电子式电流互感器的设计

电流互感器(变电管理一所)摘要：电流互感器是一次系统和二次系统之间的联络元件，将一次侧的大电流变成二次侧标准的小电流（5A 或1A），用以分别向测量仪表、继电器的电压线圈和电流线圈供电，使二次电路正确反映一次系统的正常运行和故障情况。

关键词：电流互感器分类接线方式一、电流互感器的主要技术数据（－）电流互感器分类（1）电流互感器按用途可分为两类：一是测量电流、功率和电能用的测量用互感器；二是继电保护和自动控制用的保护控制用互感器。

（2）根据一次绕组匝数可分为单匝式和多匝式（3）根据安装地点可分为户内式和户外式（4）根据绝缘方式可分为干式、浇注式、油浸式等。

（5）根据电流互感器工作原理可分为电磁式、光电式、电子式等电流互感器。

（二）电流互感器的型号规定目前，国产电流互感器型号编排方法规定如下：产品型号均以汉语拼音字母表示，字母含义及排列顺序见表4-l所示（三）电流互感器的主要参数1．额定电流变比额定电流变比是指一次额定电流与二次额定电流之比,额定电流比一般用不约分的分数形式表示。

额定电流，就是在这个电流下，互感器可以长期运行而不会因发热损坏。

当负载电流超过额定电流时，叫作过负载。

2．准确度等级国产电流互感器的准确度等级有0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、3.0、5.0、0.2S 级及0.5S级。

3．额定容量电流互感器的额定容量，就是额定二次电流I2e通过二次额定负载Z2e时所消耗的视在功率S2e。

4．额定电压是指一次绕组长期能够承受的最大电压（有效值），它只是说明电流互感器的绝缘强度，而和电流互感器额定容量没有任何关系。

5．极性标志（1）一次绕组首端标为L1，末端标为L2。

当一次绕组带有抽头时，首端标为L1，自第一个抽头起依次标为L2，L3……（2）二次绕组首端标为K1，末端标为K2。

当二次绕组带有中间抽头时，首端标为K1，自第一个抽头起以下依次标志为K2，K3……（3）对于具有多个二次绕组的电流互感器，应分别在各个二次绕组的出线端标志“K”前加注数字，如1K1，1K2，1K3……；2K1，2K2，2K3……（4）标志符号的排列应当使一次电流自L1端流向L2端时，二次电流自K1流出，经外部回路流回到K2。

电流互感器容量选择电流互感器の容量，主要是根据电流互感器使用の二次负载大小来定，电流互感器の二次负载主要和其二次接线の长度和负载有关。

一般来说二次线路长の，要求の容量要大一些；二次线路短の，容量可选の小一点。

电流互感器の容量一般有5VA-50VA，对于短线路可选5VA，一般稍长の选20VA或30VA，特殊情况可选の更大一些。

电流互感器容量の选择要复合实际の要求，不是越大越好，只有选择の二次容量大小接近实际の二次负荷时，电流互感器の精度才较高，容量偏大或偏小都会影响测量精度。

考虑是安装在配电柜上，就要看测量单元（电度表或综合保护装置）和互感器の距离了，如果测量单元是在距离较远の综控室，则一般选择20VA或30VA，如果测量装置也是装在配电柜上の，则选5VA 或10VA就可以满足要求。

建议按三个方面综合考虑：1、根据负荷电流の大小选择变比，一般按照60-80の%额定电流选择比较理想；2、计量用の互感器就选精确度高点（0.5级足矣），测量用の可以更低点；3、根据配电柜の布局选择穿心式或普通式互感器，强烈建议使用普通式，穿心式の固定支撑问题一直做の不太可靠，如果布局实在狭小也只好用穿心式了；另外提醒注意以下几点：1、有多个二次绕组の电流互感器一定要把闲置の二次接线端用铜芯线牢固の短接起来；2、切记严禁在电流互感器二次侧安装保险、空气开关之类の保护元件；3、必须在停电后才能在电流互感器上作业，千万不要带电拆、装电流互感器；4、第一次带电时最好不要带负荷，即使接错线了造成の危害会小很多；5、电流互感器出现开裂、变色、变形、发热等现象时立即切断电源，不要扛。

电流互感器二次容量の计算及选择1 引言电流互感器在电力系统中起着重要の作用，电流互感器の工作原理类似于变压器，它将大电流按一定比例变为小电流，提供各种仪表使用和继电保护用の电流，并将二次系统与高电压隔离。

它不仅保证了人身和设备の安全，也使仪表和继电器の制造简单化、标准化，提高了经济效益。

互感器 第10部分：低功率无源电流互感器的补充技术要求1 范围GB/T 20840的本文件是产品标准，仅包括低功率无源电流互感器的补充技术要求。

低功率无源电流互感器的产品标准包括GB/T 20840.1，GB/T 20840.6和具有特定要求的本文件。

本文件适用于额定频率为15 Hz～100 Hz、供电气测量仪表或继电保护装置使用的新制造的模拟量输出的低功率无源电流互感器。

本文件包含用于测量或保护的低功率无源电流互感器，以及用于测量和保护的多用途低功率无源电流互感器。

5.6.1003条款包含与电气测量仪表一起使用的低功率无源电流互感器所必需的准确度要求。

5.6.1004条款包含与电气继电保护装置一起使用的低功率无源电流互感器所必需的准确度要求，特别是以电流达到额定电流数倍时仍保持其准确度为主要要求的保护方式。

如有要求，5.6.1004还给出了故障期间低功率无源电流互感器的暂态准确度。

低功率无源电流互感器仅有模拟电压输出（对于数字输出或使用任何类型的有源电子元器件的技术参考GB/T 20840.8）。

这样的低功率无源电流互感器可以包括二次信号电缆（传输电缆）。

附录10E给出了使用空心线圈（罗戈夫斯基线圈）的导数型低功率无源电流互感器的工作原理，附录10F给出了使用集成并联电阻的铁芯线圈的比例型低功率无源电流互感器的工作原理。

2 规范性引用文件下列文件中的部分或全部内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。

其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T 20840.6-2017的第2条与下列增补的内容均适用：GB/T 762，标准电流等级GB/T 3954 电工圆铝杆GB/T 5585.1 电工用铜、铝及其合金母线 第1部分：铜和铜合金母线GB/T 20840.2-2014 互感器 第2部分：电流互感器的补充技术要求GB/T 20840.6-2017 互感器 第6部分：低功率互感器的补充通用技术要求GB/T 20840.7 互感器第7部分：电子式电压互感器GB/T 20840.8 互感器第8部分：电子式电流互感器3 术语和定义GB/T 20840.1和GB/T 20840.6界定的以及下列增补的术语和定义适用于本文件。

电流互感器容量选择电流互感器的容量,主要是根据电流互感器使用的二次负载大小来定,电流互感器的二次负载主要和其二次接线的长度和负载有关. 一般来说二次线路长的，要求的容量要大一些；二次线路短的,容量可选的小一点。

电流互感器的容量一般有5VA—50VA，对于短线路可选5VA，一般稍长的选20VA或30VA,特殊情况可选的更大一些。

电流互感器容量的选择要复合实际的要求，不是越大越好，只有选择的二次容量大小接近实际的二次负荷时，电流互感器的精度才较高,容量偏大或偏小都会影响测量精度。

考虑是安装在配电柜上，就要看测量单元（电度表或综合保护装置)和互感器的距离了，如果测量单元是在距离较远的综控室，则一般选择20VA或30VA,如果测量装置也是装在配电柜上的，则选5VA或10VA就可以满足要求。

建议按三个方面综合考虑：1、根据负荷电流的大小选择变比，一般按照60—80的％额定电流选择比较理想;2、计量用的互感器就选精确度高点(0.5级足矣），测量用的可以更低点；3、根据配电柜的布局选择穿心式或普通式互感器，强烈建议使用普通式，穿心式的固定支撑问题一直做的不太可靠，如果布局实在狭小也只好用穿心式了；另外提醒注意以下几点：1、有多个二次绕组的电流互感器一定要把闲置的二次接线端用铜芯线牢固的短接起来；2、切记严禁在电流互感器二次侧安装保险、空气开关之类的保护元件；3、必须在停电后才能在电流互感器上作业,千万不要带电拆、装电流互感器；4、第一次带电时最好不要带负荷，即使接错线了造成的危害会小很多；5、电流互感器出现开裂、变色、变形、发热等现象时立即切断电源，不要扛。

电流互感器二次容量的计算及选择1 引言电流互感器在电力系统中起着重要的作用，电流互感器的工作原理类似于变压器，它将大电流按一定比例变为小电流，提供各种仪表使用和继电保护用的电流,并将二次系统与高电压隔离.它不仅保证了人身和设备的安全,也使仪表和继电器的制造简单化、标准化，提高了经济效益。

电子式互感器调试工具使用说明1.1 合并单元与电脑交互设置电子式互感器调试时，首先将合并单元前面板串口与电脑串口相连，打开UDM人机交互工具UDMHMI，出现如图所示界面：点击“读取”按钮，弹出如下对话框：点击“打开”按钮，弹出如下信息，显示了此台合并单元的模件情况，表明此刻系统连接正常。

点击左侧“模件配置”按钮。

在“槽位地址”一栏中填写“0x1D”，点击“读取参数结构”，弹出如下界面。

至此，可以对合并单元读取和下载各种配置。

1.2 通道映射配置点击下拉框，选中“参数页2”，进行通道映射的配置。

电子式互感器通道配置关系如下表所示，其中，R1~R7为合并单元AI板光纤接口标记，1,2,3为一个光纤接口传入的3个通道。

对于独立支柱式的电子式互感器，电子式电流互感器其光纤传送通道依次为保护1、保护2及测量通道，电子式电压互感器仅用了第3通道。

对于GIS用电子式互感器，电子式电流互感器其光纤传送通道依次为保护1、保护2及测量通道，电子式电压互感器仅用了第1和第2通道。

若电子式互感器光纤出口接入合并单元AI板光纤口“R1”，需要将其中的第3通道显示在合并单元映射通道1中，则在“参数名称”一栏中“通道1映射”对应的“当前值”一栏填入“20”。

其他通道设置方法与此相同。

映射合并单元AC通道时，此时需要注意的是，AC板当前值通道映射值从0开始，因此，其当前值=实际物理通道数-1。

如实际使用AC板上第3路物理通道，则需要填写的相应当前值为2。

将所需通道均配置好后，点击“下传参数值”，将配置参数下传至合并单元。

1.3 通道一次变比参数设置点击下拉框，选中“参数页5”，进行通道一次变比的配置。

对于独立支柱式的电子式互感器，电子式电流互感器保护通道一次变比为“额定一次电流值/0.2*1000”，测量通道一次变比为“额定一次电流值/1.75*1000”。

电子式电压互感器通道一次变比为“额定一次电压值/4*100”。

对于GIS用电子式互感器，电子式电流互感器保护通道一次变比为“额定一次电流值/0.2*1000”，测量通道一次变比为“额定一次电流值/1.75*1000”。

全光纤电流互感器中的TEC温控模块电路设计郭震; 宋一丁; 闫志辉【期刊名称】《《自动化仪表》》【年(卷),期】2019(040)012【总页数】5页(P41-45)【关键词】半导体激光器; 半导体热电制冷器; 温度控制; PID; ADN8834【作者】郭震; 宋一丁; 闫志辉【作者单位】许继电气技术中心河南许昌 461000【正文语种】中文【中图分类】TH710 引言随着电力系统的快速发展，电网电压等级大幅提高、传输功率的不断增大，传统的电磁式电流互感器由于其易饱和、故障响应时间慢、动态范围及频响范围小等缺点，在继电保护中的局限性日益凸显。

一种新型的全光纤电流互感器以其体积小、质量轻、测量范围大、频率响应宽、抗电磁干扰性能强等优点，将成为电子式电流互感器发展的重要方向。

全光纤电流互感器是基于Faraday磁光效应进行电流测量的。

其中，半导体激光器(laser diode,LD)是全光纤电流互感器中的核心器件。

其工作温度的稳定性与否对于光输出至关重要，将直接影响一次侧电流的采样精度。

因此，必须设计对LD进行温度控制的硬件电路模块，以保证全光纤电流互感器的正常工作。

1 激光器温度控制原理本文中用于温控的半导体激光器，采用的是北京世维通公司生产的型号为SPF0400的光器件。

该光器件内部集成了激光二极管、半导体热电制冷器(thermoelectric cooler，TEC)和负温度系数的热敏电阻。

其中：TEC是电流驱动型器件，可由压控电流源驱动。

该光器件上的压控引脚为温控电路模块提供专用的硬件接口。

TEC的工作原理是利用半导体材料的帕尔贴效应[1-2]，即当直流电流通过两种半导体材料组成的电偶时，电偶的两端会出现一端吸热、一端放热的现象。

LD内部热电制冷器结构如图1所示。

图1 LD内部热电制冷器结构示意图Fig.1 Schematic diagram of the thermoelectric cooler in LDTEC的电偶臂为重参杂碲化铋的P型和N型半导体材料，使用导电和导热性都比较好的导电基片使之串联成一个单体。

附件1111 防止互感器损坏事故为防止互感器损坏事故，应认真贯彻《预防110（66）kV～500kV互感器事故措施》(国家电网生[2004]641号)、《110（66）kV～500kV互感器技术监督规定》(国家电网生技[2005]174号)、《预防倒立式SF6电流互感器事故措施》(国家电网生技[2009]80号)、《预防油浸式电流互感器、套管设备故障补充措施》(国家电网生技[2009]819号)、《国家电网公司关于印发防止变电站全停十六项措施(试行)的通知》(国家电网运检[2015]376号)、《输变电设备状态检修试验规程》(Q／GDW1168－2013)、《电网设备技术标准差异条款统一意见》、《国家电网公司三十项变电反事故措施》、《提升GIS运行可靠性100项措施》等标准及其它有关规定，并提出以下重点要求：11.1 防止各类油浸式互感器事故11.1.1 设计阶段应注意的问题11.1.1.1 油浸式互感器应选用带金属膨胀器微正压结构。

11.1.1.2 油浸式互感器制造商应根据设备运行环境最高和最低温度核算膨胀器的容量，并应留有一定裕度。

11.1.1.3 油浸式互感器的膨胀器外罩应标注清晰耐久的最高（MAX）、最低（MIN）油位线及20℃的标准油位线，油位观察窗应选用具有耐老化、高透明度的材料。

油位指示器应采用荧光材料。

11.1.1.4 制造商应明确倒立式电流互感器的允许最大取油量。

11.1.1.5 所选用电流互感器的动热稳定性能应满足安装地点系统短路容量的远期要求，一次绕组串联时也应满足安装地点系统短路容量的要求。

11.1.1.6 220kV及以上电压等级电流互感器必须满足卧倒运输的要求。

11.1.1.7 互感器的二次接线端子应有防转动措施。

11.1.1.8 电容式电压互感器中间变压器高压侧对地不应装设氧化锌避雷器。

11.1.1.9 电容式电压互感器应选用速饱和电抗器型阻尼器，并应在出厂时进行铁磁谐振试验。

电子科技大学毕业设计（论文）论文题目：电流互感器常见故障分析及检验方法介绍摘要电力系统中广泛采用的是电磁式电流互感器，电流互感器由闭合铁芯和绕组组成。

依据电磁感应原理工作，电流互感器作为一种特殊的变压器，通过串接在测量仪表之中保护电路，广泛应用于电力系统测量研究、仪表测量、自动装置和继电器保护系统中。

电流互感器在工作状态下，始终呈闭合形式，只有当电网电压和电流超过预设值时，电能表和其他测量仪表通过互感器接入电网系统之中继而保护电力设备并进行其他测量。

本文主要就实际工作中遇到的电流互感器问题进行分析，同时结合目前状态检修工作中的电流互感器检验项目和试验方法进行分析，从而找到解决问题的方法，为今后的安全工作提供有效的保证，也希望对相关工作人员有所参考。

关键词电流互感器常见故障检验方法AbstractElectric current transformer is widely used in electric power system, and the current transformer is composed of closed core and winding. According to the principle of electromagnetic induction, current transformer is a special kind of transformer, which is widely used in electric power system measurement, instrument measurement, automatic device and relay protection system. Current transformer in the working state, always in a closed form, only when the power grid voltage and current exceeds the preset value, the electric energy meter and other measuring instruments through the transformer access to the power system of the power equipment and other measurement. This paper mainly analyzes the current transformer problems encountered in practical work, and combined with the current transformer test project and test method in the current condition based maintenance work to find a way to solve the problem, and provide an effective guarantee for the safety work in the future.KEY WORD：Method of common fault test for current transformer目录第一章绪言...........................................................错误!未定义书签。

电流互感器(CT)，也有简称TA和LH的，它是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获取电气一次回路电流信息的传感器，CT将高电流按比例转换成低电流，即5A，CT一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表、继电保护等；主要是电磁式的，另有非电磁式的，如电子式、光电式。

在测量交变电流的大电流时,为便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流（我国规定电流互感器的二次额定为5A），另外线路上的电压都比较高如直接测量是非常危险的。

电流互感器就起到变流和电气隔离作用，电流互感器就是升压(降流)变压器. 它是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获取电气一次回路电流信息的传感器，电流互感器将高电流按比例转换成低电流，电流互感器一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表、继电保护等。

1次侧只有1到几匝，导线截面积大，串入被测电路。

2次侧匝数多,导线细,与阻抗较小的仪表(电流表/功率表的电流线圈)构成闭路。

电流互感器的运行情况相当于2次侧短路的变压器，一般选择很低的磁密(0.08-0.1T),并忽略励磁电流，则I1/I2=N2/N1=k。

电流互感器一次绕组电流I1与二次绕组I2的电流比，叫实际电流比励磁电流是误差的主要根源。

0.2/0.5/1/3,1表示变比误差不超过1%。

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第二个字母：F——风压式；M——母线式(穿芯式)。

目 次前言1范围2规范性引用文件3术语、定义和符号3.1电流互感器术语和定义3.2电压互感器术语和定义3.3符号4电流互感器应用的一般问题4.1基本特性及应用4.2电流互感器的配置4.3一次参数选择4.4二次参数选择5测量用电流互感器5.1类型及额定参数选择5.2准确级选择5.3二次负荷选择及计算6保护用电流互感器6.1性能要求6.2类型选择6.3额定参数选择6.4准确级及误差限值6.5稳态性能验算6.6二次负荷计算7TP类保护用电流互感器7.1电流互感器暂态特性基本计算式7.2TP类电流互感器参数7.3TP类电流互感器的误差限值和规范7.4TP类电流互感器的应用7.5TP类电流互感器的性能计算8电压互感器8.1分类及应用8.2配置和接线8.3一次电压选择8.4二次绕组和电压选择8.5准确等级和误差限值8.6二次绕组容量选择及计算8.7电压互感器的特殊问题附录A（资料性附录） TP类电流互感器的暂态特性附录B（资料性附录） 测量仪表和保护装置电流回路功耗附录C（资料性附录） P类或PR类电流互感器应用示例附录D（资料性附录） TP类电流互感器应用示例附录E（资料性附录） 电子式互感器简介前 言随着超高压系统的发展和电力体制的改革，继电保护系统和测量计费系统对电流互感器和电压互感器提出了许多新的和更严格的要求，现有的选择和计算方法已不能适应。

为了规范电流互感器和电压互感器的选择和计算方法，统一对产品开发的技术要求，解决设计应用存在的问题，特制定此标准。

有关电流互感器和电压互感器的国家标准和行业标准对互感器的技术规范和订货技术条件作了规定，本标准是对电力工程中如何选定这些规范和需要进行的相应计算方法作出规定，并对新产品开发提出要求。

本标准主要适用于工程广泛使用的常规电流互感器和电压互感器。

对于新开发的尚未普遍应用的新型电子式互感器，仅在附录中给出简要介绍。

本标准的附录均为资料性附录。

本标准由中国电力企业联合会提出。