摘 要：電流互感器是電網(wǎng)中常用的電力設(shè)備，按其作用可分為測(cè)量用電流互感器和保護(hù)用電流互感器，本文對(duì)這兩類電流互感器不同準(zhǔn)確等級(jí)的特性進(jìn)行分析，闡述了不同準(zhǔn)確度等級(jí)的適用范圍及不同準(zhǔn)確度等級(jí)混用對(duì)電網(wǎng)設(shè)備安全的危害。

關(guān)鍵詞：電流互感器 準(zhǔn)確度等級(jí)

中圖分類號(hào)：TM452 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）02（a）-0145-01

1 電流互感器準(zhǔn)確等級(jí)的含義

準(zhǔn)確級(jí)是指在規(guī)定的二次負(fù)荷變化范圍內(nèi)，一次電流為額定值時(shí)的最大電流誤差。準(zhǔn)確度等級(jí)中含S的電流互感器，在1.2倍負(fù)荷范圍內(nèi)具有較高的精度，通常取5個(gè)負(fù)荷點(diǎn)測(cè)量其誤差小于規(guī)定的范圍，不含S的則取4個(gè)負(fù)荷點(diǎn)測(cè)量其誤差小于規(guī)定的范圍。

1.1 測(cè)量用電流互感器

0.2級(jí)、0.2S、0.5、0.5S等級(jí)都屬于測(cè)量用電流互感器，其區(qū)別在于負(fù)荷較小時(shí)，同等級(jí)下帶S級(jí)比不帶S級(jí)有更高的測(cè)量精度；主要是用于負(fù)荷變動(dòng)范圍比較大，而有些時(shí)候幾乎空載的場(chǎng)合。

在實(shí)際負(fù)荷電流小于額定電流的30%時(shí)，0.2S級(jí)的綜合誤差明顯小于0.2級(jí)電流互感器。

1.2 保護(hù)型用電流互感器

保護(hù)用電流互感器按用途分為穩(wěn)態(tài)保護(hù)用（P）和暫態(tài)保護(hù)用（TP）兩類。兩者有著不同的電流特性，適用于不同情況。

當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生短路，暫態(tài)電流流過電流互感器時(shí)，在互感器內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)暫態(tài)過程。如不采取任何措施，電流互感器鐵芯很快趨于飽和。特別是在裝有重合閘的線路上，在第一次故障造成的暫態(tài)過程尚未衰減完畢的情況下，再疊加另一次短路的暫態(tài)過程，由于電流互感器剩磁的存在，有可能使鐵芯更快的飽和。其結(jié)果是電流互感器傳變電流信息的誤差增大，這可能導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)，對(duì)電網(wǎng)設(shè)備的安全造成危害。

穩(wěn)態(tài)保護(hù)用電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)常用的有5P和10P。保護(hù)級(jí)的準(zhǔn)確級(jí)是以額定準(zhǔn)確限值一次電流下的誤差標(biāo)稱的。額定準(zhǔn)確限值一次電流即一次電流為額定一次電流的倍數(shù)。

（1）TPX級(jí)電流互感器。

TPX級(jí)電流互感器環(huán)形鐵芯中不含氣隙，因此并不限制剩磁，在額定電流和負(fù)載下，其電流誤差不超過±5%，相位差不超過±30度，在短路過程中，在電流互感器額定準(zhǔn)確級(jí)范圍內(nèi)，其瞬間最大電流誤差不超過額定二次對(duì)稱短路電流峰值的5%，電流過零時(shí)相位差不超過3度。當(dāng)電流互感器達(dá)到飽和時(shí)切斷一次電流，則二次電流由飽和狀態(tài)快速降低到剩磁水平，因此適用于對(duì)保護(hù)復(fù)歸時(shí)間要求嚴(yán)格的斷路器失靈保護(hù)的電流起動(dòng)元件，同時(shí)這類電流互感器勵(lì)磁阻較高，汲出電流小，適用于電流互感器并接的場(chǎng)合。

（2）TPY級(jí)電流互感器。

TPY級(jí)電流互感器環(huán)形鐵芯中帶小氣隙，氣隙寬度約為磁路總長(zhǎng)度的0.05%，磁路中存在氣隙則鐵芯很難達(dá)到飽和態(tài)，這就使得直流分量便于快速衰減。在額定電流和負(fù)荷下，其電流誤差不大于±1%，相位差不超過±1度，在短路過程中，在電流互感器額定準(zhǔn)確級(jí)范圍內(nèi)，瞬時(shí)最大電流誤差小于額定二次短路電流峰值的7.5%，電流過零時(shí)相位差小于4.5度。

TPY級(jí)暫態(tài)型互感器通常用于500 kV線路的保護(hù)。220 kV電力系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)通常小于60 ms，而500 kV電力系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)在80 ms～200 ms范圍內(nèi)，相對(duì)于220 kV系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)增大，于是其短路電流非周期分量的衰減時(shí)間和暫態(tài)持續(xù)時(shí)間也增長(zhǎng)，同時(shí)系統(tǒng)容量增大，短路電流的幅值也相對(duì)較大。

（3）TPZ級(jí)電流互感器。

TPZ級(jí)電流互感器環(huán)形鐵芯中的氣隙較TPY級(jí)大，氣隙長(zhǎng)度約為磁路總長(zhǎng)度的0.1%，由于氣隙較大使鐵芯難以飽和，特別適合用于快速重合閘。磁路氣隙大，則剩磁極小，基本上可忽略，鐵芯磁化曲線線性度好，二次回路時(shí)間常數(shù)小，能夠有效地傳變交流分量。

2 不同準(zhǔn)確級(jí)電流互感器混用帶來的危害

如圖1所示的是相同變比互感器的2個(gè)繞組，曲線1是5P10級(jí)保護(hù)用繞組的一、二次電流關(guān)系曲線，曲線2是0.5級(jí)測(cè)量用繞組的一、二次電流關(guān)系曲線，b、B點(diǎn)分別是電流互感器的額定一、二次電流值。從圖中可以明顯看到，隨著一次側(cè)電流的增大測(cè)量用繞組較早到達(dá)飽和，從而保護(hù)二次設(shè)備不受損害。而保護(hù)繞組不易飽和，保護(hù)繞組不易飽和，當(dāng)線路發(fā)生短路時(shí)，一次側(cè)的電流線性地變換成二次電流，通往保護(hù)測(cè)量元件，使得相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作，切除故障部分。

（1）0.5級(jí)繞組當(dāng)作5P10級(jí)繞組使用。

如果在實(shí)際應(yīng)用中把0.5級(jí)的測(cè)量繞組當(dāng)作5P10級(jí)保護(hù)級(jí)繞組使用，系統(tǒng)發(fā)生短路，測(cè)量繞組鐵心較快進(jìn)入飽和狀態(tài)，鐵心飽和后無論一次電流增大多少，二次電流基本保持不變，無法正確反應(yīng)一次側(cè)電流，使保護(hù)無法正確動(dòng)作，從而可能導(dǎo)致事故的擴(kuò)大。

（2）5P10級(jí)繞組當(dāng)作0.5級(jí)繞組使用。

如果將電流互感器的5P10級(jí)保護(hù)級(jí)繞組當(dāng)作0.5級(jí)測(cè)量繞組使用，在正常運(yùn)行條件下

將導(dǎo)致測(cè)量用電流互感器的誤差增大， 因?yàn)楸Ｗo(hù)用繞組本身在其二次額定電流下對(duì)誤差的要求不高；另一方面，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，保護(hù)繞組的鐵心不容易達(dá)到飽和狀態(tài)，于是二次電流將不斷隨一次電流增大，最終造成電流互感器二次設(shè)備的損壞。

（3）0.5級(jí)和5P10級(jí)二次繞組當(dāng)作TPY級(jí)繞組使用。

如果將電流互感器的0.5級(jí)和5P10級(jí)二次繞組當(dāng)作TPY級(jí)繞組使用，則該繞組失去了暫態(tài)特性，無法正常工作，可能產(chǎn)生誤判導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)。如果將電流互感器的TPY級(jí)二次繞組當(dāng)作0.5級(jí)繞組使用，其對(duì)0.5級(jí)的影響同樣是會(huì)產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差。

3 結(jié)語

通過對(duì)電流互感器幾種常見準(zhǔn)確等級(jí)繞組特性的闡述和分析，加深對(duì)各準(zhǔn)確等級(jí)應(yīng)用的理解，同時(shí)通過圖例，分析了混用準(zhǔn)確等級(jí)可能對(duì)電網(wǎng)安全造成的危害，為今后正確地應(yīng)用互感器各個(gè)繞組積累了經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

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