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电流互感器变比选择

保护用电流互感器(TA)主要与继电保护装置配合，在线路发生短路过载等故
障时，向继电装置提供信号切断故障电路，保护电力系统的安全。它的工作条件
与测量用互感器完全不同，后者正常一次电流工作范围有合适的准确度即可，当
通过故障短路电流时，希望互感器尽早饱和，以保护测量仪表不受短路电流损害。
而前者在比正常电流大几倍或几十倍电流时才开始工作，其误差(电流和相位误
差)要求在误差曲线范围内，而同时考核电流误差和相位差时用复合误差。
保护用TA一次电流i1较小时，二次电流i2线性变化；当i1增大到
一定时，互感器铁心中的磁密很高。由于铁磁材料的非线性，励磁电流i0中高
次谐波含量很大，波形呈尖顶形，与正弦波相去甚远，即使il是理想的正弦波，
i2也不是正弦的。

非正弦小波不能用相量图分析，需采用复合误差的（概念分析)，这
使i0迅速增大，相当于部分i1未能转换成i2，i2与i1不再成正比变化，从而
增加TA误差。
当电力系统发生短路故障而引起继电保护动作时，短路电流i很大，
一般为额定电流的10几倍，使误差增大，危及保护装置的灵敏性和选择性。
另外，从原理上讲，TA本身是个特殊的变压器，变压器都有在额
定负荷下运行的要求。因此，如TA二次侧负荷超过其额定二次负荷值，同样会
增加其误差。

如上所述，TA误差不可避免，其大小与TA铁心励磁特性及二次侧负
荷有关。
要控制好这个误差，须处理TA所在位置最大故障i、该电流与额定i1
的比值、额定电流比及额定二次负荷的关系。因此需准确了解准确级及与其相关
的准确级限值、额定电流比和额定负荷的概念。要解决此问题，就要根据变电站
的实际情况选择合适的准确级。
对保护用TA，准确级以该级在额定准确限值i1下的最大允许复合误差
的百分数标称，其后标以字母"P"表示保护，它实际上是人为规定的TA制造的误
差等级要求。准确限值系数指能满足复合误差要求的i1max与额定i1的比值。
额定电流比则指额定i1与i2的比值。额定负荷是确定互感器准确级所依据的二
次负荷值。
在早期国家标准《电流互感器》(GBl208-75)中规定，TA保护准确级为B
和D级。在选择保护用TA准确级时，应校验10％误差曲线，以保证在短路时电
流误差不超过规定值。目前新版中规定准确级为5P和10P，分别表示在额定准
确限值i1时的复合误差限值为5%、10%；其准确限值系数标准值系列为5、10、
15、20、30等，表示在短路故障下，若短路电流i与额定i1，相比的倍数小于
该值，则误差控制在准确级范围内。
因此，得到2个结论：1)选择保护用TA的准确级须同时选择准确限值系
数，如5P20及1200／5A，表示i≯20倍额定i1,即≯20×1200＝24kA范围
之内时，复合误差≯5%；2)选择双方向，即可根据已给定的ilmax、二次负荷值
和10％误差曲线，准确限值系数，选择额定电流比；也可根据给定的i1max、额
定电流比和10％误差曲线选择准确限值系数，根据10％误差曲线选择额定二次
负荷和二次电缆截面。
在稳态运行时，TA二次负荷应满足10%误差曲线的要求，只要TA二次实
际负荷<10％误差曲线允许的负荷，其测量误差在10%以内。二次负荷越大，
铁心越容易饱和。
某110kV变电站110kV母线i1max25kA，TA二次侧负荷40VA。
首先根据继电保护装置的要求，保护用TA的稳态误差≯10％[3]，根据
工程建设控制设备造价选择准确级为10P。根据实例查图2曲线，得到准确限值
系数为24。根据ilmax。为25kA除以准确限值系数得到1042A。考虑到准确限
值系数应尽量l为1250A。
关于电流互感器额定一次电流的选择，对于计量、测量和保护，应该选取不
同的额定电流。
计量和测量用的主要精度有：0.2，0.5，0.2S，0.5S
对于前两者，精度要求是分别在额定电流的5％，20％，100％，120％
下的，其它点的要求应该在这几个点的连线以下。
对于后两个，精度要求是分别在额定电流的1％，5％，20％，100％，
120％下的，其它点的要求应该在这几个点的连线以下。
因此，选取原则应该是：在一段时期内，需要关注的电流最小，最大值的范
围，然后选取合适的一次电流，同时根据其它要求选取精度、负荷等参数。对于
长期后的扩容，通过理论预测及计算后类似解决，就可以得到另外一个一次电流。
对于保护线圈：
普通保护线圈，额定电流可以选取的大一些，毕竟，保护线圈在额定电
流下的输出，是不怎么关注的。关键是看其在要求的保护电流下的反映。这样操
作时，保护线圈也比较好作一些，成本也会下降一些。比如，你要作100/5，5P30，
30VA,内径300mm的二次保护线圈，可能是很难作到的，即使做到，其尺寸重量
可能