A：5P20；50VA。

制造方案：一次繞組串并聯(lián)；測(cè)量級(jí)為0.2S級(jí)并在二次繞組的三分之一處抽頭；保護(hù)級(jí)二次繞組不抽頭。多電流比電流互感器連接方式時(shí)的性能見(jiàn)表2-7。

表2-7?多電流比電流互感器連接方式時(shí)性能

?

（3）一次繞組串并聯(lián)方式的電流互感器

選用一次繞組串并聯(lián)方式的電流互感器，要考慮到產(chǎn)品短路電流穩(wěn)態(tài)性能。

一次繞組串聯(lián)方式的動(dòng)穩(wěn)定電流接近并聯(lián)方式的一半，換句話說(shuō)，一次繞組并聯(lián)的動(dòng)穩(wěn)定電流是串聯(lián)方式的兩倍。所以，在確定多電流比電流互感器的短路性能時(shí)應(yīng)按一次繞組串聯(lián)方式的性能為依據(jù)，確定電流互感器的短路穩(wěn)定性能。

多電流比的電流互感器，二次繞組抽頭方式與產(chǎn)品的動(dòng)熱穩(wěn)定性能無(wú)關(guān)，但與二次繞組的電流密度有關(guān)，應(yīng)保證在額定短時(shí)熱電流時(shí)二次繞組的電流密度不超過(guò)180A/mm2（銅線）；120A/mm2（鋁線）。

（5）多電流比套管式電流互感器額定值

多電流比套管式電流互感器額定值是以其最大電流比時(shí)規(guī)定的，其余電流比則不作規(guī)定。例：“300-600-1200/1A；50VA；0.5級(jí)”表示在1200/1A時(shí)滿足50VA、0.5級(jí)。而在其他的變比：300/1A、600/1A時(shí)的準(zhǔn)確級(jí)和額定輸出由雙方協(xié)商。

4.4??保護(hù)電流互感器的特殊要求

保護(hù)用電流互感器參數(shù)除按照一般規(guī)定進(jìn)行選擇外，還要考慮電流互感器所在回路的具體要求：

（1）?變壓器差動(dòng)回路電流互感器額定一次電流的選擇，應(yīng)盡量使兩側(cè)電流互感器的二次電流進(jìn)入差動(dòng)繼電器時(shí)基本平衡。當(dāng)采用微機(jī)保護(hù)時(shí)，可由保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)兩側(cè)變比差和相角差的校正。在選擇額定一次電流及二次繞組接線方式時(shí)，應(yīng)注意使變壓器兩側(cè)電流互感器的二次負(fù)荷盡量平衡，以減少可能出現(xiàn)的差電流。

（2）?自耦變壓器公共繞組回路過(guò)負(fù)荷保護(hù)用的電流互感器，應(yīng)按公共繞組的允許負(fù)荷電流選擇。此電流通常發(fā)生在低壓側(cè)開(kāi)斷，而高－中壓側(cè)傳輸自耦變壓器的額定容量的情況。此時(shí)，公共繞組上的電流為中壓側(cè)與高壓側(cè)額定電流之差。

（3）?大型發(fā)電機(jī)變壓器組廠用分支的額定電流遠(yuǎn)小于主變壓器額定電流，廠用分支的電流互感器一般可以廠用分支額定工作電流為基礎(chǔ)進(jìn)行選擇，但例外的是廠用分支側(cè)用于發(fā)－變組差動(dòng)保護(hù)的電流互感器，原則上應(yīng)與主回路電流互感器變比一致，如因額定一次電流過(guò)大裝設(shè)有困難時(shí)，可根據(jù)具體情況采取適當(dāng)措施，如由保護(hù)裝置改變變比，或者采用二次額定電流為1A的互感器（當(dāng)其他互感器額定二次電流為5A時(shí)）以便在保持變比一致條件下降低互感器額定一次電流等。

（4）?中性點(diǎn)接地系統(tǒng)或中阻抗接地系統(tǒng)變壓器中性點(diǎn)接地回路的電流互感器，大型發(fā)電機(jī)零序電流型橫差保護(hù)用電流互感器等，在正常情況下一次電流為零，應(yīng)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況，不平衡電流的實(shí)測(cè)值或經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并考慮接地保護(hù)靈敏系數(shù)及互感器的誤差限值和動(dòng)、熱穩(wěn)定等因素，以及保護(hù)裝置整定范圍，選用適當(dāng)?shù)念~定一次電流參數(shù)。

（5）?對(duì)中性點(diǎn)絕緣接地系統(tǒng)的電纜式或母線式零序電流互感器，因接地故障電流很小，需要按保證保護(hù)裝置動(dòng)作靈敏系數(shù)來(lái)選擇變比及有關(guān)參數(shù)。

4.5??測(cè)量電流互感器的特殊要求（1）測(cè)量用帶S級(jí)電流互感器的特殊要求

0.2S級(jí)和0.5S級(jí)是特殊用途的電流互感器，在與寬負(fù)荷電度表（過(guò)載4倍及以上的電度表）相連接時(shí)，電流互感器的計(jì)量電流在50mA～6A之間（即額定二次電流5A的1%～120%之間的某一電流下能作準(zhǔn)確測(cè)量）。在電能關(guān)口計(jì)量點(diǎn)處宜用0.2S級(jí)和0.5S級(jí)電流互感器。

?圖2-21?帶S級(jí)的測(cè)量用電流互感器的誤差限值（2）測(cè)量用帶S級(jí)電流互感器適用范圍

據(jù)電力網(wǎng)經(jīng)營(yíng)體制改革，要求發(fā)電、供電、用電的準(zhǔn)確計(jì)量.以作為考核電網(wǎng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和實(shí)現(xiàn)貿(mào)易的計(jì)量依據(jù)。為此要求安裝在電能關(guān)口計(jì)費(fèi)點(diǎn)的電流互感器具有更高的準(zhǔn)確度。

當(dāng)安裝點(diǎn)的電力負(fù)荷變化范圍很大，?電力負(fù)荷低峰與高峰負(fù)荷電流相差幾倍時(shí)，要同時(shí)滿足高峰和低峰負(fù)荷電流的計(jì)量準(zhǔn)確度，互感器應(yīng)采用帶S級(jí)的電流互感器。并按高峰電力負(fù)荷值來(lái)確定互感器的額定電流比。（3）測(cè)量用電流互感器額定輸出的選擇

對(duì)測(cè)量用電流互感器在選擇額定輸出時(shí)，應(yīng)考慮到實(shí)際的負(fù)荷不是越大越好。按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，測(cè)量用電流互感器準(zhǔn)確級(jí)的誤差限值規(guī)定的二次輸出范圍為25%～100%額定輸出，因此，當(dāng)額定輸出選得太大，而實(shí)際運(yùn)行時(shí)的負(fù)荷可能小于25%額定輸出，此時(shí)所規(guī)定的準(zhǔn)確度是達(dá)不到

　　電流互感器選型中技術(shù)參數(shù)選擇問(wèn)題的探討

　　1電流互感器選型時(shí)一次電流選擇

　　電流互感器的額定一次電流由電力工程的實(shí)際負(fù)荷來(lái)決定，一般情況下按負(fù)荷電流乘以1.2～1.25的系數(shù)來(lái)確定互感器的額定電流，此值應(yīng)變換到互感器國(guó)標(biāo)GB1208中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)電流值。在中壓開(kāi)關(guān)柜中，一些用戶(hù)往往按斷路器的標(biāo)準(zhǔn)電流值作為互感器的額定電流，這種選擇方法在大多數(shù)情況下是可以，但有幾檔電流值不適合互感器。例如斷路器額定電流標(biāo)準(zhǔn)值中有31.5A、63A、315A、630A、3150A等，而互感器與之相應(yīng)的電流標(biāo)準(zhǔn)值為30A、60A、300A、600A、3000A等。如按斷路器標(biāo)準(zhǔn)選擇，對(duì)設(shè)計(jì)制造及使用都是不利的，對(duì)設(shè)計(jì)制造而言，這些電流可能使二次繞組匝數(shù)出現(xiàn)分?jǐn)?shù)匝。在使用時(shí)，誤差校驗(yàn)及電流表、電度表的制度要重新制定，有的規(guī)則均要更改，難度太大。所以，對(duì)互感器額定電流數(shù)值的確定應(yīng)對(duì)應(yīng)互感器的標(biāo)準(zhǔn)。

　　2電流互感器選型時(shí)額定二次負(fù)荷的選擇

　　互感器的額定二次負(fù)荷是決定互感器準(zhǔn)確級(jí)、外形尺寸、成本的關(guān)鍵參數(shù)，應(yīng)該根據(jù)工程的實(shí)際情況來(lái)合理選擇。很多用戶(hù)認(rèn)為互感器的額定負(fù)荷選得越大越好，這個(gè)觀點(diǎn)是不正確的。

　　按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1207~電流互感器》規(guī)定，測(cè)量準(zhǔn)確級(jí)誤差限值的保證條件除了對(duì)一次電流的數(shù)值大小有要求外，既不同的測(cè)量準(zhǔn)確級(jí)誤差限值對(duì)應(yīng)不同的一次電流，例如：1%、59/5、20、100和120%的額定一次電流(I1N)，二次負(fù)荷的范圍是259/6～100的額定負(fù)荷。這樣，當(dāng)工程實(shí)際中二次負(fù)荷超出這個(gè)范圍，則其誤差就不能保證在相應(yīng)準(zhǔn)確級(jí)誤差限值范圍內(nèi)，特別是當(dāng)實(shí)際負(fù)荷小于25的額定負(fù)荷時(shí)，互感器的實(shí)際誤差可能要超出限值，如圖1所示。因?yàn)榛ジ衅鞯脑O(shè)計(jì)制造過(guò)程中一般采取了一定的因數(shù)補(bǔ)償，補(bǔ)償前與補(bǔ)償后的誤差曲線是平移的，由圖1可見(jiàn)，額定一次電流在100額定值附近時(shí)，誤差正的方向超出了限值，結(jié)果適得其反。

　　另外，現(xiàn)在對(duì)于測(cè)量級(jí)一般都有儀表保安系數(shù)(instrumentsecurityfactor，F(xiàn)S)的要求，例FS小于5。按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1207規(guī)定，F(xiàn)S只是在額定二次負(fù)荷下保證的。因?yàn)閷?duì)于已經(jīng)是制造完成的互感器，其儀表保安系數(shù)與二次負(fù)荷成反比關(guān)系。因此，如果工程實(shí)際負(fù)荷小于額定負(fù)荷，則實(shí)際的儀表保安系數(shù)就增大，儀表保安系數(shù)大于5或大于1O，這所謂的儀表保安系數(shù)就不“保安”了，原來(lái)提出FS的初衷也就無(wú)意義了。如此，希望實(shí)際負(fù)荷要與額定負(fù)荷相接近。對(duì)于保護(hù)用電流互感器，從繼電保護(hù)使用上講，實(shí)際負(fù)荷小于額定負(fù)荷對(duì)繼電保護(hù)是有利的。但過(guò)大的額定負(fù)荷使互感器的體積和成本過(guò)大而不經(jīng)濟(jì)，甚至要影響到開(kāi)關(guān)柜(對(duì)于中壓互感器)的尺寸放大，而難以實(shí)現(xiàn)。

　　綜合上述規(guī)定，可以看出互感器的額定負(fù)荷應(yīng)該作合理選擇?，F(xiàn)在隨著測(cè)量?jī)x表的進(jìn)步及微機(jī)保護(hù)的推廣使用，工程的實(shí)際負(fù)荷已比早期的確定要小得多了。要合理的選擇二次負(fù)荷，最好對(duì)實(shí)際的工程進(jìn)行計(jì)算來(lái)決定。

　　當(dāng)經(jīng)過(guò)計(jì)算得出的工程實(shí)際負(fù)荷比較大時(shí)，甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)常用互感器的負(fù)荷時(shí)，可以與互感器廠家進(jìn)行溝通，如果還不能得到滿意的回答，則可考慮選擇二次電流為1A(通常為5A)。選用1A，大大提高二次所接的阻抗，同時(shí)有利于互感器的設(shè)計(jì)制造，更降低成本。因為在同樣二次負(fù)荷(VA數(shù))下，1A的互感器二次所接的阻抗比5A的要大25倍。例如，對(duì)2OVA的互感器，選用5A時(shí)，其二次阻抗是0.8Q，而選用1A時(shí)，為2OQ。目前，1A的儀表和繼電器已很普遍，實(shí)現(xiàn)該方案已不是什么難事了。

　　3互感器短時(shí)熱電流的選擇在35kV及以下電流互感器的設(shè)計(jì)中，互感器一次和二次繞組導(dǎo)線截面是由短時(shí)熱電流決定的，同時(shí)一次與二次繞組導(dǎo)線的匝數(shù)又與互感器的二次輸出的容量直接相關(guān)，若要求一臺(tái)電流互感器既要保證一定值的二次輸出容量，又要保證其短時(shí)熱電流時(shí)，此時(shí)的短時(shí)熱電流就是一個(gè)很敏感的技術(shù)參數(shù)。

　　在35kV及以下配電網(wǎng)中，互感器的短時(shí)熱電流(通常所說(shuō)的熱穩(wěn)定電流)用戶(hù)一般從斷路器的開(kāi)斷電流來(lái)選擇。這種選擇對(duì)于額定電流較小的情況，互感器要滿足其要求會(huì)有些困難，其原本也不是這樣選取的。例如在10kV系統(tǒng)中，額定電流小于100A，斷路器開(kāi)斷電流40kA/1S或2S、3S、4S，常規(guī)互感器很難滿足。對(duì)于這種情況，可以將互感器額定電流比實(shí)際所需的額定電流選的大一些來(lái)解決。例如，對(duì)前者選取額定電流為200A，為不影響測(cè)量精度，可將測(cè)量級(jí)由0.2改為0.2S級(jí)來(lái)彌補(bǔ)。選用0.2S級(jí)200A比0.2級(jí)100A的測(cè)量準(zhǔn)確基本相當(dāng)，甚至更好。提高了額定電流后，實(shí)際降低了短時(shí)電流倍數(shù)，穿過(guò)二次繞組的總的一次導(dǎo)線截面可減少，以致互感器的尺寸較小，且可做產(chǎn)品的短路電流就變大了。這種提高互感器額定電流的方法也是過(guò)去常用的辦法，特別對(duì)于發(fā)電廠廠用變回路，其額定電流小而短路容量大是常見(jiàn)的，往往采用這種方法則可以得到滿意的結(jié)果。提高額定電流的具體數(shù)用戶(hù)可以跟制造廠溝通而定。

　　另外，還有一個(gè)方案就是將同一臺(tái)互感器中的保護(hù)級(jí)繞組電流比選取得比測(cè)量級(jí)繞組的電流比大，一般情況下是2倍關(guān)系為宜，如測(cè)量級(jí)是0.2200/5A;而保護(hù)級(jí)為5P400/5A，這樣也提高所要生產(chǎn)的互感器的短路電流，這也是比較常用的方案。在實(shí)際工程中也需要與用戶(hù)進(jìn)行實(shí)際驗(yàn)算、確認(rèn)。

　　另外短時(shí)熱電流的要求可以根據(jù)Ft相等的原則來(lái)調(diào)整。例如，某工程要求25kA/4S以及63kA/1S，這和50kA/2S以及31.5kA/4S是相當(dāng)?shù)摹?/p>

　　4結(jié)語(yǔ)

　　根據(jù)電力工程的實(shí)際情況，電流互感器的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)選擇應(yīng)注意幾個(gè)方面，一是額定一次電流應(yīng)盡量按照互感器國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1208來(lái)選擇而不應(yīng)依據(jù)斷路器標(biāo)準(zhǔn);二是額定二次負(fù)荷應(yīng)通過(guò)工程計(jì)算來(lái)選取合理的數(shù)值而不應(yīng)認(rèn)為二次負(fù)荷越大越好;三是對(duì)于額定電流較小而短路電流大的工程提出了提高額定電流的辦法以解決產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造的難度。論文所提出的方法已在實(shí)際工程中應(yīng)用，并證明了其有效性。

　　儀表保安系數(shù)：電流互感器中的FS表示儀表保安系數(shù)，僅僅適用于測(cè)量級(jí)的電流互感器，具體規(guī)定如下：

　　FS＝額定儀表限值一次電流/額定一次電流；僅僅在用戶(hù)有要求時(shí)，確定該數(shù)值，其推薦值為5，或10；主要是在系統(tǒng)故障電流通過(guò)電流互感器時(shí)，對(duì)二次儀表起保護(hù)作用，F(xiàn)S越小，二次儀表越安全。額定儀表限值一次電流是在額定負(fù)荷下，復(fù)合誤差大于等于10％的最小一次電流。

　　測(cè)量用電流互感器是一種專(zhuān)門(mén)用來(lái)測(cè)量電力系統(tǒng)的電流和電能的電流互感器。在正常工作條件下，它應(yīng)符合規(guī)定的準(zhǔn)確級(jí)要求，以保證測(cè)量準(zhǔn)確。然而電力系統(tǒng)中使用的電流互感器往往因系統(tǒng)故障或操作會(huì)有很大的過(guò)電流流過(guò)一次繞組。在這種情況下則希望二次電流不再?lài)?yán)格按比例增長(zhǎng)，以避免二次回路所接的儀器、儀表受到大電流沖擊，因此對(duì)測(cè)量用電流互感器提出了儀表保安系數(shù)的要求。

　　所謂儀表保安系數(shù)（FS）是指儀表保安電流與額定一次電流之比。儀表保安電流則指測(cè)量用電流互感器在額定二次負(fù)荷下，其復(fù)合誤差不小于10%的最小一次電流值。這意味著，在儀表保安電流下的復(fù)合誤差越大越好。通常儀表保安系數(shù)要求的大小取決于二次儀表的過(guò)載能力。隨著儀表測(cè)量精度的提高，儀表過(guò)載能力降低，因而要求互感器的儀表保安系數(shù)也要小。