选择电流互感器的动稳定和短时热电流的方法
中压电流互感器主要参数选择
中压电流互感器主要参数选择刘随生【摘要】中压电流互感器主要参数选择时应根据回路最大工作电流、外部短路电流或最大保护动作电流整定值初步选择变比和额定准确限值系数，合理选择额定动、热稳定电流。
根据实际二次回路负荷选择二次绕组额定输出容量，必要时需要验算二次感应电势，中压电流互感器准确限值系数可以按规范公式进行修正。
%In selecting the main parameters of MV current transformer ,the rated dynamic and thermal stable current should be reasonably selected based on the circuit maximum working current ,external short circuit current ,and maximum protection setting current for initial choice of rated and accuracy limitation coefficient . Secondary winding rated output capacity is selected according to the secondary loop actual load selection .When necessary ,it requires to calculate the secondary induction potential .MV current transformer accuracy limita‐tion coefficient can be modified according to the standard formula .【期刊名称】《电力与能源》【年(卷),期】2016(037)005【总页数】4页(P652-654,655)【关键词】电流互感器;参数选择;短路电流【作者】刘随生【作者单位】江苏天能电力设计咨询有限公司，南京 211103【正文语种】中文【中图分类】TM452电流互感器保护用绕组额定准确限值系数选择按外部短路电流选择。
电流互感器选用参数选择配置要求
电流互感器选用参数选择配置要求影响电流互感器选用的因数许多，比如安装的环境温度、海拔高度等，这些必需符合国家标准的安装标准，在实际选用电流互感器中，还需考虑一次参数选择原则、二次参数选择原则以及其他配置要求。
一、选用电流互感器的一次参数选择原则电流互感器的额定一次电流由被测回路的实际负荷来打算，电流互感器额定一次电流不应小于回路的额定一次电流，一般状况下按负荷电流乘以1.2～1.25的系数来确定互感器的额定电流。
另外电流互感器额定连续热电流、额定短时热电流和额定动稳定电流应能满意所在一次回路最大负荷电流和短路电流的要求，并应考虑系统的进展状况。
二、选用电流互感器的二次参数选择原则互感器的额定二次负荷是打算互感器精确级、形状尺寸、成本的关键参数，应当依据工程的实际状况来合理选择。
电流互感器额定二次电流一般采纳1A，如有利于互感器制作或扩建工程，以及某些状况下为降低电流互感器二次开路电压，额定二次电流也可采纳5A。
额定输出值选择应符合下列原则：1、测量级、P 级和PR 级额定输出值以伏安表示。
额定二次电流1A 时，额定输出标准值宜采纳0.5V·A、1V·A、1.5V·A、2. 5V·A、5V·A、7. 5V·A、10V·A、15V·A。
额定二次电流5A时，额定输出标准值宜采纳2. 5V·A、5V·A、10V·A、15V·A、20V·A、25V·A、30V·A、40V·A、50V·A；2、TPX 级、TPY 级、TPZ 级电流互感器额定电阻性负荷值以表示。
额定电阻性负荷标准值宜采纳0.5、1、2、5、7.5、10；电流互感器额定输出值应依据互感器额定二次电流值和实际负荷需要选择。
为满意暂态特性的要求，也可采纳更大的额定输出值。
三、选用电流互感器的其他配置要求电流互感器类型、二次绕组数量和精确级应满意继电爱护、自动装置和测量仪表的要求。
一文看懂电流互感器选型原则和方法及使用方法
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，。
电流互感器动稳定和热稳定优化计算
即 ：
丁Ｔ
通常 接 触 电 阻 不 能 准 确 测 量 ， 可取 ｒ ｓ 一 ０ ．１
（ Ｑ） 。测 量 仪 表 电 阻 、 线 圈电 阻可 从 仪表 、 继 电 器 产
品 目录 中 查 取 。为 使 电 流 互 感 器 在 所 需 准 确 度 下 运 行 ， 须 使 电流互 感器 负 荷 Ｓ 不 超 过 额 定 容 量 ， 则 连
摘 要 ： 近 年 来随 着火 电 、 风 电 、 光 伏等 电 源点建 设迅 猛 增 长 ， 向输 供 电 系统输 送 容 量 大幅 增加 ， 而 系统 的 短 路 容 量 迅 速 增 大 。这 对 向 测 量 仪 表 、 自动 装 置 和 继 电 保 护 设 备 供 电 的 电 流 互 感 器 ， 带 来 诸 多 隐 患 和 危 害 。 笔 者 根 据 发 电 企 业 短 路 电流 特 点 ， 提 出电流互 感器 动稳 定和 热稳 定优 化计 算 。
阻 ｒ ｚ 、 接触 电阻 ｒ ３ ， 即 ：
Ｚ２ ＝ ＝ ＝ １＋ ｒ ２＋ ｒ ３ （ ２ ）
程 ， 其 解 由稳 态 分 量 和 瞬 态 分 量 之 和 构 成 。
２ ． １ 稳 态 分 量 计 算
其 值 决 定 于 母 线 电 压 Ｕｒ 及 回路 阻 抗 ｚ ： 。 设 母
Ｓ ２ Ｎ ≥ Ｓ２ ； 而 Ｓ２ 一Ｉ ｛ Ｎ Ｚ２ ， 即 ： Ｓ２ Ｎ≥ Ｉ ； Ｚ （ １ ）
通 常 电路 中三 相短 路 电流 数 值 较 大 ， 产 生 的 电 动 力 最 具 破 坏 力 因 此 确 定 电 流 互 感 器 动 稳 定 及 热 稳 定 电流 时 ， 可 根 据 三 相 短路 电 流来 计 算 ， 设 ｔ 一０ 时 发生 三相 短 路 。从 互 感 器 构 造 知 ， 属 ＲＬ 串 联 电 路 在 正 弦 交 流 激 励 下 换 路 时 的全 响 应 ， 则有 ：
电流互感器选择和应用原则
电流互感器选择和应用原则1、额定一次电压和电流电流互感器的额定一次电压应等于或大于回路的额定一次电压，绝缘水平应满足有关标准。
电流互感器的额定一次电流（I pn ）应根据其所属一次设备的额定电流或最大工作电流选择，并应能承受该回路的额定连续热电流（I cth ）、额定短时热电流（I th ）及动稳定电流（I dyn ）。
同时，额定一次电流的选择，应使得在额定变流比条件下的二次电流在正常运行和短路情况下，满足该回路保护装置的整定值选择性和准确性要求或满足计量及测量准确性要求。
额定一次电流（I pn ）的标准值为：10、12.5、15、20、25、30、40、50、60、75以及它们的十进位倍数或小数。
2、额定二次电流及负荷 2.1 额定二次电流电流互感器额定二次电流（I sn ）有1A 和5A 两类。
对于新建发电厂和变电所，各级电压的电流互感器额定二次电流宜统一选用1A ，以减轻电流互感器二次负荷，二次电缆截面可减小，节约投资。
如扩建工程原有电流互感器采用5A 时，额定二次电流可选用5A 。
一个厂站内的电流互感器额定二次电流允许同时采用1A 和5A 。
但同一电压等级的电流互感器的额定二次电流一般采用相同电流值。
2.2 二次负荷电流互感器的二次负荷可用阻抗Z b (Ω)或容量S b (VA)表示。
二者之间的关系为：当电流互感器额定二次电流I sn 为5A 时，数值S b ＝25Z b ，当电流互感器额定二次电流I sn 为1A 时， S b ＝Z b 。
保护用电流互感器的准确级和允许极限电流，都与二次负荷有关，需要合理选择二次负荷额定值并进行相应的验算。
由于电子式仪表和微机继电保护的普遍应用，互感器额定二次电流广泛采用1A ，以及保护和控制下放就地等因素，二次回路负荷大大降低，相应的电流互感器二次负荷也宜选用较低的额定值，以便降低造价和改善其结构及性能（如采用倒立式结构）。
电流互感器的二次负荷额定值（S bn ，以VA 表示）可根据需要选用2.5、5、7.5、10、15、20、30、40VA 。
高压电流互感器的选择
电流互干器该如何选择？文章类别：强电设计与施工网站目录: 网站首页—> 强电设计与施工转载自：[求助]：电流互干器该如何选择？好象没听说过要考虑短路电流的，如果发生短路，断路器应该瞬跳的，瞬时过电流应该对互感器影响不大吧，这是俺的个人理解，不知对否？根据负荷电流选择电流互感器，根据短路电流校验电流互感器的动热稳定。
电流互感器变比的选择在10kV配电所设计的过程中，10kV电流互感器变比的选择是很重要的，如果选择不当，就很有可能造成继电保护功能无法实现、动稳定校验不能通过等问题，应引起设计人员的足够重视。
10kV电流互感器按使用用途可分为两种，一为继电保护用，二为测量用；它们分别设在配电所的进线、计量、出线、联络等柜内。
在设计实践中，笔者发现在配变电所设计中，电流互感器变比的选择偏小的现象不在少数。
例如笔者就曾发现：在一台630kV A站附变压器(10kV侧额定一次电流为36.4A)的供电回路中，配电所出线柜内电流互感器变比仅为50/5（采用GL型过电流继电器、直流操作）,这样将造成电流继电器无法整定等一系列问题。
对于继电保护用10kV电流互感器变比的选择，至少要按以下条件进行选择:一为一次侧计算电流占电流互感器一次侧额定电流的比例; 二为按继电保护的要求; 三为电流互感器的计算一次电流倍数mjs小于电流互感器的饱和倍数mb1;四为按热稳定; 五为按动稳定。
而对于测量用10kV电流互感器的选择,因其是用作正常工作条件的测量，故无上述第二、第三条要求；下面就以常见的配电变压器为例，说明上述条件对10kV电流互感器的选择的影响，并找出影响电流互感器变比选择的主要因素。
一．按一次侧计算电流占电流互感器一次侧额定电流的比例根据<<电气装置的电测量仪表装置设计规范>>(GBJ63-90)的规定，在额定值的运行条件下，仪表的指示在量程的70%~100%处,此时电流互感器最大变比应为: N=I1RT /(0.7*5);I1RT ----变压器一次侧额定电流, A；变压器容量/17.32/3.5(60.62)=变比NN----电流互感器的变比；显然按此原则选择电流互感器变比时，变比将很小,下面列出400~1600kV A变压器按此原则选择时,电流互感器的最大变比：400kV A I1RT =23A N=6.6 取40/5=8500kV A I1RT =29A N=8.3 取50/5=10630kV A I1RT =36.4A N=10.4 取75/5=15800kV A I1RT =46.2A N=13.2 取75/5=151000kV A I1RT =57.7A N=16.5 取100/5=201250kV A I1RT =72.2A N=20.6 取150/5=301600kV A I1RT =92.4A N=26.4 取150/5=30从上表可以看出, 对于630kV A变压器,电流互感器的最大变比为15，当取50/5=10时,额定电流仅占电流量程3.64/5=72.8%。
电流互感器和电压互感器选择和计算导则正文
电流互感器和电压互感器选择和计算导则The Guide for Selection and Calculation ofCurrent Transformer and voltage Transformer范围本导则为电流互感器和电压互感器的选择和计算导则，包括：对互感器的性能要求，互感器类型及参数选择，计算方法等本导则适用于交流电流互感器、电磁式电压互感器和电容式电压互感器，不适用于保护装置内部专用的小互感器、各类变送器和直流电流互感器。
本导则适用于发电厂和变电所工程用的电流互感器和电压互感器，不适用于试验室用互感器。
2 引用标准下列标准所包含的条文，通过本标准引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时，所示版本均为有效。
所有标准都会修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GB 1207－1997 电压互感器GB 1208－1997 电流互感器GB 4703－84 电容式电压互感器GB 14285－93 继电保护和安全自动装置技术规程GB 16847－1997 保护用电流互感器暂态特性技术要求DL －2000 火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程DL －2000 电测量及电能计量装置设计技术规程IEEE Std C37.110－1996 保护继电器用电流互感器的应用导则3名词和定义3.1名词及代号本导则采用以下名词及代号，其中有些名词的定义详见3.2及3.3节：3.2电流互感器有关定义3.2.1 电流误差（比值差） current error (ratio error) （εI）互感器在测量电流时所出现的误差，它是由于实际电流比与额定电流比不相等造成的。
电流误差的百分数用下式表示：εI＝[100(K n I s－I p)/ I p]%式中：K n－额定电流比；I p－实际一次电流，A；I s－测量条件下通过I p时的二次电流，A。
3.2.2 相位差 phase displacement （δε）一次电流与二次电流相量的相位差。
选择电流互感器的动稳定和短时热电流的方法
选择电流互感器的动稳定和短时热电流的方法摘要：本文分析了电网短路电流的特点，结合10kV的具体情况，介绍了根据电网短路电流选择电流互感器的额定动稳定电流和短时热电流的方法。
关键词：电网短路电流电流互感器随着我国的电力系统的传输容量越来越大，系统的短路容量快速增加。
以10kV系统为例，短路容量从以前的几千安增大到了几十千安。
我国以前生产的电流互感器的额定动稳定电流和额定短时热电流（以下简称动稳定电流和短时热电流）是按照当时电力系统短路容量设计的，其值都比较小，目前，这种变化给电力系统的安全运行带来的隐患没有引起有关人员的高度注意，更没有及时对运行中的电流互感器的动、短时热稳定电流进行校核，及时更好不满足要求的电流互感器，各电网经常发生电流互感器的爆炸事故，造成不必要的损失。
这种爆炸事故不但会造成电流互感器本身的损坏，而且还会引起断路器等其它设备的损坏，每次事故的损失都比较严重。
因此，大家应十分重视电流互感器的动、短时热稳定电流的选择和校核工作。
电流互感器额定动稳定、短时热电流和试验方法电流互感器的短时热电流（Ith）是在二次绕组短路的情况下，电流互感器在一秒钟内承受住且无损伤的最大一次电流方均根值。
而额定动稳定电流（Idyn）是在二次绕组短路的情况下，电流互感器能承受其电磁力的作用而无电气或机械损伤的最大一次电流峰值。
并且，动稳定电流通常为短时热电流的2.5倍。
在电流互感器的型式试验中，需试验电流互感器的动稳定电流和短时热电流是否达到铭牌值，其短时热电流的试验方法：对于短时热电流（Ith）试验，互感器的初始温度应在5～40℃之间，本试验应在二次绕组短路下进行，所加电流I 和持续时间t应满足（I2t）不小于，且t在0.5～5s之间。
动稳定试验应在二次绕组短路下进行，所加一次电流的峰值，至少有一个峰不小于额定动稳定电流（Idyn）。
动稳定试验可以与上述热试验合并进行，只需试验中电流第一个主峰值不小于额定动稳定电流（Idyn）。
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选择电流互感器的动稳定和短时热电流的方法
来源：中国论文下载中心 [ 06-02-28 16:33:00 ] 作者：李世平编辑：studa9ngns
摘要：本文分析了电网短路电流的特点，结合10kV的具体情况，介绍了根据电网短路电流选择电流互感器的额定动稳定电流和短时热电流的方法。
关键词：电网短路电流电流互感器
随着我国的电力系统的传输容量越来越大，系统的短路容量快速增加。
以10kV系统为例，短路容量从以前的几千安增大到了几十千安。
我国以前生产的电流互感器的额定动稳定电流和额定短时热电流（以下简称动稳定电流和短时热电流）是按照当时电力系统短路容量设计的，其值都比较小，目前，这种变化给电力系统的安全运行带来的隐患没有引起有关人员的高度注意，更没有及时对运行中的电流互感器的动、短时热稳定电流进行校核，及时更好不满足要求的电流互感器，各电网经常发生电流互感器的爆炸事故，造成不必要的损失。
这种爆炸事故不但会造成电流互感器本身的损坏，而且还会引起断路器等其它设备的损坏，每次事故的损失都比较严重。
因此，大家应十分重视电流互感器的动、短时热稳定电流的选择和校核工作。
电流互感器额定动稳定、短时热电流和试验方法
电流互感器的短时热电流（Ith）是在二次绕组短路的情况下，电流互感器在一秒钟内承受住且无损伤的最大一次电流方均根值。
而额定动稳定电流（Idyn）是在二次绕组短路的情况下，电流互感器能承受其电磁力的作用而无电气或机械损伤的最大一次电流峰值。
并且，动稳定电流通常为短时热电流的2.5倍。
在电流互感器的型式试验中，需试验电流互感器的动稳定电流和短时热电流是否达到铭牌值，其短时热电流的试验方法：对于短时热电流（Ith）试验，互感器的初始温度应在5～40℃之间，本试验应在二次绕组短路下进行，所加电流I 和持续时间t应满足（I2t）
不小于，且t在0.5～5s之间。
动稳定试验应在二次绕组短路下进行，所加一次电流的峰值，至少有一个峰不小于额定动稳定电流（Idyn）。
动稳定试验可以与上述热试验合并进行，只需试验中电流第一个主峰值不小于额定动稳定电流（Idyn）。
二、电力系统短路电流计算
在电力系统中，一般三相短路电流数值较大，产生的电动力和发热也最严重。
在确定电流互感器动稳定和短时热电流时，可以只根据三相短路电流来选择，而不必考虑系统中的中性点是否接地。
当三相短路时，并设短路发生在Um=0时：
式中ik——短路全电流瞬时值；
Um——系统母线电压；
上式右边第一部分为正弦电流，是短路电流的周期分量。
第二部分是一个按指数衰减的直流分量，又叫非周期分量或自由分量。
ik=ip+inp
某一瞬时的短路全电流有效值Ik(t)是以t为中点的一个周期内的ip有效值Ip(t)与inp在t瞬时值inp(t)的方均根值，即
短路电流经过半个周期（t=0.01s），短路电流瞬时值达到最大值，这一瞬时电流为短路冲击电流，用ish 表示。
式中ksh——短路电流冲击系数
短路全电流ik的最大有效值是短路后第一个周期的短路全电流有效值，用Ish表示，也叫冲击电流有效值。
式中——短路次暂态电流有效值，是短路后第一周期的短路电流周期分量ip的有效值
对于一般的高压电力网而言，电抗均较电阻值要大得多，τ值一般取τ=0.05s，相应的ksh=1.8，因此
ish=2.55
短路暂态过程在经过0.2s后就衰减完毕，这时的短路电流达到稳定状态，称为短路稳态电流，用Ik表示。
在无限大容量系统中，由于系统电压在短路过程中是恒定的，所以可以认为暂态过程以后，所有时间短路电流完全相同，即
Ip==Ik
ish=2.55Ik
短路冲击电流ish用来校验电流互感器的动稳定度。
短路稳定电流Ik=用来校验电流互感器的短时热稳定。
在电力系统中，一般都知道母线的短路容量，根据下式，可以方便地计算出系统的三相短路电流(三相短路电流的周期分量有效值)为：
式中Um——短路点的计算电压（母线电压的平均值），对于不同的母线电压，可取对应取0.4、10.5、37、115、230、525kV；
三、电流互感器的动、短时热稳定电流的选择
电流互感器的额定动稳定电流应满足下面的条件：
Idyn≥ish＝2.55Ik
电流互感器的额定短时热电流应满足以下条件：
式中Ith——设备的短时热稳定的电流铭牌值；
T——电流互感器铭牌的短时热稳定电流值持续的时间。
Ik——短路电流稳态值
tk——短路电流持续时间，短路发生到开关切断电流的时间，一般用保护动作时间代替；
在电流系统中，电流互感器安装地点不同，流过的短路电流不同，10kV线路都为单电
源，短路电流情况最为简单，便于分析说明选择原则，以下就以10kV出线电流互感器为例，分析说明电流互感器的动、短时热稳定电流的选择方法，其分析方法也同样适用于其它安装地点的电流互感器的选择。
对于10kV出线的电流互感器，线路的任一点发生短路，短路电流都会流过该电流互感器，短路电流随短路点离母线距离越远短路电流而变小，当短路点发生在出线端时，短路电流最大，其值与母线短路电流基本一样。
对于负荷侧变电站母线，流过进线电流互感器的短路电流也是与负荷侧母线的短路电流基本相同，应此，在选择电流互感器动、短时热稳定电流时，可以取临近的母线短路电流Ik。
短路电流持续时间越长，电流互感器发热越严重。
在计算短路电流持续时间时，应考虑到断路器可能发生拒动的情况，由后备保护动作切断短路电流。
另外，当断路器重合闸时，由于断路器两次动作时间间隔很短，电流互感器的热量来不及散发，温度不会发生明显变化，应该将两次短路电流持续时间相加作为短路电流持续时间tk。
一般情况下，后备保护动作时间比重合闸叠加时间更长，应此，应以该断路器的后备保护动作时间作为tk。
根据上面的分析结果，很容易地计算出Ik和tk，在根据上面电流互感器动、短时热稳定电流的应满足的条件，可以方便地确定电流互感器动、短时热稳定电流值。
四、电流互感器动、短时热稳定电流的一般规定
电流互感器额定动稳定电流通常为额定短时热电流的2.5倍。
如与此值不同，应在铭牌上标明。
从上面对电力系统的短路电流分析可知，短路时的冲击电流也基本上是稳态短路电流的2.5倍，因此，当电力互感器的短时热电流满足安装地点的短路电流的要求时，动稳定电流一般都能满足要求。
但在实际选择中，还是要注意电流互感器铭牌短路电流持续时间对结果的影响。
电流互感器额定短时热电流的交流分量应从下列数值中选取：
3.15，6.3，8，10，12.5，16，20，25，31.5，40，50，63，80，100kA。
短路持续时间应在下列数值中选取：
1，2，3，4，5s。
参考资料：
1、《电流互感器》GB1208-1997
2、《电力用电流互感器定货技术条件》GB/725-2000
发电机出口三相短路电流计算：
基准电压10.5KV，基准电流：I jb=100 /（1.732*10.5）=5.4987kA
X g. =X d”×S B/S n =
I(3)max=IB/Xg=
在无限大容量系统中，由于系统电压在短路过程中是恒定的，所以可以认为暂态过程以后，所有时间短路电流完全相同，即
Ip==Ik
ish=2.55Ik
短路冲击电流ish用来校验电流互感器的动稳定度。
短路稳定电流Ik=用来校验电流互感器的短时热稳定。
I＂=短路次暂态电流有效值
Ik=I＂
I(3)max=0.707 I(3)max=
ish=2.55Ik=
电流互感器的额定动稳定电流应满足下面的条件：
Idyn≥ish＝2.55Ik
电流互感器的额定短时热电流应满足以下条件：
式中Ith——设备的短时热稳定的电流铭牌值；
T——电流互感器铭牌的短时热稳定电流值持续的时间。
Ik——短路电流稳态值
tk——短路电流持续时间，短路发生到开关切断电流的时间，一般用保护动作时间代替；。