电流互感器正确选择的方法与要点

电流互感器正确选择的方法与要点

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网易

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电流互感器是电力系统中的关键设备，主要用于给保护装置和测量设备提供二次电流。它能通过特定的变比，将数值很大的一次电流变成数值很小的二次电流，从而实现保护、测量等功能。本文将详细介绍电流互感器的选择方法和要点，帮助读者更好地理解和应用这一重要设备。

电流互感器在电力系统中扮演着至关重要的角色，其主要功能是为保护装置和测量设备提供二次电流。它能够通过特定的变比，将数值很大的一次电流转换为数值很小的二次电流，从而实现保护、测量等各种功能。电流互感器的一次侧与高压设备串联，二次侧则与测量、保护设备相连。

这种设计有两大优势：一是能够将二次电气设备与高压装置隔离，确保工作人员的安全；二是有利于测量仪表和继电器向标准化、小型化方向发展。此外，电流互感器还能实现远距离测量，即使高压侧出现断路，也能保护测量仪表免受大电流损坏。

在GB1208-2016《电流互感器》标准中，第5.2项规定了标准电流互感器的二次电流有两种选择：1A和5A，其中优先推荐使用5A。然而，如果传输距离较远，则应选择1A。

1A与5A二次电流的电流互感器对比分析

1. 线路功耗降低
   线路功耗与通过电流的平方成正比。二次电流为1A的电流互感器比5A的功耗降低25倍，即1A的功耗仅为5A的4%。

   表1 电流互感器测量回路的功耗

   

2. 传输距离加大
   在相同负载条件下，二次电流为1A的互感器传输距离是5A的25倍，这样可以避免使用5/1A中间互感器或选择大容量互感器。

   表2 不同额定容量时的传输距离

   

3. 电线截面积小
   在大中型工厂中，当仪表和电流互感器安装距离较远（例如45.5m）时，从表2可以看出，选用5A、10VA电流互感器时，线截面积需4mm³；若选用1A、2.5VA电流互感器，线截面仅需1mm²。随着计算机和数控仪表的普及，额定二次电流为1A及以下规格的电流互感器选型已较为普遍。

   

电流互感器二次电流额定值的合理选择

在相同一次额定电流和相同额定输出容量的情况下，电流互感器二次电流采用1A或5A，其结构和特性有较大差异。采用1A比采用5A，匝数比大5倍，二次绕组匝数大5倍，开路电压高，内阻大，励磁电流小，制造难度大，价格略高。但采用1A可以大幅度降低电缆中的有功损耗（降低到采用5A的1/25），在相同条件下，可增加电流回路电缆的允许长度。

电流互感器的二次额定电流采用1A还是5A，需要通过技术经济比较来确定。采用1A时，电流互感器本身的投资增加，而电流回路的控制电缆投资较少；相反，采用5A时，电流互感器本身的投资降低，但二次电缆的投资会增加。

在选择电流互感器二次额定电流时，还需要考虑保护装置和测量仪表的额定电流是否能与之配套，以及统一变电所中各侧电流互感器的二次电流尽可能一致等因素。

一般来说，在220kV及以下电压等级变电所中，220kV回路不多，而10-60kV回路数较多，电缆长度较短，电流互感器二次额定电流采用5A是经济的。在330kV及以上电压等级变电所，220kV及以上回路数较多，电流回路电缆较长，电流互感器二次额定电流采用1A是经济的。

电流互感器一次和二次额定电流选定后，电流互感器的额定变比也就确定了。在实际工程中，工程的初期负荷往往较轻，与回路的设计负荷相差较大，电流互感器的二次电流很小。指针电流表读数有困难或不能保证机电保护装置最小精确工作电流的要求。这就要求在不更换电流互感器的情况下，改变其电流变比。改变电流互感器的变比，通常采用以下方法：

1. 采用双变化的电流互感器。这种电流互感器有两个一次绕组，通过一次绕组接成串联或并联来改变其变化。例如，一台有两个一次绕组额定电流各为600A的电流互感器，当两绕组并联时，变比为1200/5A；当两绕组串联时，变比为600/5A。

2. 在电力互感器的二次绕组设分接头。

经典案例

某化工厂各生产车间环境多为爆炸性环境，各车间电气控制室不安装在车间内，而是安装在距离各车间较远的公共电气控制室，来实现对系统电流信息的集中采集，现场电流互感器与控制室之间距离大约200米，有的甚至300米，二次传输导线为2.5平方毫米，使用的电流互感器有ALH-0.66/30I 200/5A 0.5级 5VA 穿心1匝等许多规格，使用的电流表为YR-GFI-9L1-2，该项目比较大，该项目在将完工，部分工程试运行时，发现所有电流表显示与现场电流完全不准确。

问题分析

电流互感器额定容量就是电流互感器额定二次电流I2e，通过二次回路额定负载Z2e时所消耗的视在功率S2e，即，S2e=I2e2Z2e；因数显表消耗的视在功率只有0.05VA，很小，所以我们可以不考虑，Z2e=ρ.2L/S=0.0176Ω.mm2/m×2×200m /2.5=2.82Ω，S2e=I2e2Z2e=5A2×2.82Ω=70.5VA，远远大于电流互感器的额定容量5VA，所以此时应该选择200/1A的电流互感器，2010年2月份该项目更换了所有的比5A电流互感器，同时由于电流表为数显表，变比可以重新设定为200/1，使整个系统恢复正常。

低压电流互感器选型：关键因素与步骤

1. 根据一次电流及母线截面等参数选择对应的规格产品。一次导线穿越互感器窗孔。打开翻盖，通过压线片进行二次接线，二次接线引出后翻盖复位。计量电能可直接利用翻盖小孔加封铅印，以防窃电。

2. 工作电流长期不超过1.1倍额定值，允许在1.2倍额定值时短时使用，时间不超过1h。

3. 根据被测电流大小，选定额定电流比，一般选用被测电流是额定电流的2/3。

4. 产品极性表示为：一次接线标志P1、P2，相应二次接线标志S1、S2；S1表示P1的同名端，S2表示P2的同名端。

5. 测量仪表接于S1、S2端上，此时所接回路的总负荷不应超过互感器的额定负荷，当安装电流表位置与电流互感器相距甚远或回路负载较大时，应优先选用二次电流为1A的电流互感器。

6. 注意根据母排的规格和根数，选用相匹配窗口大小的互感器。