电子式电流互感器数字校验仪设计

电流互感器设计：CT在大多数开关电源中，电流互感器将会指出趋势、变动或者峰值，而不是绝对数量。

在准确度不是是最主要的情况下，可以采用非常简单的设计和绕线技术。

优点：良好的信噪比，控制与被监测线路之间隔离，良好的共模抑制，在大电流中不会引入过大的功率第一种类型，单向电流互感器第二种类型，交流电流互感器，不能存在有直流分量。

第三种类型，反激式电流互感器，在电流脉冲非常窄的情况下是特别有用。

第四种类型，直流电流互感器，能够用来测量大电流直流输出电路的电流，且损耗很低。

对于电流互感器需要较大的电感、较小的磁化电流以及较准确的测量。

在限流的应用中，10%的磁化电流是一个典型的设计限制值。

这个磁化效应在单向电流互感器最容易表现单向电流互感器设计步骤1计算（或观察）在电流信号波形的顶部，被测量的原边峰值电流和斜率 di/dt。

步骤2在一定大小的电流值下，选择电流互感器副边电压值（应该尽可能低，且包括二极管压降，典型地步骤3 选择高导率磁芯材料（易获得大电感量）低的剩磁 Br 和初始尺寸。

电流互感器初级绕组的电流 ip 与次级电流 is 成正比为了使检测电流转换成电压，可在 Ns 线圈连接一个电阻 Rs，Rs 两端的电压 Vrs 与 ip 成正比，即电流互感器的绕制公式 ip*Np = is * Ns = 安*匝初级电流 ip [A]初级匝数 Np次级电流 is[A]次级匝数 Ns101100通常 Ns 在 200 以上0.000.10#DIV/0!通常线径 > 0.127mm(36AWG)应用电路电参数副边负载电阻值 R2 =2Ω二极管正向压降 VD =0.6V二极管反向耐压 =50V电压降会影响磁芯复位时间加长电阻上产生的电压(检测输出) Vrs =0.200V在初级绕组上产生的电压降 Vp =0.008V注意：此迅速恢复的磁心允许正激磁复位放电电阻 R1 =500Ω很清楚，选择R1的值以得到必需的上的反向反激电压大电流中不会引入过大的功率损失。

CT设计计算说明I1n-----额定一次电流I2n-----额定二次电流A S----铁芯截面积;cm2L C----平均磁路长;cmN K----控制匝数N L----励磁匝数r2-----二次绕组的电阻L2*N2r2=ρ55 ，ΩS2式中ρ55-----导线在55℃时的电阻系数, Ω·mm2/m，铜导线ρ55=0.02 ; ρ75=0.0214 L2-------二次绕组导线总长, m ;N2-------二次绕组匝数;S2--------二次绕组的导线截面积, mm2 。

X2----二次绕组的漏电抗; X2选取当I1n≤600A 时X2≈0.05～0.1ΩI1n≥600A 时X2≈0.1～0.2ΩZ2 ----二次绕组组抗Z2=√r22+ X22U2 ----二次绕组组抗压降U2=I0×Z2; VU0 ----二次绕组端电U0=U2+E2JG; VE2JG----二次极限感应电势;V(IN)1n------额定一次安匝(IN)2n------额定二次安匝N1n---------一次绕组额定匝数N2n---------二次绕组额定匝数W2n---------额定二次负荷标称值Z2n---------额定二次负荷; Z2n= W2n/ I2n2{例50(V A)/5(A)2=2}Z2min-------最小二次负荷; Z2min=1/4 Z2nR2n --------额定二次负荷有功分量; R2n=Z2n cosφ2=0.8Z2n,ΩR2min ------最小二次负荷有功分量; R2min=Z2min cosφ2=0.8Z2min,ΩX2n --------额定二次负荷的无功分量;X2n=Z2n cosφ2=0.6Z2nX2min ------最小二次负荷的无功分量;X2min=Z2min cosφ2=0.6Z2minR2ε--------二次回路总电阻; R2ε= r2+R2n;ΩR2εmin ------二次回路最小电阻; R2εmin= r2+R2min;ΩX2ε--------二次回路总电抗; X2ε=X2+X2n;ΩX2εmin ------二次回路最小电抗; X2εmin= X2+X2minn;Ωα----------二次回路阻抗角; α= arctg X2ε/ R2ε= tg -1(X2ε/ R2ε)；（ο)α----------二次回路阻抗角; α= arctg X2εmin/ R2εmin= tg -1X2εmin/ R2εmin；（ο) Z2ε--------二次回路总阻抗; Z2ε=√R2ε2+X2ε2;ΩZ2εmin-------二次回路总阻抗; Z2εmin=√R2εmin2+X2εmin2;ΩI1/ I1n(%) 额定一次电流百分数对准确级为0.1∽1级额定二次负荷时列 5 ,20 ,100 ,120 ;四个数最小二次负荷时列120 一个数对准确级为3或5级额定二次负荷时列50, 120 二个数最小二次(IN)0---负荷时列120 一个数对保护级只在额定二次负荷时列100 一个数I2--------对应额定一次电流百分数的二次电流E2------与二次电流相对应的二次绕组感应电势E2=I2Z2ε或E2=I2Z2εmin , VB------对应不同E值的铁芯磁通密度45×E2B= ,T 1T(特斯拉)=104GS(高斯)N2n×Ac(IN)0/cm---单位长度的励磁磁势根据磁通密度B按选定铁芯材料的磁化曲线查出(IN)0----铁芯总的励磁磁势(IN)0=(IN)0/cm×L Cθ(ο)----铁芯的损耗角,跟据磁通密度B或单位长度的励磁磁势(IN)0/cm由磁化曲线查出。

辽宁
交流稳压器稳压 ，“ 削顶 ”更重 ，３ 次谐波成 分更大。电网本身负载或经稳压器 输出
的 负 载 越 大 ， 真 越 大 。 检 测 ， 电 的波 形 失 真 约 为 １ 失 经 市 ％～４ 经 稳 压 后 可 达 ６ ％， ％。
因互感器所需功率较 大， 改善测试信号 的失真较 难 ， 只好 对校验仪提 出抑制谐波 故
２ ，谐 波抑制 能力的检 测方法
“ 程 ） 定 的检 测 方 法 是 ：差 值 回路 与 谐 波 源 连 接 ，谐 波 信 号 为 等量 的 ３次 规 ）规
谐波和 ５ 谐波叠加 ，信 号强度 调节到使仪器的测量读数 达到满度值的 １ ５ 次 ／ ，然后
改 用 工 频 信 号 输 入 ，使 其 强 度 也 达 到 满 度 值 的 ｌ ５ ／ ，两 次 信 号 有 效 值 之 比用 分 贝 表 示 ，所 得 结 果 应 符 合第 四 条 规 定 。这 个 方 法 好 像 也 欠 妥 。
的要求 。
《 Ｊ ６ —１９ 互感器校验 仪国家检定规程》 （ ＪＧ１９ ９ ３ 以下 简称 《 规程》 ）要求检测 电
源 的波形失真不大于 ５ ％，从 理 论 上 讲 ，５ ％的 ３ 谐 波 对 检 波 器 最 大 可 能 引 入 的 平 次
均波形 误差为 ５ ％÷３ ．％。 ＝１ ７ 从仪器工作原理分析和计算 ， 波形失真 对相 位分离的 影 响比对检 波 电路要大 ，在最不利的情况可 能会达 到失真度 ，即 ５ ％的失真 ，可能 产生５ ％的测量误差 。检 波 电路引入的误差主要影 响比差 ，而相位 分离引入的误差 主要影 响角差。交叉影响也存在 ，但 根据分析和实验 ，相对小一 些。 几年来计量人 员做过 多次 实验 ，实验结果都证明 ：５ ％的失真 ，最大可引入的 相位误 差不 超过 ３ ％，而检波 电路引入的误 差更小 。这就是说比上面 分析 和计算的 误差都小些 。这不难理 解 ，因为测试信号含有少量高次谐 波，谐波次 数越高 ，检波 电路 引入 的误 差越小 ， 而且 更为重要的是 ， 较难产 生其 谐波相对基波 的相位正 好能 使校验仪 的检波 误差和相位误差达到上述理 论极限值的失真波形 。 谐 波失 真对相位分离的影 响巳成 为主要矛盾。 相位分离 电路不同 ， 响也 会不 影

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价值 工程
浅 析 互感 器 校验 仪 的使 用 技术 要点
Ａｎａ ｙ ｉ ｎ ｉ ｇ Ｔｅ ｈｎ ｃ ｌＰｏ ｎ ｓｏ ａ ｆ ｒ ｒ Ｃａ ｉ ａ ｏ ｌ ｓｓｏ Ｕｓｎ ｃ ｉ ａ ｉ ｔ ｆ Ｔｒ ｎｓｏ ｍｅ ｌｂｒ ｔ ｒ
刘 峰 屹 ＬｕＦ ｎ ｙ；Ｉ ＬｕＹａ ｇ 史 皆鹏 Ｓ ｉ ｉｐ ｎ ｉ ｅ ｇｉＸ 洋 ｉ ｎ ； Ｊ ｈ ｅｅ ｇ Ｊ
的 匝数 很 高 ， 带 额 定 电流 工 作 的 条 件 下 ， 旦 发 生 次 级 开路 ， 会 在 一 将 １ 影 响 互 感器 误 差 的 因 素 １１电流频 率 电流频率的变动对误差的影 响比较复杂 ，一般 在次级绕组上产 生很高的开路 电压 ， ． 严重危及设备与人身安全。因 系统频率变化甚小 ， 其影响可忽略不计。 例如额定频率为 ５ Ｈｚ ０ 的电 此 ， 在做 电流互感器试验 时， 要禁止其在额 定电流下发生开路。 流互感器用于 ６ Ｈ ０ ｚ的系统中， 就应 当考虑频率的影响 ， 因为频率 变 ２７线路灵敏度 在使用 互感器校验仪进行检定 或测量时 ， ＿ 应 动 不 但 影 响铁 芯损 耗 、 通 密 度 和 线 圈 漏 抗 的大 小 ， 同 时 影 响 了 该保证测量线路达到足够的灵敏度 。为此 ， 磁 也 要在试验过程 中检查线 路 灵敏 度 是 否 恰 当。 对 于 谐 振 式检 流 计 还 要 随 时 调 谐 ， 试 验 时 应 在 二 次侧 负 载 电抗 值 。 １ ． 载 阻抗 值 当一 次 电流 在 规 定 的 范 围 内 变化 时 ，二 次 电 逐 步 提 高 其 灵 敏 度 档 次 ， 至线 路 灵敏 度 达 到 要 求 ， 其 灵 敏 度 达 ２负 直 使 流按 比例 变化 ， 当二 次 负 载 阻 抗 在 规 定 范 围 内变 化 时 ， 影 响 二 次 到 最 大 。 不 电流 ， 以 当二 次 负载 在 额 定范 围 内减 少 时 ， 通 密 度 也 减 少 ， 所 磁 由于 ２８ 退磁 检 查 如 电流 互 感器 在 大 电流 情 况 下 突然 切 断 电源 、 ． 二 次 电流 不 变 ， 励磁 电流 减 小 ， 般 会 标 明额 定 二 次 负载 阻 抗值 ， 一 在 二次绕组突然开路等。 互感器铁芯有剩磁 ， 使铁芯磁 导率下降 ， 影响 运行 中其 误 差应 按 给 定 接 线 方式 下 的最 大二 次 负 载 阻抗 值 来 校核 。 互感器性能。长期使用后的互感器都应该退磁。互感器检验前也要 １ 。 ３饱和倍数 二次负载 的功率 因数增大 ，角差将增 大而 比差 退磁 。退磁就是通过一次或二次绕组以交变的励磁 电流 ， 给铁芯以 将减 少。对于饱和倍 数而言 ， 饱和倍 数是指功率因数为 ０８时的饱 交变的磁场。从零开始逐渐加大交变的磁 场使铁芯达到饱和状态 ， ． 以消除剩磁 。 对于 电流互感器退磁 ， 和倍 数 ， 此值相 当于 的饱和倍数 的” 小值 ” 因此功率 因数无论增 然后再慢慢减小励磁 电流到零 ， 极 ， 次 绕 组 开 路 ， 次绕 组通 以 工 频 电 流 ， 零 开 始 逐 渐 增 加 到 一 定 二 从 大 或减 ／ ， 和倍 数都 增 大 。 Ｊ饱 、 ２ 互 感校 验 仪 的使 用 技 术 要点 的 电流 值 。 后 再 将 电流 缓 慢 降 为 零 ， 此 重复 ２ ３次 。 断开 电源 然 如 － 在 应 才 ２１实 验 室 合理 布局 在 互 感 器 校 验 仪 的 实 验室 里 ，对 有 关测 前 ， 将 一 次绕 组 短 接 ， 断 开 电 源。铁芯 退 磁 完 成 。由于 一 次绕 组 ． 量设备和供电设备 ，甚至对大 电流 的载流导线要进行合理布局 ， 否 的最 大 电流 有 限 制 ， 大 的话 可 能烧 坏 一 次 绕 组 。如 果 接 有 负 载 的 过 则 ， 使 互感 器 校 验 仪产 生 较 大误 差 。因此 ， 少 要让 互 感 器 校 验仪 二 次绕 组 产 生 电压 不是 过 高 的 话 ，可 以加 大二 次绕 组 的 负 载 电阻 ， 将 至 可 以进 步 提 高 退磁 效 果 。 离开升流器与大电流导线不少于 １ ０米的距离。 ２２接 线 极 性 准 确 在 将 标 准 互 感 器 与 被检 互感 器 连 接 到 互 感 ＿ ２９互感 器 误 差 试 验 互 感器 误差 试 验 一 般 采 用 被 测 互 感 器 与 ． 器校 验 仪 时 ， 必须 保证 接 线 的极 性正 确 。 则 ， 取 差 电路 取 得 的信 标 准 互 感 器 进 行 比较 ，两 互 感 器 的 二次 电流 差 即 为 被 测 互 感 器 误 否 从 号 有 可能 不 是 两个 电流 （ 电压 ） 差 ， 是 两 个 电流 ｆ 电压 ） 和 ， 差 。此 种 检 验 方法 称 比较 法 。标 准 互感 器 要 求 比被 测 互 感 器高 出二 或 之 而 或 之 易 将 互感 器校 验 仪 烧 坏 。 个 等 级 ， 时标 准 互 感 器 误 差 可 忽 略不 计 。 若 标 准 互 感器 比被 测 互 此 ２３选 择 合 理 的 接 地 点 接 地 是 减 小 泄 漏 电流 影 响 的 一 种 方 感器只高一个等级 ，此时试验结果误差应考 虑加上标准互感器误 ． 法 。 在采 用 互 感器 校 验 仪 进行 互 感 器 的检 定 或 阻抗 导 纳 的测 量 时 ， 差 。 测 互感 器 与 标准 互感 器 的 二 次 电流 差 一 般 采 用互 感 器校 验 仪 被 无 论 对于 电流 互感 器 还 是 电压 互 感 器 ， 要 考 虑 将 互 感 器 校 验 仪 的 进 行 量 。 接从 互 感 器 校 验 仪上 读 出比值 差 ， 位 差 。 都 直 相 由于 互感 器 校 电路 始终 处 于 低 电位 状 态 ， 小 其对 地 的 泄 漏 电流 。 减 验仪测量 的是被测量互感器与标； 隹互感器 电流差与二次 电流 的比 ２４量 程 选 择 准 确 互 感 器 校 验 仪 的 功 能 较 多 ，在 使 用 时 一 定 值 ， 以对 互 感器 校 验 仪 的 要 求 不 高 。标 准 互 感 器 是 互 感器 校 验 系 ． 所 要 把 功 能 开 关 选 对 ， 程 要 选 择 ； ， 则 容 易 引起 不 必 要 的 人 为 统 的关键核 心。 量 隹确 否 对被测互感器进行校验， 除了标准互感器 、 互感器校 故障。 由于互感器校验仪在每个量程的不同工作点进行检定或测量 验仪还 要有给互感器提供一次 电流 的升流器 ， 以调 节升流器 电流 可 时 ， 本 身产 生 的 测 量误 差 是 不 等 的 ， 般 来 说 ， 作 点 越 接 近 测量 的调压 器 及 负载 。 其 一 工 满 刻度 ， 则其 测 量 误 差越 小 。 故 为 了尽 量 减 小 由互 感 器 校 验 仪 产 生 ３ 总 结 语 随着 我 国对 互 感器 研 究 的深 入 ， 感 器 校 验 仪 可 以很 好 的满 足 互 的 测量 误 差 ， 该 尽 量使 其 工 作 在每 个 量 程 的 半 满度 以上 。 应 ２５ 负 载 选 择 匹 配

HJ 三相电能表现场校验仪的使用说明书www.www.whdldqjcsb whdldqjcsb .com 尊敬的顾客感谢您购买本公司HJ 三相电能表现场校验仪。

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�安全要求请阅读下列安全注意事项，以免人身伤害，并防止本产品或与其相连接的任何其它产品受到损坏。

为了避免可能发生的危险，本产品只可在规定的范围内使用。

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—防止火灾或人身伤害使用适当的电源线。

只可使用本产品专用、并且符合本产品规格的电源线。

正确地连接和断开。

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产品接地。

本产品除通过电源线接地导线接地外，产品外壳的接地柱必须接地。

为了防止电击，接地导体必须与地面相连。

在与本产品输入或输出终端连接前，应确保本产品已正确接地。

注意所有终端的额定值。

为了防止火灾或电击危险，请注意本产品的所有额定值和标记。

在对本产品进行连接之前，请阅读本产品使用说明书，以便进一步了解有关额定值的信息。

品。

目录一、概述1二、主要功能和特点2三、技术指标2四、面板说明3一、概述尊敬的用户，非常欢迎您选购我们为您生产的HJ三相电能表现场校验仪，该现场校验仪是专门为现场校验单、三相有功和无功感应式和电子式电能表以及其它多种电工仪表而设计开发的一款便携式设备。

电气工程中的电流互感器规范要求与准确度校验电流互感器（Current Transformer，CT）是电气工程中一种常用的测量仪器，用于测量高电流系统中的电流，将其转换为适合测量的电流值。

在实际应用中，电流互感器需符合一定的规范要求，并经过准确度校验，以确保其测量结果的可靠性和精度。

一、电流互感器的规范要求1. 结构设计要求电流互感器的结构设计应符合以下要求：首先，应能有效地隔离高电压的穿越；其次，外壳和绝缘部件应具有足够的机械强度和耐电压能力，以保证设备的安全运行；最后，应具备耐高温和抗干扰的能力。

2. 电气参数要求电流互感器的电气参数要求主要包括额定电流、额定频率、准确度等。

额定电流是指互感器能正常工作的最大电流值，需根据实际应用中的电流范围进行选择；额定频率通常为50Hz或60Hz，根据所在地区的电力系统频率确定；准确度是衡量互感器测量结果与实际值偏差的重要指标，常用的准确度等级有0.1级、0.2级、0.5级等。

3. 安全与环境要求电流互感器在工作时应具备一定的安全性和环境适应能力。

例如，应具备防护措施，以保护工作人员免受电击和其他伤害；同时，还应具备一定的防水、防尘和防腐蚀能力，以适应不同的工作环境。

二、电流互感器的准确度校验电流互感器的准确度校验是确保其测量结果准确可靠的重要环节。

准确度校验应按照相关的检定标准和方法进行。

1. 校验设备准备校验设备包括稳压电源、电流源、标准电阻、多用表等。

在进行准确度校验前，需对校验设备进行校准和检定，确保其测量准确度满足要求。

2. 校验流程（1）连接互感器和校验设备：将互感器的一侧接入电流源，另一侧接入标准电阻，通过多用表测量电流互感器的输出电流。

（2）施加额定电流：根据互感器的额定电流进行调整，保持稳定。

（3）测量输出电流：使用多用表测量电流互感器的输出电流值。

（4）计算偏差：将测得的输出电流值与实际电流值进行比较，计算测量偏差。

（5）判定准确度：根据准确度要求，判断电流互感器是否符合规定的准确度等级。

互感器校验仪试行检定规程JJG 169-76本检定规程由辽宁省计量检定所负责起草，经国家标准计量局于1976年3月12日批准，并自1976年12月1日起施行。

互感器校验仪试行检定规程本规程适用于新制的、使用中的和修理后的采用差值法原理，使用频率为50HZ的互感器校验仪的检定。

互感器校验仪除按本规程进行检定外，尚应符合国家标准和有关规定。

一检定项目1 使用中的仪器受检项目包括：(1)外观、滑线变阻器及转换开关的检查；(2)极性指示器；(3)内附伏安表；(4)仪器灵敏度；(5)仪器的基本误差。

2 新生产的仪器除按第1条规定检定外，应增加以下受检项目；修理后的仪器可按实际情况增加相应的受检项目。

(1)标度盘一致性；(2)标度盘符号的正确性；(3)仪器示值与工作电流的无关性；(4)仪器给外接互感器引入的负载；(5)仪器的绝缘电阻及绝缘强度。

二检定方法及要求3 检定工作应在下述环境进行：(1)环境温度应在10～30℃范围内；(2)周围空气的相对湿度在80%以下；(3)因外界电磁场影响而引起的误差，不应超过被检仪器允许误差的1/10。

外界电磁场的影响可用下述方法进行检查：被检仪器在额定工作电流(或电压)下，与检定装置处于任一平衡测量状态时，记下检定装置的读数。

然后，将被检仪器的工作电流(或电压)改变180°的相位，再重新将检定装置调节至平衡并记下读数。

这时，前后两次读数之差，不应超过被检仪器允许误差的1/5。

(4)电源的频率波动范围应在50±0.5HZ以内，电源波形的失真度应小于5%。

4 外观、滑线变阻器及转换开关的检查(1)仪器在外观上应有必要的标志，不应有一般性的缺陷，如端钮等零件损坏，标度盘不够清晰等；(2)对于带有滑线变阻器结构的仪器，在调节时不应有过分摩擦和接触不良的现象。

为了检查滑线变阻器电刷之接触性能，可将万用表接至仪器的滑线变阻器各回路，万用表的转换开关置于测量电阻的位置。

中华人民共和国国家计量检定规程JJG169-1993互感器校验仪Instrument Transformer Test Set1992—11—24发布1993—06—01实施国家技术监督局发布互感器校验仪检定规程Array verfication Regulation ofInstrument Transformer Test Set本检定规程经国家技术监督局于1992年11月24日批准，并自1993年6月1日起施行。

归口单位：国家高电压计量站起草单位：国家高电压计量站辽宁省计量测试技术研究所本规程技术条文由起草单位负责解释。

本规范主要起草人：刘庆余（辽宁省计量测试研究所）王乐仁（国家高电压计量站）参加起草人：杜汉玉（辽宁省计量测试研究所）王建（国家高电压计量站）目录一技术条件----------------------------------------------------（1）二检定条件----------------------------------------------------（1）三检定项目和检定方法-------------------------------------（2）四检定结果的处理和检定周期----------------------------（5）附录检定记录格式--------------------------------------------（6）互感器校验仪检定规程本规程适用于新制造、使用中和修理后的采用差值法原理且工作频率为50HZ的直角坐标型互感器校验仪（以下简称校验仪）的检定。

一技术要求1基本误差校验仪的基本误差不得超出下式给定范围：ΔX= + K ( X·a% + Y·a% +Dx)ΔY= + K ( X·a% + Y·a% +Dy) 式中：ΔX----同相分量基本误差允许值；ΔY----正交分量基本误差允许值；K----仪器常数；X----同相测量盘示值的绝对值；Y----正交测量盘示值的绝对值；Dx、Dy----测量盘最小分度值或量化值；a----校验仪准确度等级，分1，2，3三中。

ZL_DLYH0101.0510PCS-9250系列电子式电流电压互感器技术和使用说明书说明：此页为封面，印刷时必须与公司标准图标合成，确保资料名称、资料编号及其相对位置与本封面一致南瑞继保电气有限公司版权所有本说明书和产品今后可能会有小的改动，请注意核对实际产品与说明书的版本是否相符。

更多产品信息，请访问互联网：目录1概述 (1)1.1应用范围 (1)1.2型号和名称 (1)1.3引用标准 (2)1.4使用环境条件 (2)1.5主要技术参数 (2)2结构及工作原理 (4)2.1总体结构 (4)2.2电流传感器 (4)2.3电压传感器 (5)2.4数字变换器 (5)3外型尺寸及装配结构 (6)4与二次设备的接口 (8)5运输、安装及调试 (8)6维护 (9)PCS-9250系列电子式电流电压互感器技术和使用说明书1概述常规仪用互感器绝缘要求高，尺寸大，重量重，价格高；动态范围小，电流互感器有饱和现象；易产生铁磁谐振。

电子式互感器是仪用互感器的发展方向。

和常规仪用互感器相比，电子式互感器绝缘结构简单，体积小、重量轻、造价低；不含铁心，无磁饱和、铁磁谐振等问题；抗电磁干扰性能好；动态范围大，频率响应宽。

依据国家电网公司科学技术项目SP11-2001-01-13-01《电子式电压电流互感器的研制》、国家经贸委技术创新项目01BK-042《数字式电压电流互感器研制》，南京南瑞继保电气有限公司联合西安西开高压电气股份有限公司共同完成了《PCS-9250系列/363kV GIS用组合型电子式电流电压互感器》项目。

1.1应用范围PCS-9250系列电子式电流电压互感器与220kV六氟化硫气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）配套，是GIS的组成元件之一。

在额定电压为220kV、频率为50Hz的电力系统中，作为测量电流、电压，为数字化计量、测控及继电保护装置提供电流、电压信息的设备使用。

可用于户内及户外环境下。

目前，GIS中普遍采用铁芯式电流电压互感器，此类互感器存在动态范围小，在故障电流下易饱和，体积大，笨重，输出信号不能直接与数字化二次设备接口等缺点。

二、工作原理
低功率小铁心线圈原理示意图： 低功率小铁心线圈原理示意图：
二、工作原理
电子式电压互感器工作原理： 电子式电压互感器工作原理：
（1）电阻分压原理 电子式电压互感器采用电阻、阻容分压原理， 电子式电压互感器采用电阻、阻容分压原理， 其输出在整个测量范围内呈线性， 其输出在整个测量范围内呈线性，其原理图如 下：
二、工作原理
（2）阻容分压原理（GIS适用） 阻容分压原理（GIS适用） 适用 原理示意图如下： 原理示意图如下：
电容分压是通过将柱状电容环套在导电线路外面来实 现的， 现的，柱状电容环及其等效接地电容构成了电容分 压的基本回路。 压的基本回路。
二、工作原理
考虑到系统短路后，若电容环的等效接地电容上积 考虑到系统短路后， 聚的电荷在重合闸时还未完全释放， 聚的电荷在重合闸时还未完全释放，将在系统工作 电压上叠加一个误差分量， 电压上叠加一个误差分量，严重时会影响到测量结 果的正确性以及继电保护装置的正确动作， 果的正确性以及继电保护装置的正确动作，长期工 作时等效接地电容也会因温度等因素的影响而变得 不够稳定， 不够稳定，所以对电容分压的基本测量原理进行了 改进。在等效接地电容上并联一个小电阻R 改进。在等效接地电容上并联一个小电阻R 以消除 上述影响，从而构成新的电压测量电路（ 上述影响，从而构成新的电压测量电路（阻容分 ）。电阻上的电压Uo即为电压传感头的输出信号 电阻上的电压Uo即为电压传感头的输出信号： 压）。电阻上的电压Uo即为电压传感头的输出信号： RC1du/dt， e(t)= RC1du/dt，R<<1/(ωC2)
四、工程应用
（3）基于低功率线圈原理的电子式电流互感器在中低 压测量系统中的应用，示意图如下： 压测量系统中的应用，示意图如下：

电流互感器的选择及校验(1) 电流互感器选择的具体技术条件如下：1) 一次回路电压：n g U U ≤ （3.6）式中：g U ——电流互感器安装处一次回路工作电压；n U ——电流互感器额定电压。

2) 一次回路电流：n g I I ≤⋅m ax （3.7）式中：m ax ⋅g I ——电流互感器安装处的一次回路最大工作电流；n I ——电流互感器原边额定电流。

当电流互感器使用地点环境温度不等于C 40±时，应对n I 进行修正。

修正的方法与断路器n I 的修正方法相同。

3) 准确级准等级是根据所供仪表和继电器的用途考虑。

互感器的准等级不得低于所供仪表的准确级；当所供仪表要求不同准确级时，应按其中要求准确级最高的仪表来确定电流互感器的准确级。

① 与仪表连接分流器、变送器、互感器、中间互感器不低于下要求：与仪表相配合分流器、变压器的准确级为0.5级，与仪表相配合的互感器与中间互感器的准确级为0.5。

仪表的准确级为1.5时，与仪表相配合分流器、变压器的准确级0.5，与仪表相配合的互感器与中间互感器的准确级0.5。

仪表的准确级为2.5时，与仪表相配合分流器、变压器的准确级0.5与仪表相配合的互感器与中间互感器的准确级1.0。

② 用于电能测量的互感器准确级：0.5级有功电度表应配用0.2级互感器；1.0级有功电度表应配用0.5级互感级，2.0级无功电度表也应配用0.5级互感器；2.0级有功电度表及3.0级无功电度表，可配用1.0级级互感器。

③ 一般保护用的电流互感器可选用3级，差动距离及高频保护用的电流互感器宜选用D 级，零序接地保护可釆用专用的电流互感器，保护用电流互感器一般按10%倍数曲线进行校验计算。

4) 动稳定校验：d n ch K I i 12≤ （3.8）式中：ch I ——短路电流冲击值；n I 1——电流互感器一次额定电流；d K ——电流互感器动稳定倍数。

5) 热稳定校验：212)(t n k K I t I Q ≤=∞ （3.9）式中：∞I ——最大短路电流；k t ——短路电流发热等值时间；n I 1——电流互感器一次额定电流。

!!!!"#$!%&$!’!()*$+),--$()+(!-)(.-（/）（(,）计算效率!!!!0!0$!!!****$-)(.-!1*2第五节电流互感器的设计在开关稳压电源中，为测量和控制输出电流，常用高精度、小阻值的电阻器来测量电流，并将电阻器上采样的电压反馈到控制芯片的误差放大器或限流比较器，调整驱动脉冲宽度或关断输出级，以使输出稳定或提供过流保护。

若要求主回路和测控电路有电隔离，则要用霍尔元件或电流互感器来测量电流。

霍尔元件的有关内容请参阅相关章节。

电流互感器的工作原理请参阅相关章节。

本节重点介绍电流互感器的设计方法。

电流互感器及其等效电路图如图*3(-所示。

图*3(-电流互感器及其等效电路图图中，"45是待测电流；"6是激磁电流；#6是激磁电感；$6是激磁电感绕组的电阻；"7是电流互感器副边得到的电流；"845是"45折算到副边的电流；"86是"6折算到副边的电流；$86是$6折算到副边的电阻；#86是#6折算到副边的电感；$9是副边绕组电阻；%7是输出电阻；&45是电流互感器输入电压；&7是电流互感器输出电压。

为了使"7真实地反映"45，要求激磁电流"86（"6）越小越好。

根据法拉第定律&87!’:()9*;+&<(+3.（*3*=）由图*3(-的右侧等效电路可得&87!"7（$9$%7）（*3*-）比较式（*3*=）和式（*3*-）可得+&!（$9$%7）"7’:()9*;<(+.（*3*.）"第五章开关电源中的变压器和电感器>1(#$l tO WF -X C h a n g e V i e w e ww.d oc u -t r a c k.cm C i c kob u y N !P Drw o设计举例已知原边电流!!"#$%&’；原边绕组匝数"(#)；工作频率##*$+,-；输出电阻$.#)+!；工作磁感应强度%/#$0&1；副边经二极管整流后输出，允许铁心损耗2&3；输出电压&.#$%)$4；要求设计一个电流互感器。

作者简介 ： 廖源（ ９０） 从 事输 变 电设备在 线监测及 电力 互 １８ ，
感 器 计 量 方 面 的研 究 。
程控源与 自升流／ 升压标准互感器 电源间设 置一功能切 换模块 ，采用联 动双执开关。做 电流试验时，使 电压
５ ＿ ｃ ｉａ ｔ ｅ 电工技术 ２ ｗ．ｈ ｅ ｔ ｎ ｎ ｆ
从 电力互 感现 场 检 验工 作 的第 ２ 步人 手 。 、３
２一体化 自动校验装置
一
体化 自动校验装置 由校验仪 、电理示意图
收 稿 日期 ： ０ ０ Ｏ — １ ２ １ 一 ｌ ｌ
为 了保证试验 唯一性 、安全性 ， 自动校验装置在
负 荷 箱 相 关 接 线 ， 留 出 与 电 力 互 感 器 相 接 的 ４个 端
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校仪ｌ— 魏 Ｉ 验 ｝— 口ｊ ｌ— ０ Ｌ… ［］ —
次端 口
口，再 实现标准互 感 器 变 比、负荷 箱 自动 切换 来 简 化 ，降低 接线错 误 率 ；第 ４步工 作流 程 ， 目前 基本 上 由人工 来调节调压器输 出 、观察 校验仪 百分表 ／ 误 差数值 ，该 工作 流 程在 实验 室 已实 现互 感器 检 定 自
部 固化 ，留 出 与被 试 互 感 器 相 关 联 的 一 、二 次 端 口 ， 实 物 示 意 图如 图 １所 示 ，电 流 互 感 器 校 验 原 理 如 图 ２
存 在简化或者 实现 自动 化 的可 能性 。电 力互感 器 现 场校 验工作大 致可 分 为 ５个步 骤 ：第 １步 ，进 行 电 力互感 器一 、二次 端 口解 线 、接 线 操作 ；第 ２步 ， 标准设 备 、试 验设 备就 近放 置 ；第 ３步 ，标准 互感 器／ 被试互感 器／ 验设 备 接线 操 作及 调 整参 数口 ； 试 ］

动态范围小 ， 出现 的 谐 波 暂 态 信 号 容 易 使 纤 作 为 高 压 端 和 低 压 端 的信 号 传 输 媒 质 ， 保护 产 生 误 动 作 ； 性 度 不 好 ， 线 电磁 式 电流 具 有 绝 缘 简单 、 价 低 、 术 成 熟 等 优 点 。 造 技 互 感 器 还 会 出 现 饱 和 现 象 ， 响 二 次 保 护 在 高压 端 将 电信号 转 换为 光信 号 ， 通 过光 影 设备 正 确 识 别 故 障 ；３ 输 出 不能 直接 与微 纤 传 输 信 号 ， 低 压 端 再 将 光 信 号 转 换 成 （） 在
再 经 低 压 端 信 号 处 理 电路 处 理 ， 输 出信 优 势 。 其 因绝 缘 结 构 简 单 ， 电压 等 级 越 高 ， 电
号 可作为测量信号或接二次 保护设备 。 如 子 式 互 感 器 的 价 格 优 势 越 明 显 。目前 研 究 压 等 级 提 高 和 传 输 容 量 的 增 大 ， 统 互 感 何将 位 于高 压端 的Ｒｏ ｗｓ ｉ 传 ｇｏ ｋ 线圈输 出信号 较 为 成 熟 并投 入 变 电站 运 行 的 主要 是 有 源
１ 引 言
互感 器是为 电力系统 进行 电能计量 、
带 来 的 误 差 很 困难 ； ③被 测 互 感 器 的 时 延 带来 的相 位 偏 差 与 互 感 器本 身相 移 之 和 可
４应用前 景
目前 ， 子 式 互 感 器 已 有 国 际 标 准 电
Ｉ Ｃ ０４ ２ （ Ｅ ６ ０ ４ ７电子式 电压互感器）ＩＥ ０ ０ ４ ８ ￣ Ｉ Ｃ ０ ４ ２ Ｅ ］
小 、 性 度好 、 态 范 围大 、 现 了高 低 压 线 动 实 彻 底 隔 离 、 饱 和 现 象 、 出信 号 可直 接 与 无 输 保 护 的需 求 ， 量范 围 不 同 ， 测 因此 采 用２个 未 取 得 共 识 ， 应 电 子 式 互 感 器 的 二 次 计 适 Ｒｏ ｏ ｋｉ 圈， ｇ ｗｓ 线 一个 用于 测 量通 道 ， 另一 个 量 及 保 护 设 备 还 有 待 研 究 ， 些 均 是 推 广 这

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”。

HZDN-3C 三相电能表现场校验仪结构画面介绍三相电能表现场校验仪结构外观1.外型尺寸及面板布置仪器外形正视如图一：图一仪器正面试图仪器面板下方的左侧是液晶显示器，右侧是按键区；上方左侧为接线端子部分，包括：电压输入端子UA、UB、UC、UN；电流输入端子Ia+、Ia-、Ib+、Ib-、Ic+、Ic-（其中Ia+、Ib+、Ic+为电流流入端，Ia-、Ib-、Ic-为电流流出端；钳形电流互感器接口（A相钳、B 相钳、C相钳）；向右为接地端子、光电及脉冲信号接口和232串行口（用于上传保存的数据至计算机）；最右端为充电器接口（用于连接充电电源）和仪器工作开关；下方为打印机。

仪器须及时充电，避免电池深度放电影响电池寿命，正常使用的情况下尽可能每天充电（长期不用最好在两周内充一次电），以免影响使用和电池寿命，每次充电时间应在6小时以上。

仪器的配件箱尺寸，如图二所示：图二2. 键盘操作输入（可输入数字或字符），与手机的输入模式相似，连续按下时可键盘共有30个键，分别为：存储、查询、设置、切换、↑、↓、←、→、Ã、退出、自检、帮助、数字1、数字2（ABC）、数字3（DEF）、数字4（GHI）、数字5（JKL）、数字6（MNO）、数字7（PQRS）、数字8（TUV）、数字9（WXYZ）、数字0、小数点、＃、辅助功能建F1、F2、F3、F4、F5。

各键功能如下：↑、↓、←、→键：光标移动键；在主菜单中用来移动光标，使其指向某个功能菜单，按确认键即可进入相应的功能；在参数设置功能屏下上下键用来切换当前选项，左右键改变数值。

Ã键：确认键；在主菜单下，按此键即进入被选中的功能，另外，在输入某些参数时，开始输入和结束输入。

退出键：返回键，非参数输入状态时，按下此键均直接返回到主菜单。

在参数输入的过程中不起作用。

存储键：用来将测试结果存储为记录的形式。

查询键：用来浏览已存储的记录内容。

设置键：在主菜单按下此键，直接进入参数设置屏。

开关电源中电流互感器设计摘要：开关电源的总体发展趋势是开关工作频率越来越高，从而对电流检测的实时性也要求越来越高，而且成本很备受关注。

电流互感器具有能耗小、频带宽、信号还原性好、价格便宜、控制和主功率电路隔离等诸多优点，故电流互感器在开关电源中作用很大。

本文介绍了开关电源中电流互感器的设计及注意事项。

关键词：电流互感器；开关电源；应用电路1.引言传统的电流检测技术主要分为基于磁场的检测方案和基于分流器的检测方案，以电流互感器(图1)和霍尔传感器(图2)为代表的基于磁场的检测方案由于具有良好的隔离和较低的功率损耗等优点已经广泛地采用。

图1电流互感器电流互感器采用变压器电磁隔离原理，一般原边具有较少的匝数N1，副边具有较多的匝数N2。

互感器原边接被测电流工，副边则为检测后的输出电流工_OUT，然后通过电阻R将电流转换为电压信号，通过磁感应方式实现了原、副边的电气隔离。

图2 霍尔传感器目前一般将霍尔元件、聚磁电路以及放大电路集成在一起，作为霍尔传感器使用，可以实现直流、交流电流的隔离检测，不存在低频响应带宽问题。

但霍尔元件以及放大电路存在温度飘移，存在频率响应上限，一般为数十或数百kHZ ，同时成本也比较高，限制了在开关电源中的应用。

图3 线性光耦应用线性光耦组成的电流检测隔离电路(图3)的线性度好，电路简单，能够检测直流电流，有效地解决了模拟信号与采样控制系统的电气隔离问题，而且精度高、成本低。

但是线性光耦的一个显著缺点就是电流检测的延时，因为线性光耦的带宽一般在数十kHZ 以下，延时在数微秒以上。

随着开关电源的发展，开关频率越来越高，这个问题也越来越突出。

2.电流互感器设计方法 2.1交流互感器2.1.1基本原理交流互感器一般采用环形磁芯，初级线圈N1 一匝或数匝,而次级N2 匝数较多。

为便于测量，次级通常接有检测电阻R,将电流信号变换成电压信号，如图9-1 所示。

假设初级流过正弦波交流电流I1 时，次级感应电压产生一个输出电流I2。