电流互感器的误差与选型

浅谈电流互感器误差及影响摘要：电流互感器是一次系统和二次系统电流间的联络元件，将一次回路的大电流转换为小电流，供给测量仪表和保护装置使用。

电流反应系统故障的重要电气量，而保护装置是通过电流互感器来间接反应一次电流的，因此电流互感器的性能直接决定保护装置的运行。

然而从互感器本身和运行使用条件方面来看，电流互感器存在不可避免的误差，本文分别从这两个方面分析了误差，并结合实际工作阐述了误差带来的影响，以便在工作中加强重视，并做出正确的分析。

关键词：电流互感器 励磁电流 误差一、电流互感器的误差在理想条件下，电流互感器二次电流I 2＝I 1/Kn ，Kn=N 2/ N 1 ，N 1 、N 2 为一、二次绕组的匝数，不存在误差。

但实际上不论在幅值上（考虑变比折算）和角度上，一二次电流都存在差异。

这一点我们可以从图中看到。

从图一看，实际流入互感器二次负载的电流I’2 ＝I 1－Ie ，其中I’2 = I 2 * Kn,Ie 为励磁电流，即建立磁场所需的工作电流。

正是因为励磁损耗的存在，使得I 1 和I’2 在数值上和相位上产生了差异。

正常运行时励磁阻抗很大，励磁电流很小，因此误差不是很大，经常可以被忽略。

但在互感器饱和时，励磁阻抗会变小，励磁电流增大，使误差变大。

图二相量图，以I’2 为基准，E 2 较－I’2超前φ角（二次总阻抗角，即Z 2 和Z 阻抗角），如果不考虑铁磁损耗，励磁阻抗一般被作为电抗性质处理，Ie 超前E 2 为90度， I’2与Ie 合成I 1。

图中I’2与I 1不同相位，两者夹角δ即为角度误差。

对互感器误差的要求一般为，幅值误差小于10％，角度误差小于7度。

二、电流互感器的饱和电流互感器的误差主要是由励磁电流Ie 引起的。

正常运行时由于励磁阻抗较大，因此Ie 很小，以至于这种误差是可以忽略的。

但当CT 饱和时，饱和程度越严重，励磁阻抗越小，Z图一 等值电路E 图二 相量图励磁电流极大的增大，使互感器的误差成倍的增大，影响保护的正确动作。

电流互感器的10％误差曲线1、变压器的运行特性电流互感器可等同于特殊的电流互感器，其等效电路图如1-30所示，1I 对应的二次电流2I 下，同时有一励磁电流m I 。

当互感器不饱和时，1I 与2I 成比例关系，当互感器呈现饱和后，有一部分电流需要去维持互感器磁饱和特性，因此实际二次电流变小了，当小至90%的一次电流除以变比时（I1/K ），即当励磁电流大于10%的（I1/K ）时即不满足10%误差要求。

2、互感器特性分析设i K 为电流互感器的变比，其一次电流1I 与二次电流2I 有i K I I 12 的关系，在i K 为常数(电流互感器不饱和)时，是一条直线，如图3-4中的直线1所示。

当电流互感器铁芯开始饱和后，2I 与i K I 1就不再保持线性关系，而是如图3-4中的曲线2所示，呈铁芯的磁化曲线状。

继电保护要求电流互感器的一次电流1I ，等于最大短路电流时，其变比误差小于或等于10％。

因此，我们可以在图3-4中找到一个电流值b I ,1，自b I ,1点作垂线与曲线1、2分别相交于B 、A 点，且11.0I BA '=(1I '为归算到二次侧的1I 值)。

如果电流互感器的一次电流b I I ,11≤，其变比误差就不会大于10％；如果b I I ,11>，其变比误差就大于10％。

3、10％误差试验、计算的步骤(1)收集数据：保护类型、整定值、变比和电流互感器接线方式。

(2)测量电流互感器二次绕组直流电阻值。

近似代替电流互感器二次绕组漏抗2Z ，110～220kV 的电流互感器取22Z R =，35kV 贯穿式或厂用馈电线电流互感器取223Z R =。

(3)用伏安特性法测试)(e I f U =曲线，用下式分别求出励磁电压、励磁阻抗、电流倍数、允许负载的数值。

102,211109)2A 5(10Z I E Z I m I I I I I m een e N N e N -=====时，当，(4)求计算电流倍数ca m ：10%90%为了便于计算，制造厂对每种电流互感器提供了在m 10下允许的二次负载阻抗Zen，曲线：m 10=f（Zen）称为电流互感器的10%误差曲线。

继电保护用电流互感器１０％误差曲线的计算方法及其应用1 电流互感器的误差电流互感器，用来将一次大电流变换为二次小电流，并将低压设备与高压线路隔离，是一种常见的电气设备。

其等值电路如图1所示，向量图如图2所示。

图中I ’１为折算到二次侧的一次电流，R ’１、X ’１为折算到二次侧的一次电阻和漏抗；R 2、X 2为二次电阻和漏抗；I 0为电流互感器的励磁电流。

在理想的电流互感器中I 0的值为零，I ’１＝I 2。

但实际上Z 2为Z 0相比不能忽略，所以，0I .=1I .-0I .2≠；由电流互感器的向量图中可看出，电流互感器的误差主要是由于励磁电流I 0的存在，它使二次电流与换算到二次侧后的一次电流I ’１不但在数值上不相等，而且相位也不相同，这就造成了电流互感器的误差。

电流互感器的比误差f=100III '12'1⨯-；角误差为I ’１与I 2间的夹角。

做为标准和测量用的电流互感器，要考虑到在正常运行状态下的比误差和角误差；做为保护用的电流互感器，为保证继电保护及自动装置的可靠运行，要考虑当系统出现最大短路电流的情况下，继电保护装置能正常工作，不致因为饱和及误差带来拒动，因而规程的规定，应用于继电保护的电流互感器，在其二次侧负载和一次电流为已知的情况下，电流误差不得超过10%。

2 电流互感器的１０％误差及１０％误差曲线设Ki为电流互感器的变比，其一次侧电流与二次电流有I2＝I1／Ki的关系，在Ki为常数（电源互感器I2不饱和）时，就是一条直线，如图3所示。

当电流互感器铁芯开始饱和后，与I1／Ki 就不再保持线性关系，而是如图中的曲线2所示，呈铁芯的磁化曲线状。

继电保护要求电流互感器的一次电流I1等于最大短路电流时，其变比误差小于或等于10％。

因此，我们可以在图中找到一个电流值I1.b，自I1.b作垂线与曲线1、2分别相交于B、A两点，且BA＝0.1I ’１（为折算到二次的I1值）。

电流互感器选配过大或者过小对计量精度有影响吗Prepared on 22 November 2020电流互感器选配过大或者过小对计量精度有影响吗是否有影响主要看以下两种情况：1、电流互感器的一次额定电流选择过大，流过电度表的实际电流就偏小，只要实际电路不低于电度表的“起始” 电流值，计量精度就不受影响的。

2、电流互感器的一次额定电流选择过小，则大电流时容易造成电流互感器的铁芯磁饱和，而使计量误差增大，也容易产生较大的热量。

1、例如：实际的额定电流约 45 A 选择常用的 150 / 5 电流互感器，倍率是 30 倍。

当满载时（45 A），二次电流为 45 A ÷ 30 倍＝ 1.5 A ，计量还是准确的。

2、例如：实际的额定电流约 200 A 选择常用的 150 / 5 电流互感器，就属于过载运行了，满载时容易造成电流互感器的铁芯磁饱和，计量误差增大，也容易产生较大的热量。

追问第一个二次电流不超过5A计量就是准确的吗谢谢追答你好：计量电度表的额定电流为 5 A ，在 5 A 以内是准确的。

追问谢谢，发布问题的时候忘写采纳奖励分数，我给你补上追答不用谢。

追问那如果把互感器换成500/5又会怎么样追答你可以算一下倍率：500 / 5 是100 倍，如果还是 45 A 的实际电流，那么二次输出电流就只有 0.45 A 了，如果高于电度表的起始电流，计量就是正常的，低于电度表的起始电流值，电度表就有可能不转了。

电流互感器如果选型太大或太小造成的误差大吗保护用电流互感器可数十倍过载，但是，精度很低。

测量用电流互感器一般可过载20%，过载20%以内能保证测量精度。

过载量超过20%以后，精度下降，并且可能损坏电流互感器。

电流互感器选型过大的话，对精度会有一定的影响。

普通互感器一般要求被测电流在额定电流的30%以上。

S级电流互感器在5%以上都能获得较高的精度。

电流互感器的误差产生的原因是什么，如何减少误差测量误差就是电流互感器的二次输出量I2与其归算到一次输入量I’1的大小不相等、幅角不相同所造成的差值。

电流互感器的误差主要有以下几种：
1. 校验用电流互感器精度：0.1S级，误差0.1%，常用于校验计量级电流互感器的准确度。

2. 计量用电流互感器精度：0.2S 0.5级，误差0.2%和0.5%，用于电费结算的依据，部分场合也会使用0.5级。

3. 测量级电流互感器：0.5级、1.0级，2.0级等，一般用于电流表。

4. 保护用电流互感器精度：10P10、10P20、5P10、5P20等，精度的含义：以10P10为例，即流过电流互感器的电流，是其额定电流的10倍以内的时候，电感器的误差在±10%以内。

5. 在一些特殊场合，还有精度更精的电流互感器，有0.005级、0.05级等，使用场合较少。

以上信息仅供参考，如需了解更多信息，建议咨询专业人士。

一文看懂电流互感器选型原则和方法及使用方法电流互感器的选用原则及方法1、额定电压电流互感器额定电压应大于装设点线路额定电压。

2、变比应根据一次负荷计算电流IC选择电流互感器变比。

电流互感器一次侧额定电流标准比（如20、30、40、50、75、100、150、2×a/C）等多种规格，二次侧额定电流通常为1A或5A。

其中2×a/C表示同一台产品有两种电流比，通过改变产品的连接片接线方式实现，当串联时，电流比为a/c，并联时电流比为2×a/C。

一般情况下，计量用电流互感器变流比的选择应使其一次额定电流I1n不小于线路中的负荷电流（即计算IC）。

如线路中负荷计算电流为350A，则电流互感器的变流比应选择400/5。

保护用的电流互感器为保证其准确度要求，可以将变比选得大一些。

3、准确级应根据测量准确度要求选择电流互感器的准确级并进行校验。

下表为不同准确级电流互感器的误差限值：准确级选择的原则：计费计量用的电流互感器其准确级不低于0．5级；用于监视各进出线回路中负荷电流大小的电流表应选用1．0—3．0级电流互感器。

为了保证准确度误差不超过规定值，一般还校验电流互感器二次负荷（伏安），互感器二次负荷S2不大于额定负荷S2n，所选准确度才能得到保证。

准确度校验公式：S2≤S2n。

二次回路的负荷l：取决于二次回路的阻抗Z2的值，则：S2=I2n2︱Z2︱≈I2n2（∑︱Zi︱+RWl+RXC）或S2V1≈∑Si+I2n2（RWl+RXC）式中，Si、Zi为二次回路中的仪表、继电器线圈的额定负荷和阻抗，RXC为二次回路中所有接头、触点的接触电阻，一般取0．1Ω，RWL为二次回路导线电阻，计算公式化为：RWL=LC/（r×S）。

式中，r为导线的导电率，铜线r=53m/（Ωmm2），铝线r=32m（Ωmm2），S为导线截面积（mm2），LC为导线的计算长度（m）。

设互感器到仪表单向长度为L1，。

电流互感器选配过大或者过小对计量精度有影响吗是否有影响主要看以下两种情况：1、电流互感器的一次额定电流选择过大，流过电度表的实际电流就偏小，只要实际电路不低于电度表的“起始” 电流值，计量精度就不受影响的。

2、电流互感器的一次额定电流选择过小，则大电流时容易造成电流互感器的铁芯磁饱和，而使计量误差增大，也容易产生较大的热量。

1、例如：实际的额定电流约45 A 选择常用的150 / 5 电流互感器，倍率是30 倍。

当满载时（45 A），二次电流为45 A ÷30 倍＝ 1.5 A ，计量还是准确的。

2、例如：实际的额定电流约200 A 选择常用的150 / 5 电流互感器，就属于过载运行了，满载时容易造成电流互感器的铁芯磁饱和，计量误差增大，也容易产生较大的热量。

追问第一个二次电流不超过5A计量就是准确的吗谢谢追答你好：计量电度表的额定电流为 5 A ，在 5 A 以内是准确的。

追问谢谢，发布问题的时候忘写采纳奖励分数，我给你补上追答不用谢。

追问那如果把互感器换成500/5又会怎么样追答你可以算一下倍率：500 / 5 是100 倍，如果还是45 A 的实际电流，那么二次输出电流就只有0.45 A 了，如果高于电度表的起始电流，计量就是正常的，低于电度表的起始电流值，电度表就有可能不转了。

电流互感器如果选型太大或太小造成的误差大吗保护用电流互感器可数十倍过载，但是，精度很低。

测量用电流互感器一般可过载20%，过载20%以内能保证测量精度。

过载量超过20%以后，精度下降，并且可能损坏电流互感器。

电流互感器选型过大的话，对精度会有一定的影响。

普通互感器一般要求被测电流在额定电流的30%以上。

S级电流互感器在5%以上都能获得较高的精度。

电流互感器的误差产生的原因是什么，如何减少误差测量误差就是电流互感器的二次输出量I2与其归算到一次输入量I’1的大小不相等、幅角不相同所造成的差值。

因此测量误差分为数值（变比）误差和相位（角度）误差两种。

保护用电流互感器的准确级及误差限值如何计算？（1）各类准确级误差限值（a) P类和PR类电流互感器电流互感器的准确级以在额定准确限值一次电流下允许复合误差的百分数标称，标准准确级为：5P,10P,5PR,10PR。

电流互感器在额定频率及额定负荷下，电流误差、相位误差和复合误差应不超过表7的值表7准确级额定一次电流下的电流误差（%）额定一次电流下的相位差额定准确限值一次电流下的复合误差（%）（‘）（rad)5P,5PR ±1 ±60 ±1.8 510P,10PR ±3 - - 10发电机变压器主回路、220KV及以上电压线路宜采用复合误差较小的5P或5PR级电流互感器。

其他回路可采用10P或10PR级电流互感器。

P类和PR类保护用电流互感器能满足复合误差要求的准确限值系数，Kalf一般可取5、10、15、20、25、30和40。

必要时，可与制造厂家协商，采用根大的Kalf值。

（b) TP类电流互感器：TP类电流互感器一般用在220KV级以上高压和超高压系统中，在这里不予说明。

（2）P、PR和PX类电流互感器的选择计算P、PR类电流互感器用于稳态要求的线路或变压器，只校验其稳态性能。

电流互感器通过规定的保护校验故障电流Ipef时，其误差应在规定范围内，Ipef和Ipn之比称为故障校验系数Kpef。

Ipef按以下原则确定：（a）按可信赖性要求，Ipef应按区内最严重的短路电流确定，对于过流保护和距离保护，应考虑两种情况：（1）在保护区内末端故障时，Ipef流过电流互感器的最大短路电流Iac.max;(2)在保护安装点近处故障时，允许电流互感器的误差超过规定值，但必须保证保护装置的可靠性和快速性。

（b) 按安全性要求，Ipef应按区外最严重的短路电流确定。

按下列条件进行计算：1）一般选择计算：电流互感器的额定准确限值一次电流Ipel应大于保护校验故障电流Ipef，必要时，还应考虑电流互感器暂态饱和的影响，即准确限值系数Kalf应大于K*Kpef,K为用户规定的暂态系数；电流互感器的额定二次负荷应大于实际二次负荷。

按照10%误差曲线效验电流互感器的步骤
按照10%误差曲线效验电流互感器的步骤
1、按照保护装置类型计算流过电流互感器的一次电流倍数.
2、根据电流互感器的型号、变比和一次电流倍数,在10%误差曲线上确定电流互感器的允许二次负荷.
3、按照对电流互感器二次负荷较严重的短路类型计算电流互感器的实际二次负荷. 如:Y型接线的电流互感器三相及两相短路实际二次负荷Zfh=Rdx+Zk+Rjc Rdx:连接导线的电阻,o. Zk:继电器的计算阻抗,o. Rjc:接触电阻,一般取0.05o.
4、比较实际二次负荷与允许二次负荷.如实际二次负荷小于允许二次负荷,表示电流互感器的误差不超过10%;如实际二次负荷大于允许二次负荷,则应采取下述措施,使其满足10%误差曲线.
a、增大连接导线截面或缩短连接导线长度,以减小实际二次负荷.
b、选择变比较大的电流互感器,减小一次电流倍数,增大允许二次负荷.
c、将电流互感器的二次绕组串联起来,使允许二次
负荷增大一倍.。