科技进步奖申报书-电流互感器二次负载的计算及选择
电流互感器和电压互感器容量,准确级,互感器负载计算
电流互感器和电压互感器容量，准确级，互感器负载计算Q：互感器容量是什么？A：互感器容量即额定输出、二次额定负荷，在额定二次电压或电流下及接有额定负荷时，互感器所供给二次电路的视在功率（在规定功率因数下的伏安数）。
电压互感器容量国家标准规定的标准值为：10、15、25、30、50、75、100、150、200、250、300、400、500VA。
电流互感器容量国家标准规定的标准值为：1、2.5、3.75、5、7.5、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100VA。
Q：互感器准确等级是什么？A：互感器的误差限值标准，表示它在规定使用条件下的比值差和相位差保持在规定的限值以内。
比值差：互感器在测量中由于实际变比与额定变比不相等所引入的误差。
相位差：一次电压相量或电流相量与二次电压相量或电流相量的相位差。
电压互感器的准确级:a、计量用为0.2级或0.5级。
b、测量用为0.2、0.5、1.0或3.0级。
c、保护用为3P或6P级d、0.5&3P、0.5(3P)准确级，表示二次只有1个绕组，这个绕组既要满足0.5级的要求，又要满足3P级的要求。
测量用电压互感器的电压误关和相位差限值：保护用电压互感器的电压误关和相位差限值电流互感器的准确级:a、测量级有0.2S、0.2、0.5S、0.5、1、3、5。
b、对于保护级，我们经常见到的是5P( )、10P( )，其中5和10代表复合误差，P代表保护用，P后面的数字代表准确限值系数，5、10、15、20、30、40。
测量用电流互感器的比值差和相位差限值（0.1-1级）：保护用P级和PR级保护用电流互感器的误差限值：Q：互感器负载如何计算？A：（1）电压互感器负载计算：因电压互感器二次负载，一般仅考虑所计表计电压回路的总阻抗，导线电阻及接触电阻相对于表计阻抗常可以忽略，故各相电压互感器额定二次容量，可根据本计量点各相所接电能表电压回路的总功耗，来确定电压互感器所接的实际二次负载。
电流互感器饱和时二次电流的计算公式
电流互感器饱和时二次电流的计算公式
电流互感器（CurrentTransformer,CT）是用于测量大电流的电器装置，主要用于电力系统中的保护和测量。
当电流互感器面临高电流情况时，会发生饱和现象，即电流互感器的输出电流不能完全反映输入电流的大小。
为了准确计算饱和时的二次电流，可以使用下述公式：
$$
I_{s}=\dfrac{I_{p2}}{K_{s}}
$$
其中，$I_{s}$为饱和时的二次电流，$I_{p2}$为电流互感器的一次侧电流，$K_{s}$为饱和系数。
电流互感器的饱和系数是一个实验得到的标定值，它表示了在一定的饱和电流条件下，电流互感器的输出电流与输入电流之比。
饱和系数一般在电流互感器的技术资料中提供，也可以通过测试实验得到。
需要注意的是，计算饱和时的二次电流时，要保持单位的一致性。
即一次电流和二次电流要处于同样的单位，以便计算的结果正确和准确。
除此之外，还有一些因素也会影响电流互感器的二次电流，比如频率、负载、绕组匝数等。
在实际应用中，要综合考虑这些因素，以得到更准确的计算结果和实际测量值。
电流回路二次负载标准
电流回路二次负载标准
电流回路二次负载标准是指电流互感器或电流变压器的二次回路所连接的负载的要求，主要包括负载阻抗、负载容量、负载功率因数等。
1. 负载阻抗：负载阻抗是指电流互感器二次回路所连接负载的等效阻抗。
电流互感器的二次侧负载应接近标称值，通常在
0.1欧姆至1欧姆之间。
较低的负载阻抗可以提供更小的相位
误差和更好的线性特性。
2. 负载容量：负载容量是指电流互感器所连接负载的额定容量。
负载容量应根据互感器的额定容量和使用要求进行选择，以确保负载不过载。
一般情况下，互感器的负载容量应大于等于互感器的额定容量。
3. 负载功率因数：负载功率因数指负载的有功功率与视在功率的比值。
一般要求负载功率因数应接近1，以减小电流互感器
的相位误差和提高测量的准确性。
负载功率因数偏低会导致互感器的相位和线性误差增大。
总之，电流回路二次负载标准的目的是确保电流互感器在实际应用中能够提供准确可靠的测量结果，而不受负载的影响。
根据不同的应用要求和互感器的性能指标，可以选择合适的负载阻抗、负载容量和负载功率因数。
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正文电流互感器和电压互感器是电力系统中常用的传感器设备，用于测量和监测电流和电压。
在选择和计算互感器时，需要考虑多个因素，包括电流或电压的范围、精度要求、负载容量、安装方式等。
本文将详细介绍电流互感器和电压互感器的选择和计算导则。
一、电流互感器选择和计算导则1.电流范围选择：根据被测电流的最大值和最小值，选择合适的电流互感器。
通常，电流互感器的额定电流应为被测电流的1.2倍，以确保互感器在额定电流下的正常工作。
2.精度要求：根据应用的需求确定电流互感器的精度等级，常见的精度等级有0.1、0.2、0.5等。
精度等级越高，互感器的测量误差越小，但价格也相应增加。
3.负载容量：互感器的负载容量是指互感器能够承受的额定负载电流。
在选择互感器时，需要根据负载电流的最大值确定互感器的负载容量，以确保互感器在额定负载下的正常工作。
4.安装方式：根据具体的应用场景选择合适的电流互感器安装方式，常见的安装方式有固定式、可分离式和插拔式。
固定式适用于固定装置，可分离式适用于需要经常换位的场合，插拔式适用于需要频繁更换互感器的场合。
5.计算导则：电流互感器的计算一般通过测量电流和互感器的变比计算得出。
设被测电流为I，互感器的变比为N，则互感器的二次电流为I2=I*N。
根据互感器的额定电流和变比，可以计算出互感器的额定二次电流。
二、电压互感器选择和计算导则1.电压范围选择：根据被测电压的最大值和最小值，选择合适的电压互感器。
通常，电压互感器的额定电压应为被测电压的1.2倍，以确保互感器在额定电压下的正常工作。
2.精度要求：根据应用的需求确定电压互感器的精度等级，常见的精度等级有0.1、0.2、0.5等。
精度等级越高，互感器的测量误差越小，但价格也相应增加。
3.负载容量：互感器的负载容量是指互感器能够承受的额定负载电压。
在选择互感器时，需要根据负载电压的最大值确定互感器的负载容量，以确保互感器在额定负载下的正常工作。
二次负载阻抗计算公式
二次负载阻抗计算公式1. 基本公式。
- 对于变压器，设变压器的二次侧电压为U_2，二次侧电流为I_2，则二次负载阻抗Z_2的计算公式为Z_2=(U_2)/(I_2)。
- 这里的U_2和I_2都是有效值。
例如，已知某变压器二次侧电压有效值为220V，二次侧电流有效值为10A，则根据公式可得二次负载阻抗Z_2=(220)/(10) =22Ω。
2. 考虑功率因数的情况。
- 如果已知二次侧的视在功率S_2、有功功率P_2和功率因数cosφ_2，我们可以先求出二次侧电流I_2=(S_2)/(U_2)。
- 然后根据P_2 = U_2I_2cosφ_2，可以得到I_2=(P_2)/(U_2cosφ_2)。
- 再将I_2代入Z_2=(U_2)/(I_2)中，得到Z_2=(U_2^2cosφ_2)/(P_2)。
- 例如，某变压器二次侧视在功率S_2 = 5000VA，二次侧电压U_2 = 220V，功率因数cosφ_2=0.8，有功功率P_2 = S_2cosφ_2=5000×0.8 = 4000W。
- 先求I_2=(S_2)/(U_2)=(5000)/(220)≈22.73A，或者I_2=(P_2)/(U_2cosφ_2)=(4000)/(220×0.8)≈22.73A。
- 则Z_2=(U_2)/(I_2)=(220)/(22.73)≈9.68Ω，或者Z_2=(U_2^2cosφ_2)/(P_2)=(220^2×0.8)/(4000)=9.68Ω。
1. 一般公式。
- 电流互感器二次负载阻抗Z_L的计算公式为Z_L=R_L+jX_L，其中R_L为二次负载电阻，X_L为二次负载电抗。
- 在实际计算中，往往需要考虑电流互感器的额定二次电流I_2n、二次感应电动势E_2等参数。
根据欧姆定律E_2=I_2nZ_L，则Z_L=frac{E_2}{I_2n}。
2. 精确计算（考虑连接导线等因素）- 对于电流互感器二次回路，其负载阻抗还与连接导线的电阻R_w、接触电阻R_j以及负载的功率因数cosφ等有关。
电流互感器二次容量
电流互感器二次容量
一、相关概念
1.负荷
二次回路阻抗，用欧姆和功率因数表示。
负荷通常以视在功率伏安值表示，它是在规定功率因数及额定二次电流下所汲取的。
2.额定负荷
确定互感器准确级所依据的负荷值。
3.额定输出
在额定二次电流及接有额定负荷条件下，互感器所供给二次回路的视在功率值（在规定功率因数下以伏安表示）。
二、负荷大小
1.常用负荷：（未查到国标）
测量表：电流表＜3VA
计量表：电度表＜6VA(电子式)、10VA(机械式)
保护：保护装置＜3VA
线损：
三、容量计算：
1.阻抗：在具有电阻、电感和电容的电路里，对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。
阻抗常用Z表示，是一个复数，实部称为电阻，虚部称为电抗，其中电容在电路中对交流电所起的阻碍作用称为容抗 ,电感在电路中对交流电所起的阻碍作用称为感抗，电容和电感在电路中对交流电引起的阻碍作用总称为电抗。
阻抗的单位是欧。
对于电流互感器二次负荷来说，可忽略电抗，仅考虑电阻。
2.CT二次侧负荷计算：S=I2Z
下面以二次侧为5A的测量互感器为例进行计算，假设二次线为20m，不计电流表内阻及接触电阻。
S=I2Z= I2R= I2ρl/s=52×0.0175×20÷2.5=3.5V A，厂家建议7.5V A；
假设电流为1A呢：S=0.14。
电流互感器和电压互感器选择及计算导则
电流互感器和电压互感器选择及计算导则电流互感器和电压互感器是电力系统中常用的测量装置，用于测量和保护电流和电压。
在选择和计算互感器时，需要考虑许多因素，如额定电流、额定电压、准确度等。
本文将详细介绍电流互感器和电压互感器的选择及计算导则。
1.选择电流互感器的额定电流：电流互感器的额定电流应根据所需测量的电流范围来确定。
一般来说，额定电流应略大于实际测量电流的最大值，以保证互感器在额定工作范围内的准确度和稳定性。
2.选择电流互感器的准确度等级：电流互感器的准确度等级决定了测量的准确程度，常见的准确度等级有0.1、0.2、0.5等。
一般来说，对于需要高精度测量的场合，应选择较高的准确度等级。
3.计算电流互感器的一次侧额定电流：一次侧额定电流指的是电流互感器的一次绕组所能承受的最大电流。
根据电流互感器的额定变比和一次侧额定电流可以得到二次侧的额定电流。
4.考虑电流互感器的负载能力：电流互感器的负载能力是指在额定负载时，互感器的二次绕组电压降不超过一定范围。
在选择电流互感器时，需要考虑系统的负载情况，以确保互感器的正常工作。
5.选择电流互感器的阻抗：电流互感器的阻抗决定了互感器的性能和工作条件。
一般来说，电流互感器的阻抗应在一定范围内，以保证互感器的稳定性和准确度。
1.选择电压互感器的额定电压：电压互感器的额定电压应根据实际测量的电压范围来确定。
一般来说，额定电压应略大于实际测量电压的最大值，以保证互感器在额定工作范围内的准确度和稳定性。
2.选择电压互感器的准确度等级：电压互感器的准确度等级决定了测量的准确程度，常见的准确度等级有0.1、0.2、0.5等。
一般来说，对于需要高精度测量的场合，应选择较高的准确度等级。
3.计算电压互感器的一次侧额定电压：一次侧额定电压指的是电压互感器的一次绕组所能承受的最大电压。
根据电压互感器的额定变比和一次侧额定电压可以得到二次侧的额定电压。
4.考虑电压互感器的负载能力：电压互感器的负载能力是指在额定负载时，互感器的二次绕组电流不超过一定范围。
电流互感器二次连接导线截面积的选择
电流互感器二次连接导线截面积的选择
电流互感器接入的总二次负载超过额定值时，则准确等级会下降；二次负载过低，误差也偏大，所以，根据国家标准规定，一般测量用电流互感器而二次负载S（VA）必须在额定负载S2n和下限负载范围内即：0.25S2n≤S≤S2n。
电流互感器二次回路连接导线的阻抗是二次负载阻抗的一部分，尤其是大型发电厂、变电站，二次电流回路导线的阻抗是二次负载阻抗的主要部分，直接影响着电流互感器的误差。
因此在二次回路连接导线长度一定时，其截面积需要经计算确定，电流互感器的额定负载可用下式表示：[标签:内容]。
电流互感器二次电缆的截面选择
电流互感器二次电缆的截面选择
我们知道CT二次负担包括二次电缆及负载（继电器、仪表等）。
在这里说一下二次电缆负担的计算方法，可以为我们CT选型及二次电缆选型提供依据。
我们知道导线电阻=ρL/S，ρ为导体的电阻率，铜的电阻率为0.0172，L为导体长度，单位米，S为导体截面，单位平方毫米。
举个例子，CT为星接，CT与控制室距离100米，那么每相CT电缆的负担为：
采用1.5平方电缆时：
0.0172×200/1.5=2.3欧
采用2.5平方电缆时：
0.0172×200/2.5=1.376欧
距离50米时1.5平电缆1.15欧，2.5平电缆0.7欧。
就地安装时2.5平线为0.07欧与继电器阻抗持平。
一般继电器的功率为1VA左右，微机保护每相功率也在1VA左右，折算到阻抗为0.04欧。
即便是3-4块继电器串在一起，也只是0.1欧多一点，所以CT的二次负担当CT与保护安装处的距离超过50米时主要体现在二次电缆的电阻上。
假设CT二次负担为20VA，即0.8欧，保护安装处距离CT100米。
那么需要电缆二次截面至少应为
S=200×0.0172/0.8=4.3平方毫米，这时只能选择6平电缆或2芯2.5平电缆并联才能满足CT二次负担要求。
低压电流互感器二次侧热稳定计算
一、概述低压电流互感器在电力系统中起着重要的作用，它可以将高电流变换成低电流，为电力系统的安全稳定运行提供了重要保障。
在低压电流互感器的设计和使用过程中，二次侧的热稳定性是一个值得关注的问题。
本文将针对低压电流互感器二次侧热稳定性进行计算和分析。
二、热稳定性的重要性低压电流互感器在实际运行中会受到电流的作用而产生热量，如果在一定时间内无法散热，就会导致温升过高，从而影响设备的安全稳定运行。
热稳定性的计算和分析对于确保低压电流互感器的安全运行至关重要。
三、热稳定性的计算方法1. 热平衡方程的建立在进行热稳定性计算时，首先需要建立热平衡方程，考虑到电流作用下的热源和散热条件，以及互感器的热容、热导率等参数，将热平衡方程表示为数学公式。
2. 温度场的数值模拟将热平衡方程转化为数值模拟的问题，通过计算机软件进行模拟，得到互感器在不同工作条件下的温度场分布，为后续的分析提供数据支持。
四、热稳定性的分析1. 热稳定性评估标准制定互感器热稳定性的评估标准，包括温升上限、稳态温度分布、瞬态温度响应等指标，用于评估互感器在工作过程中的热稳定性。
2. 热稳定性的改进方案针对互感器热稳定性存在的问题，提出合理的改进方案，包括材料的选择、结构的优化、散热系统的设计等方面，以提高互感器的热稳定性。
五、案例分析通过具体的案例分析，对低压电流互感器二次侧热稳定性进行实际的计算和分析，以验证所提出的热稳定性评估方法的有效性，并对改进方案的实际效果进行验证。
六、结论本文针对低压电流互感器二次侧热稳定性进行了深入的计算和分析，提出了热平衡方程的建立，温度场的数值模拟，热稳定性的评估标准、改进方案等方面的内容，并通过案例分析进行了验证，得出了关于低压电流互感器二次侧热稳定性的结论。
这些结果对于优化互感器设计、提高电力系统的安全可靠运行具有一定的指导意义。
七、热稳定性的评估标准在进行热稳定性评估时，需要制定一系列的评估标准来量化互感器的热稳定性表现。
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附件1
XXXXX公司
科学技术进步奖申报书
项目名称 电流互感器二次负载的计算及选择
任务来源 ±800kV中州换流站检修
申报单位 XXXX公司
项目起止时间 2014年9月1日 至2014年9月30日
申报日期 2014年12月01日
一、 项目研究的主要内容
用于计费的电能计量装置的误差是指电流互感器(TA)、电压互感器(TV)、TV二
次压降及电能表的综合误差，二次负载阻抗的大小直接影响着互感器的误差；同样
标准传递用的互感器标准装置，二次阻抗值也影响着互感器误差，所以在电流互感
器标准装置的考核中，二次负载阻抗是评定装置是否合格的重要指标之一。
1 电流互感器二次负载对误差的影响
1．1 电流互感器的等值电路
电流互感器的等值电路如图1所示。
从图1可知：
I m=一E1／Zm ；
I1≈ 一I2=一E2／Z02．
式中：Zm= 激磁阻抗，Zm = Rm +jXm；
Z02——二次回路总阻抗。
由于Z02包括二次绕组阻抗Z2(Z2=R2+jX2)和二次负载阻抗Zb(Zb=Rb+jXb)，
故
由此可见，二次负载阻抗Zb减小可使电流互感器的比差f和角差ɑ减小。因
为Zb减小后U2会减小，E2也减小，所需Im减小，误差因而减小。由此可见电流
互感器的误差与阻抗Zb有关。由图1也可以得出电流互感器的误差
式中：K—额定电流比。
由上式可知，电流互感器误差与二次负载阻抗的大小成正比。这是因为当二次
负载阻抗增大时，铁心的磁通密度增大，磁导率略为减小，所以，电流互感器的误
差随二次负载阻抗增大而增大。
1．2 电流互感器的负载特性
电流互感器的负载特性系指电流互感器的二次负载阻抗与误差的关系，其关系
曲线如图2所示。从图2可见：当二次负载阻抗减小时，电流互感器的比差向正的
方向变化，而角差向负的方向变化。所以要保证电流互感器在运行中误差合格，要
求其二次负载的容量在其标称值的25％ ～ 100％ 之间，即
0．25 Sr≤S≤Sr
式中：S— 电流互感器的二次负载容量；
Sr—电流互感器的额定容量。
现场运行中的电流互感器在正常负载下，其误差在容许的范围之内。但是，
由于运行条件的变化，诸如实行峰谷电价，在电流互感器的二次回路中接入有功分
时电能表，或者因为采用微机远动装置在电流互感器的二次回路中串入各种变送
器，皆会使电流互感器的二次负荷超过规定值，引起计量误差增大。因此，现场运
行时必须加以监测，供电企业各部门应互相通报情况，及时采取补救措施。
2 电流互感器标准装置的二次负载
2．1 电流互感器标准装置二次回路阻抗的测试原理
二次负载对电流互感器误差的影响很大，因此在对试验室里的电流互感器标准
装置进行检定和复查时，除进行电流互感器标准装置的重复性试验、误差测量、电
压和电流调节设备及其连接导线的检查试验、工频耐压试验等测试外，还有一项很
重要的测试，即对装置被检电流互感器二次回路的阻抗测量。
DL／T 668-1999《测量用互感器检验装置》规定：被检电流互感器二次回路的
实际负荷包括二次电流负载箱和二次导线的阻抗，当在额定二次电流的5~120％(用
于检验s级互感器的装置还应在额定二次电流的1％～120％范围内)，其有功分量和
无功分量的误差，不应超过±3％。
2．2 电流互感器标准装置二次回路阻抗的测试方法
电流互感器标准装置建标、复查时，被测和标准互感器的二次实际负荷应为规
定值，必须进行实地测试。
图4是用比较法检定电流互感器最常用的三种接线方式。接线方式不同，测
试电流互感器二次负载阻抗的方法也不同。
对于第1种接线方式(如图4(a)所示)，被检电流互感器的导线(一般为0．05
Ω或0．06 Ω)是从校验仪T2端至被检电流互感器K2端之间的连接线。设T2端至
Z的连接导线的电阻为R1，K2端至Z的连接导线的电阻为R2，则R1+ R2=0．05
Ω或R1+ R2=0．06 Ω。
对于第2种接线方式(如图4(b)所示)，被检电流互感器的导线包括校验仪T2
端到被检电流互感器K2端的连接线和被检侧K1至标准侧K1的连接线。设被检侧
K1至标准侧KI的连接导线的电阻为尺3，则R1+ R2+ R3=0．05Ω或R1+ R2+ R3=0．06
Ω。
对于第3种接线方式(如图4(c)所示)，被检电流互感器的导线包括从校验仪
T2端至被检电流互感器K2端之间的连接线和校验仪K端至被检侧K1的接线。设校
验仪K端至被检侧K1的连接导线的电阻为R4，则R1+ R2+ R4=0．05Ω或尺 +尺2+
尺 =0．06Ω。设校验仪K端至标准侧K1的电阻为R5，校验仪T1端至标准侧K2的
电阻为R6，互感器校验仪的内阻抗为ZT0，则标准电流互感器的二次负载阻抗为R5+ R6+
ZT0。
以上是测试被检互感器二次阻抗的线路和方法，对测试标准互感器二次阻抗
也是一样。
二、项目的主要技术创新点
电流互感器二次负载阻抗对电流互感器误差有较大的影响。为此，通过电流互
感器等值电路和误差曲线，分析了电流互感器的二次负载特性，并讨论了电流互感
器标准装置二次回路阻抗的测试原理和方法。
三．项目的技术难点及解决方法
阻抗值的大小除与导线的长度、导线横截面积大小有关外，与接触电阻也有关
系，有些装置因使用年限长，导线老化，使得阻抗值增大，另外接线时的用力程度
对接触电阻的影响也较大。这些都要在测试阻抗值时注意的。
四、所涉及的专业：（写出专业名称）
继电保护
五、耗费的人力（人数天数）
7人×2天
六、耗费的物力、财力（万元）
0
七、项目对政治、社会、经济和环境产生的效益及影响程度。（在认为合适的栏目
内打“√”）
很大 较大 大 一般 较小
√
八、项目在国内同行业、公司内部、本专业推广应用前景
在各常规传统变电站有良好的推广应用前景。
九、项目完成情况表
本项目 实际总投资
无
其
中
上级拨款
无
公司投资
无
自筹资金
无
主要完成单位
变电工程公司
主要协作单位
无
十、项目主要完成人员情况表
序
号
姓名
性别 年龄 学历
职务 职称 工作
单位
在项目研究
中担任的角色
1
2
3
4
5
6
7
十一、填表要求：
1.项目主要完成人员是指对成果的关键技术问题有直接贡献的人员，原则上人员不
得超过7个。
2.凡属科学技术研究的新成果、新材料、新产品、新工艺、新设计、新技术推广应
用、科学管理方法、标准、计量、科技信息等都可使用该表填报。