电流互感器与电压互感器选择与计算导则正文.doc

电流互感器和电压互感器选择和计算导则The Guide for Selection and Calculation of Current Transformer and voltage Transformer 范围 本导则为电流互感器和电压互感器的选择和计算导则,包括：对互感器的性能要求,互感器类型及参数选择,计算方法等 本导则适用于交流电流互感器、电磁式电压互感器和电容式电压互感器,不适用于保护装置内部专用的小互感器、各类变送器和直流电流互感器 本导则适用于发电厂和变电所工程用的电流互感器和电压互感器,不适用于试验室用互感器2 引用标准 下列标准所包含的条文,通过本标准引用而构成为本标准的条文本标准出版时,所示版本均为有效所有标准都会修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性GB 1207－1997 电压互感器 GB 1208－1997 电流互感器GB 4703－84 电容式电压互感器 GB 14285－93 继电保护和安全自动装置技术规程 GB 16847－1997 保护用电流互感器暂态特性技术要求 DL －2000 火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程 DL －2000 电测量及电能计量装置设计技术规程 IEEE Std C37.110－1996 保护继电器用电流互感器的应用导则3 名词和定义3.1 名词及代号本导则采用以下名词及代号,其中有些名词的定义详见3.2及3.3节：代 号说 明代 号说 明1 电流互感器ALF准确限值系数Ipsc额定一次短路电流Esl二次极限电动势<对称短路电流>Iscmax最大短路电流Eal等效二次极限电动势〔非对称短路电流Is二次电流FS仪表保安系数Isn额定二次电流IPL额定仪表限值一次电流Ie励磁电流Ip一次电流Iale准确限值二次励磁电流Ipn额定一次电流Ifc计算故障电流Ipal额定准确限值一次电流代 号说 明代号说 明1 电流互感器〔续Ith额定短时热电流<方均根值>Rbn额定二次负荷电阻Idyn额定动稳定电流〔峰值Rct二次绕组电阻ie励磁电流瞬时值Sbn额定二次输出ip一次电流瞬时值Tp一次时间常数is二次电流瞬时值Ts二次时间常数Kn额定变流比tal保持准确限值的时间Kssc额定对称短路电流倍数tmax达到最大磁通的时间Kfc计算故障电流倍数Ual额定等效二次极限电压Ktf暂态系数Zb二次负荷阻抗K用户给定的尺度增大系数Ze励磁阻抗Ktd额定暂态尺度〔面积系数εI电流误差〔比误差Kr剩磁系数δε角度误差〔相位差Lb二次负荷电感εc复合误差Lct二次绕组漏电感Φal准确限值磁通Le励磁回路电感Φs饱和磁通Rb二次负荷电阻Φr剩磁通2 电压互感器Cn额定电容Us二次电压C1高电压电容器Usn额定二次电压C2中间电压电容器Ures剩余电压Gb二次负荷Gbn额定二次负荷Sbn额定输出Kn额定变压比εv电压误差〔比误差Up一次电压δε角度误差〔相位差Upn额定一次电压3.2 电流互感器有关定义 电流误差〔比值差 current error 〔εI 互感器在测量电流时所出现的误差,它是由于实际电流比与额定电流比不相等造成的。

电流误差的百分数用下式表示：εI＝[100/ Ip]%式中：Kn －额定电流比；Ip－实际一次电流,A；Is－测量条件下通过Ip 时的二次电流,A 相位差 phase displacement 〔δε 一次电流与二次电流相量的相位差相量方向是以理想互感器中的相位差为零来决定的若二次电流相量超前一次电流相量时,相位差作为正值相位差通常用drad〔分弧度或crad〔厘弧度表示 复合误差 composite error 〔εc 在稳态下,一次电流瞬时值与二次电流瞬时值乘以Kn 两者之差的方均根值通常按下式用一次电流方均根值的百分数表示：式中：Kn －额定电流比；Ip －一次电流方均根值；ip－一次电流瞬时值； is－二次电流瞬时值； T－一个周波的时间 准确级 accuracy class 对电流互感器所给定的等级互感器在规定使用条件下的误差应在规定限度内 额定短时热电流 rated short-time thermal current 〔Ith 在二次绕组短路的情况下,电流互感器在一秒钟内能承受住且无损伤的最大的一次电流方均根值。

额定动稳定电流rated dynamic current〔Idyn 在二次绕组短路的情况下,电流互感器能承受其电磁力的作用而无电气或机械损伤的最大的一次电流峰值 额定仪表限值一次电流 rated instrument limit primary current〔IPL 测量用电流互感器在二次负荷等于额定负荷,且复合误差等于或大于10％时的最小电流值3.7.8 仪表保安系数 instrument security factor〔FS 额定仪表限值一次电流对额定二次电流之比 准确限值系数accuracy limit factor〔ALF P类电流互感器能满足复合误差要求的最大一次对称电流值.,称为额定准确限值一次电流〔Ipal,额定准确限值一次电流与额定一次电流之比为准确限值系数,即： ALF= Ipal / Ipn 二次极限电动势〔Esl P类电流互感器的二次极限电动势为准确限值系数、额定二次电流、额定负荷与二次绕组阻抗的相量和三者的乘积,即：Esl＝〔ALF×Isn×〔Zb＋Zct 额定一次短路电流 rated primary short-circuit current〔Ipsc TP类电流互感器的对称一次短路电流方均根值,为电流互感器额定准确度性能的依据。

额定对称短路电流倍数 rated symmetrical short-circuit current factor〔Kssc为如下比值：Kssc = Ipsc / Ipn3.2.13 计算故障电流 credible fault current 校验电流互感器特性时,为保证保护装置正确动作而合理选用的故障电流计算故障电流与互感器额定一次电流之比,称为计算故障电流倍数Kfc3.2.14瞬时误差电流 instantaneous error current 二次电流瞬时值和额定电流比的乘积与一次电流瞬时值的差值：iε＝Kn is－ip 在同时具有交流和直流分量时,所含各分量分别如下表示：iε＝iεac＋iεdc＝〔Kn isac－ipac＋〔Kn isdc－ipdc 规定的一次时间常数 specified primary time constant 电流互感器性能所依据的一次电流直流分量的时间常数规定值对TPX、TPY和TPZ类电流互感器,此值也可有额定值,并标在铭牌上。

保持准确限值的时间 permissible time to accuracy limit 在给定工作循环的任何指定通电期间内,保持规定准确度的时间注：这个时间通常根据保护系统的最大测量时间确定,但当保护稳定性〔不误动是限制条件时,还需计入断路器切断电流的时间3.2.17 达到最大磁通的时间 time to maximum flux 假定在规定的通电时间,铁心不饱和,电流互感器铁心中的暂态磁通达到最大值所经过的时间3.2.18 规定的工作循环 specified duty cycle 在工作循环的各通电期间中设一次电流为"全偏移"〔见下注,并具有规定的衰减时间常数和额定幅值〔Ipsc 工作循环如下： 单次通电：C- t′-O 双次通电：C- t′-O-tfr-C- t″-O〔两次通电时的磁通极性相同 其中：t′是第一次电流通过时间,在tal′时间内保持规定的准确度t″是第二次电流通过时间,在tal″时间内保持规定的准确度。

tfr为自动重合闸时无电流时间, 即在断路器自动重合闸工作循环中,一次短路电流从切断起到其重复出现时的时间间隔注：若规定部分偏移,则所需的暂态系数便降低,降低值约正比于偏移量的减小值因此推荐采用全偏移参数 二次回路时间常数 secondary loop time constant 电流互感器二次回路的时间常数值,由励磁电感〔Le和漏电感〔Lct之和〔Ls及二次回路电阻〔Rs得出： Ts=Ls/Rs式中Rs为电流互感器二次绕组电阻〔Rct,校正至75℃与外接电阻性负荷〔Rb之和3.2.20 暂态系数 transient factor 电流互感器经受单次通电且假设二次回路时间常数在整个通电期间保持不变时,理论上的二次匝链总磁通与该磁通交流分量的峰值之比 额定暂态尺度〔面积系数 rated transient dimensioning factor 该理论值代表满足规定的工作循环所需的暂态尺度增大倍数额定等效二次极限电动势 ratedequivalent limiting secondary e.m.f 满足规定工作循环所需的额定频率下的二次电路等效电动势方均根值,可由下式得出：Eal = KsscKtd Isn 注：TP类电流互感器的极限条件严格说只能用二次绕组感应电压对时间积分来定义〔即只能用磁通来定义,这个电压在规定的通电条件下产生包括绕组和二次负荷电阻在内的二次负荷电流,但为了数学上的方便,采用等效正弦波电势来定义此极限条件。

与的Esl有区别,Esl是真正的正弦波感应电动势,Eal而只是一个等效的正弦波电动势3.2.23 额定等效励磁二次极限电压 ra。