目次前言1范圍2標準性引用文件3術語、定義和符號3.1電流互感器術語和定義3.2電壓互感器術語和定義3.3符號4電流互感器應用的一般問題4.1根本特性及應用4.2電流互感器的配置4.3一次參數選擇4.4二次參數選擇5測量用電流互感器5.1類型及額定參數選擇5.2準確級選擇5.3二次負荷選擇及計算6保護用電流互感器6.1性能要求6.2類型選擇6.3額定參數選擇6.4準確級及誤差限值6.5穩態性能驗算6.6二次負荷計算7TP類保護用電流互感器7.1電流互感器暫態特性根本計算式7.2TP類電流互感器參數7.3TP類電流互感器的誤差限值和標準7.4TP類電流互感器的應用7.5TP類電流互感器的性能計算8電壓互感器

8.1分類及應用8.2配置和接線8.3一次電壓選擇8.4二次繞組和電壓選擇8.5準確等級和誤差限值8.6二次繞組容量選擇及計算8.7電壓互感器的特殊問題附錄A〔資料性附錄〕TP類電流互感器的暫態特性附錄B〔資料性附錄〕測量儀表和保護裝置電流回路功耗附錄C〔資料性附錄〕P類或PR類電流互感器應用例如附錄D〔資料性附錄〕TP類電流互感器應用例如附錄E〔資料性附錄〕電子式互感器簡介前言隨著超高壓系統的開展和電力體制的改革，繼電保護系統和測量計費系統對電流互感器和電壓互感器提出了許多新的和更嚴格的要求，現有的選擇和計算方法已不能適應。為了標準電流互感器和電壓互感器的選擇和計算方法，統一對產品開發的技術要求，解決設計應用存在的問題，特制定此標準。有關電流互感器和電壓互感器的國家標準和行業標準對互感器的技術標準和訂貨技術條件作了規定，本標準是對電力工程中如何選定這些標準和需要進行的相應計算方法作出規定，并對新產品開發提出要求。本標準主要適用于工程廣泛使用的常規電流互感器和電壓互感器。對于新開發的尚未普遍應用的新型電子式互感器，僅在附錄中給出簡要介紹。本標準的附錄均為資料性附錄。本標準由中國電力企業聯合會提出。本標準由電力行業電力規劃設計標準化技術委員會歸口。本標準起草單位：國電華北電力設計院工程、中國電力建設工程咨詢公司。本標準起草人：袁季修、卓樂友、盛和樂、吳聚業、李京。本標準由電力行業電力規劃設計標準化技術委員會負責解釋。

電流互感器和電壓互感器選擇及計算導則1范圍本標準給出了電力工程用的電流互感器和電壓互感器選擇及計算方法，包括：保護及測量用互感器的性能要求，互感器類型和參數選擇，以及相關的計算方法等。本標準主要規定電流互感器和電壓互感器二次方面的有關內容。本標準適用于常規的交流電流互感器、電磁式電壓互感器、電容式電壓互感器、輔助電流互感器和輔助電壓互感器。不適用于低電平輸出的電子式互感器、測量和保護裝置內部專用的變換器、直流電流互感器、交流操作專用互感器和試驗室用互感器。2標準性引用文件以下文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。但凡注日期的引用文件，其隨后所有的修改單〔不包括勘誤的內容〕或修改版均不適用于本標準，然而，鼓勵根據本標準達成協議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。但凡不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標準。GB1207電壓互感器〔eqvIEC60186:1987〕GB1208電流互感器〔eqvIEC60185:1987〕GB/T4703電容式電壓互感器〔eqvIEC60186:1987〕GB16847保護用電流互感器暫態特性技術要求〔idtIEC60044-6:1992〕DL/T725電力用電流互感器訂貨技術條件DL/T726電力用電壓互感器訂貨技術條件IEC60044-1Amendment1:2000互感器第一局部電流互感器第一號修改單IEEEStdC37.110—1996保護繼電器用電流互感器的應用導則3術語、定義和符號3.1電流互感器術語和定義對于電流互感器，本標準采用GB1208及GB16847的有關術語和定義，并補充了IEC60044—1的有關術語。3.1.1電流互感器通用術語和定義3.1.1.1額定一次電流ratedprimarycurrent〔Ipn〕作為電流互感器性能基準的一次電流值。3.1.1.2額定二次電流ratedsecondarycurrent〔Isn〕作為電流互感器性能基準的二次電流值。3.1.1.3電流誤差〔比誤差〕currenterror〔ratioerror〕〔I〕互感器在測量電流時所出現的誤差，它是由于實際電流比與額定電流比不相等造成的。電流誤差的百分值用式〔1〕表示：100%〔1〕式中：Kn——額定電流比；Ip——實際一次電流方均根植，A；Is——測量條件下通過一次電流Ip時的二次電流方均根值，A。3.1.1.4相位差phasedisplacement〔ε〕一次電流與二次電流相量的相位之差。相量方向是以理想互感器中的相位差為零來決定的。假設二次電流相量超前一次電流相量時，相位差作為正值。相位差通常用min〔分〕或crad〔厘弧度〕表示。3.1.1.5復合誤差compositeerror〔c〕在穩態條件下，一次電流瞬時值與二次電流瞬時值乘以Kn兩者之差的方均根值。通常復合誤差的百分值按式〔2〕表示：100％〔2〕式中：Kn——額定電流比；Ip——一次電流方均根值，A；ip——一次電流瞬時值，A；is——二次電流瞬時值，A；T——一個周波的時間，A。3.1.1.6準確級accuracyclass對電流互感器所給定的等級。互感器在規定使用條件下的誤差應在規定限度內。3.1.1.7負荷burden〔Zb或Sb〕電流互感器二次回路所接的阻抗Zb。用歐姆和功率因數表示。負荷可用視在功率的伏安值表示，它是在額定電流和規定功率因數下所吸取的視在功率Sb。3.1.1.8額定負荷ratedburden〔Zbn或Sbn〕確定互感器準確級所依據的負荷值。電阻性負荷Rb的額定值為額定負荷電阻Rbn。3.1.1.9二次繞組電阻secondarywindingresistance〔Rct〕以歐姆值表示的二次繞組直流電阻，校正至75℃或其他規定溫度。3.1.1.10額定連續熱電流ratedcontinuousthermalcurrent〔Icth〕在二次繞組接有額定負荷下，一次繞組允許連續流過的一次電流。此時，電流互感器的溫升不超過規定的限值。額定短時熱電流ratedshort-timethermalcurrent〔Ith〕在二次繞組短路的情況下，電流互感器在1s內能承受住且無損傷的最大的一次電流方均根值。額定動穩定電流rateddynamiccurrent〔Idyn〕在二次繞組短路的情況下，電流互感器能承受其電磁力的作用而無電氣或機械損傷的最大的一次電流峰值。測量用電流互感器補充術語和定義儀表保安系數instrumentsecurityfactor〔FS〕測量用電流互感器在二次負荷等于額定值，且復合誤差等于或大于10％時的最小一次電流值為額定儀表限值一次電流〔IPL〕。IPL與額定一次電流〔Ipn〕之比為儀表保安系數FS。注：在系統故障電流超出IPL時，復合誤差應大于10％以限制二次電流，防止由其供電的儀表損壞。保護用電流互感器穩態下的補充術語和定義P類保護用電流互感器protectioncurrenttransformerclassP準確限值規定為穩態對稱一次電流下的復合誤差〔c〕的電流互感器，它對剩磁無限制。PR類保護用電流互感器protectioncurrenttransformerclassPR剩磁系數有規定限值的電流互感器。某些情況下，也可規定二次回路時間常數值和/或二次繞組電阻的限值。PX類保護用電流互感器protectioncurrenttransformerclassPXPX類保護用電流互感器是一種低漏磁的電流互感器，當互感器二次勵磁特性、二次繞組電阻、二次負荷電阻和匝數比時，就足以確定其與所接保護系統有關的性能。額定準確限值一次電流ratedaccuracylimitprimarycurrent〔Ipal〕在穩態情況下，電流互感器能滿足復合誤差要求的最大一次電流值。準確限值系數accuracylimitfactor〔Kalf或ALF〕額定準確限值一次電流〔Ipal〕與額定一次電流〔Ipn〕之比，即：Kalf=Ipal/Ipn〔3〕額定二次極限電動勢〔Esl〕在穩態情況下，準確限值系數〔Kalf〕、額定二次電流〔Isn〕、額定負荷〔Zbn〕與二次繞組阻抗〔Zct〕的相量和三者的乘積，即：Esl=KalfIsn〔4〕實際計算時，Zbn和Zct可近似采用Rbn和Rct值。3.1.3.7勵磁特性excitationcharacteristic當一次繞組和其他繞組開路時，施加于電流互感器二次端子上的正弦波電動勢方均根值與勵磁電流方均根值之間的關系，用曲線圖或表格表示。這些數值的整個范圍，應足以確定從低勵磁值至額定拐點電動勢的特性。額定拐點電動勢〔Ek〕勵磁電流方均根值增加不大于50％。此時互感器所有其他端子開路。注：實際拐點電動勢應不小于額定拐點電動勢。計算系數dimensioningfactor〔Kx〕計算系數是由用戶給定的一個系數，表示互感器在電力系統故障情況下出現的額定二次電流〔Isn〕的倍數，包括平安因數在內，要求互感器在該值下滿足要求的性能。飽和磁通saturationflux〔s〕鐵芯中由非飽和狀態向全飽和狀態轉變時的磁通峰值，并認為它是在鐵芯的B-H特性曲線上B值上升10％而使H值上升50％的那一點。注：TPS級電流互感器飽和磁通的定義略有不同，參見。剩磁通remanentflux〔r〕鐵芯在切斷勵磁電流3min后剩余的磁通，該勵磁電流的幅值足以產生按條定義的飽和磁通〔s〕。剩磁系數remanencefactor〔Kr〕剩磁通〔r〕與飽和磁通〔s〕之比，即：Kr=r/s〔5〕二次回路時間常數secondarylooptimeconstant〔Ts〕電流互感器二次回路的時間常數值，由勵磁電感〔Le〕和漏電感〔Lct〕之和〔Ls〕與二次回路電阻〔Rs〕之比得出：Ts=〔Le+Lct〕/Rs=Ls/Rs〔6〕式中：Rs——電流互感器二次繞組電阻〔Rct〕與外接電阻性負荷〔Rb〕之和。當外接電阻性負荷為額定值〔Rbn〕時，求得的Ts值為額定二次回路時間常數Tsn。3.1.3.14低漏磁電流互感器lowleakagefluxcurrenttransformer這種電流互感器，當其二次勵磁特性和二次繞組電阻時，便可估算其暫態性能，它對應于額定值或較低值的一次對稱短路電流下的負荷與工作循環任何組合，但不超過由二次勵磁特性確定的電流互感器能力的理論限值。注：一次導體為單匝、二次繞組均勻分布和返回導體影響可忽略的電流互感器一般為低漏磁電流互感器。高漏磁電流互感器highleakagefluxcurrenttransformer3.1.3.16保護校驗故障電流protectivecheckingfaultcurrent〔Ipcf〕1〕校驗電流互感器特性時，為保證保護裝置正確動作而合理選用的一次故障電流。3.1.3.17保護校驗系數protectivecheckingfactor〔Kpcf〕1〕保護校驗故障電流〔Ipcf〕與電流互感器額定一次電流〔Ipn〕之比，即：Kpcf=Ipcf/Ipn〔7〕給定暫態系數specifiedtransientfactor〔K〕1〕為考慮電流互感器暫態飽和影響由用戶給定的暫態系數。K為所選用互感器的額定準確限值一次電流Ipal與保護校驗故障電流Ipcf之比，即：K=Ipal/Ipcf=Kalf/Kpcf〔8〕3.1.4保護用電流互感器暫態下的補充術語和定義3.1.4.1TP類保護用電流互感器protectioncurrenttransformerclassTP能滿足短路電流具有非周期分量的暫態過程性能要求的保護用電流互感器為TP類保護用電流互感器。分為以下級別并定義如下：TPS級：低漏磁電流互感器，其性能由二次勵磁特性和匝數比誤差限值規定。對剩磁無限制。TPX級：準確限值規定為在指定的暫態工作循環中的峰值瞬時誤差()。對剩磁無限制。TPY級：準確限值規定為在指定的暫態工作循環中的峰值瞬時誤差〔〕。剩磁不超過飽和磁通的10％。TPZ級：準確限值規定為在指定的二次回路時間常數下，具有最大直流偏移的單次通電時的峰值瞬時交流分量誤差〔ac〕。無直流分量誤差限值要求。剩磁實際上可以忽略。3.1.4.2額定一次短路電流ratedprimaryshort-circuitcurrent〔Ipsc〕在暫態情況下，電流互感器額定準確度性能所依據的對稱一次短路電流分量方均根值。3.1.4.3額定對稱短路電流倍數ratedsymmetricalshort-circuitcurrentfactor〔Kssc〕暫態條件下額定一次短路電流〔Ipsc〕與額定一次電流〔Ipn〕之比，即：Kssc=Ipsc/Ipn〔9〕3.1.4.4瞬時誤差電流instantaneouserrorcurrent〔iε〕iKnis–ip〔10〕在同時具有交流誤差分量〔iεac〕和直流誤差分量〔iεdc〕時，所含各分量分別表示如下：iiac+idc=〔Knisac-ipac〕+〔Knisdc-ipdc〕〔11〕3.1.4.5峰值瞬時〔總〕誤差peakinstantaneous〔total〕error〔〕峰值瞬時〔總〕誤差指在規定的工作循環中的最大瞬時誤差電流，表示為額定一次短路電流峰值的百分數：〔12〕其中峰值瞬時交流分量誤差為交流分量最大瞬時誤差電流，表示為額定一次短路電流峰值的百分數：〔13〕3.1.4.6規定的一次時間常數specifiedprimarytimeconstant〔Tp〕暫態情況下，電流互感器性能所依據的一次電流非周期分量的時間常數規定值。對TPX、TPY和TPZ級電流互感器，此值也可有額定值，并標在銘牌上。3.1.4.7保持準確限值的時間permissibletimetoaccurarylimit〔tal〕在給定工作循環的任何指定通電期間內，不超出規定準確度的允許時間。注：這個時間通常根據保護系統的臨界測量時間確定，但當保護穩定性〔不誤動〕是限制條件時，還需計入斷路器切斷電流的時間。3.1.4.8到達最大磁通的時間timetomaximumflux〔tmax〕假定在規定的通電時間鐵芯不飽和，電流互感器鐵芯中的暫態磁通到達最大值所經歷的時間。3.1.4.9規定的工作循環specifieddutycycle〔C-O和/或C-O-C-O〕在工作循環的各通電期間中，設一次電流為“全偏移〞〔見下注〕，并具有規定的衰減時間常數〔Tp〕和額定幅值〔Ipsc〕。工作循環如下：單次通電：C-t-O。雙次通電：C-t-O-tfr-C-t-O〔兩次通電時的磁通極性相同〕。其中：t是第一次電流通過時間；t是第二次電流通過時間。tfr為自動重合閘時無電流時間，即在斷路器自動重合閘工作循環中，一次短路電流從切斷起到其重復出現時的時間間隔。注：假設電流為局部偏移，則所需的暫態系數便降低，降低值約正比于偏移量的減小值。因此建議一般計算采用全偏移參數，必要時可按適當的局部偏移進行修正。3.1.4.10暫態系數transientfactor〔Ktf〕電流互感器經受單次通電且假設二次回路時間常數〔Ts〕在整個通電期間保持不變時，理論上的二次匝鏈總磁通與該磁通交流分量的峰值之比。3.1.4.11暫態面積系數transientdimensioningfactor〔Ktd〕TP類電流互感器在暫態情況下，滿足規定的工作循環所需的暫態面積增大倍數的理論值。3.1.4.12額定等效二次極限電動勢〔Eal〕在暫態情況下，滿足規定工作循環所需的額定頻率下的二次電路等效電動勢方均根值。Eal=KsscKtdIsn〔Rct+Rbn〕〔〕〔14〕注：在暫態情況下，電流互感器的極限條件嚴格說只能用二次繞組感應電動勢對時間積分來定義〔即只能用磁通來定義〕，這個電動勢在規定的通電條件下產生二次負荷電流。但為了數學上的方便，采用等效正弦波電動勢來定義此極限條件。與的Es1有區別，Es1是真正的正弦波感應電動勢，Eal只是一個等效的正弦電動勢。3.2電壓互感器術語和定義對于電壓互感器，本導則采用GB1207和GB4703的有關術語和定義。3.2.1電壓互感器通用術語和定義3.2.1.1額定一次電壓ratedprimaryvoltage〔Upn〕作為電壓互感器性能基準的一次電壓值。3.2.1.2額定二次電壓ratedsecondaryvoltage〔Usn〕作為電壓互感器性能基準的二次電壓值。3.2.1.3電壓誤差〔比誤差〕voltageerror〔ratioerror〕〔εv〕互感器在測量電壓時出現的誤差。它是由實際電壓比不等于額定電壓比而造成的。電壓誤差以百分數表示如下：100％〔15〕式中：Up——實際一次電壓，V；Us——在測量條件下，施加Up時的實際二次電壓，V；Kn——額定一次電壓與額定二次電壓之比。3.2.1.4相位差phasedisplacement〔ε〕電壓互感器一次電壓相量與二次電壓相量的相位之差。相量方向是以理想互感器中的相位差為零來確定的。假設二次電壓相量超前一次電壓相量，則相位差為正值。相位差通常用min〔分〕或crad〔厘弧度〕表示。3.2.1.5準確級accuracyclass對電壓互感器所給定的等級，互感器在規定使用條件下的誤差應在規定的限值內。3.2.1.6負荷burden〔Sb〕電壓互感器二次回路所汲取的視在功率，用伏安值表示。確定電壓互感器準確級所依據的負荷值為額定負荷Sbn。3.2.1.7熱極限輸出thermallimitingoutput在額定一次電壓下的溫升不超過規定限值時，二次繞組所能供應的以額定電壓為基準的視在功率值。在這種情況下，誤差限值可能超過。一般不允許兩個或更多二次繞組同時供應熱極限輸出。3.2.1.8額定電壓因數ratedvoltagefactor〔KU〕滿足規定時間內的有關熱性能要求并滿足準確級要求的最高電壓與額定一次電壓的比值。3.2.2保護用電壓互感器補充術語和定義3.2.2.1剩余電壓繞組residualvoltagewinding電壓互感器的附加二次繞組，用以在三相時接成開口角形，在接地故障時產生剩余電壓。3.2.3電容式電壓互感器補充術語和定義3.2.3.1電容式電壓互感器capacitorvoltagetransformer一種由電容分壓器和電磁單元組成的電壓互感器。3.2.3.2電容分壓器capacitordivider由電容器組成的分壓器。3.2.3.3高壓電容器high-voltagecapacitor〔C1〕電容分壓器中接于高壓端子與中壓端子之間的電容器。3.2.3.4中壓電容器intermediate-voltagecapacitor〔C2〕電容分壓器中接于中壓端子與低壓或接地端子之間的電容器。3.2.3.5電磁單元electromagneticunit一種接在電容分壓器的中壓端子和接地端子或地之間，以電磁感應方式產生二次電壓的電容式電壓互感器的部件。注：電磁單元通常由中間變壓器、電抗器及其他附件組成。3.2.3.6分壓比voltageratio〔ofacapacitordivider〕中壓電容器上未并聯阻抗時，施加于電容分壓器高壓端子與低壓端子之間的電壓與中間電壓的比值。其數值上等于〔C1+C2〕/C1。spanlang=ZH-CN>3.3符號本導則采用的符號如表1所示：表1電流互感器和電壓互感器有關參數的符號〔1〕電流互感器符號參數名稱Ek拐點電動勢Es二次感應電動勢〔穩態〕Es1額定二次極限電動勢〔穩態〕Ea1額定等效二次極限電動勢〔暫態〕FS儀表保安系數IPL額定儀表限值一次電流Ip一次電流Ipn額定一次電流Ipal額定準確限值一次電流〔穩態〕Ipsc額定一次短路電流〔暫態〕Ipcf保護校驗故障電流Is二次電流Isn額定二次電流Ie二次勵磁電流Iscmax最大短路電流Ith額定短時熱電流〔方均根值〕Idyn額定動穩定電流〔峰值〕ie二次勵磁電流瞬時值ip一次電流瞬時值is二次電流瞬時值K給定暫態系數〔適用于P，PR，TPS〕表1〔續〕〔1〕電流互感器符號參數名稱Kalf〔ALF〕準確限值系數〔穩態〕Kn額定電流比Kpcf保護校驗系數Kr剩磁系數Kssc額定對稱短路電流倍數〔暫態〕Ktf暫態系數〔適用于TPX，TPY，TPZ〕Ktd暫態面積系數Kx計算系數〔適用于PX〕Lb二次負荷電感Lct互感器二次繞組漏電感Le勵磁回路電感Rb二次負荷電阻Rbn額定二次負荷電阻Rct互感器二次繞組電阻Sb二次負荷視在功率Sbn額定二次負荷視在功率Tp規定的一次時間常數Ts互感器二次時間常數Tsn互感器額定二次時間常數tal保持準確限值的時間tfr自動重合閘時無電流時間tmax到達最大磁通的時間Zb二次負荷阻抗Ze勵磁阻抗Zct二次繞組阻抗εI電流誤差〔比誤差〕ε角度誤差〔相位差〕εc復合誤差峰值瞬時誤差Ψs飽和磁通Ψr剩磁通〔2〕電壓互感器Cn額定電容C1高壓電容器C2中壓電容器Kn額定電壓比Ku額定電壓因數Sb二次負荷表1〔續〕〔2〕電壓互感器符號參數名稱Sbn額定二次負荷Up一次電壓Upn額定一次電壓Ures剩余電壓Us二次電壓Usn額定二次電壓εv電壓誤差〔比誤差〕ε角度誤差〔相位差〕4電流互感器應用的一般問題4.1根本特性及應用電流互感器的簡化等值電路見圖1〔a〕，相量圖參見圖1〔b〕。a〕等值電路圖b〕相量圖圖1電流互感器等值電路及相量圖4.1.2電流互感器按其功能分為測量用電流互感器和保護用電流互感器兩類：測量用電流互感器分為一般用途和特殊用途〔S類〕兩類；保護用電流互感器分為P類、PR類、PX類和TP類，TP類適用于短路電流具有非周期分量時的暫態情況。一組電流互感器一般具有多個二次繞組〔鐵芯〕用于供應不同的儀表或繼電保護。各個二次繞組的變比通常是相同的。電流互感器可通過改變一次繞組串并聯實現不同變比。某些特殊情況下，各二次繞組也可采用不同變比，這種互感器稱為復式變比電流互感器。某些情況下，也可采用二次繞組抽頭實現不同變比。某些情況下，電流互感器經過兩次變換才將正比于一次電流的信號傳送至二次回路。第二次變換所用互感器稱為輔助互感器，電流互感器及其輔助互感器的綜合性能應符合各種用途提出的性能要求，如準確級、二次負荷等。輔助互感器宜采用降流型。工程工程中選用電流互感器時應根據電力系統測量儀表和繼電保護的要求，按照GB1208的有關內容，結合工程的實際情況，提出訂貨技術標準，包括使用環境條件、額定參數、技術性能、絕緣要求及一般結構要求等。參見DL/T725。某些特殊性能要求可由訂貨方和供貨方協商確定。4.2電流互感器的配置電流互感器的類型、二次繞組的數量和準確級應滿足繼電保護自動裝置和測量儀表的要求。保護用電流互感器的配置應防止出現主保護的死區。接入保護的互感器二次繞組的分配，應注意防止當一套保護停用時，出現被保護區內故障時的保護動作死區。對中性點有效接地系統，電流互感器可按三相配置；對中性點非有效接地系統，依具體要求可按兩相或三相配置。當配電裝置采用一個半斷路器接線時，對獨立式電流互感器每串宜配置三組，每組的二次繞組數量按工程需要確定。繼電保護和測量儀表宜用不同二次繞組供電，假設受條件限制須共用一個二次繞組時，其性能應同時滿足測量和保護的要求，且接線方式應防止儀表校驗時影響繼電保護工作。4.2.6在使用微機保護的條件下，各類保護宜共用二次繞組，以減少互感器二次繞組數量。但一個元件的兩套互為備用的主保護應使用不同的二次繞組。4.2.7電流互感器的二次回路不宜進行切換，當需要時，應采取防止開路的措施。4.3一次參數選擇4.3.1電流互感器應根據其所屬一次設備的額定電流或最大工作電流選擇適當的額定一次電流。額定一次電流〔Ipn〕的標準值為：10、12.5、15、20、25、30、40、50、60、75A以及它們的十進位倍數或小數。4.3.2電流互感器的額定連續熱電流〔Icth〕、額定短時熱電流〔Ith〕和額定動穩定電流〔Idyn〕應能滿足所在一次回路的最大負荷電流和短路電流的要求，并應適當考慮系統的開展情況。當互感器一次繞組可串、并聯切換時，應按其接線狀態下實際短路電流進行Ith及Idyn校驗。4.3.3選擇額定一次電流時，應使得在額定電流比條件下的二次電流滿足該回路測量儀表和保護裝置的準確性要求。詳見第5章和第6章。4.3.4為適應不同要求，某些情況下在同一組電流互感器中，保護用二次繞組與測量用二次繞組可采用不同變比。4.4二次參數選擇4.4.1二次電流選擇電流互感器額定二次電流〔Isn〕有1A和5A兩類。a〕對于新建發電廠和變電所，有條件時電流互感器額定二次電流宜選用1A。b〕如有利于互感器安裝或擴建工程原有電流互感器采用5A時，以及某些情況下為降低電流互感器二次開路電壓，額定二次電流可選用5A。c〕一個廠站內的互感器額定二次電流允許同時采用1A和5A。4.4.2二次負荷選擇及計算a〕電流互感器的二次負荷可用阻抗Zb〔Ω〕或容量Sb〔VA〕表示。兩者之間的關系為：〔16〕b〕c〕計算連接導線的負荷時，一般情況下可忽略導線電感，而僅計及其電阻Rl：〔17〕式中：L——電纜長度，m；A——導線截面，電流回路采用2.5mm2及以上截面積的銅導線，mm2；γ——電導系數，銅取57，m/(Ω×mm)。5測量用電流互感器5.1類型及額定參數選擇5.1.1類型選擇測量用電流互感器有一般用途和特殊用途〔S類〕兩類。工程應用中應根據電力系統測量和計量系統的實際需要合理選擇互感器的類型。要求在工作電流變化范圍較大情況下作準確計量時可選用S類電流互感器。為保證二次電流在適宜的范圍內，可采用復式變比或二次繞組帶抽頭的電流互感器。電能計量用儀表與一般測量儀表在滿足準確級條件下，可共用一個二次繞組。5.1.2額定參數選擇測量用電流互感器的額定參數選擇除滿足第4章的要求外，還要考慮以下情況：a〕測量用電流互感器的二次負荷不應超出規定的保證準確級的負荷范圍。b〕測量用的電流互感器的額定一次電流應接近但不低于一次回路正常最大負荷電流。對于某些指示儀表，為使儀表在正常運行時指示在刻度標尺的3/4左右，并且過負荷運行時能有適當指示，可選用Ipn≥1.25Ib，其中Ib為一次設備的額定電流或線路最大負荷電流。對于直接啟動電動機的測量儀表用的電流互感器可選用Ipn＞1.5Ib。c〕為在故障時一次回路短時通過大短路電流不致損壞測量儀表，測量用電流互感器可選用具有儀表保安限值的互感器，儀表保安系數〔FS〕宜選擇10，必要時也可選擇5。對于電子式儀表，可不考慮保安系數的要求。d〕必要時可采用具有電流擴大值特性的電流互感器，其連續熱電流可選用額定一次電流的120％，特殊情況可選用150％或200％。注：對于0.1～1級電流互感器，可以規定電流的擴大值。此時要求：①額定連續熱電流應是額定擴大一次電流值〔表示為額定一次電流的百分數〕；②額定擴大一次電流下的電流誤差和相位差應不超過表2所列對120％額定一次電流下所規定的限值。5.2準確級選擇5.2.1測量用電流互感器的準確級a〕測量用電流互感器的準確級，以該準確級在額定電流下所規定的最大允許電流誤差的百分數來標稱。標準的準確級為0.1、0.2、0.5、1、3和5級；供特殊用途的為0.2S及0.5S級。b〕％之間的任一值時，其額定頻率下的電流誤差和相位誤差不超過表2所列限值。表2測量用電流互感器誤差限值〔一〕準確級電流誤差〔±％〕在以下額定電流〔％〕時相位差，在以下額定電流〔％〕時±min±crad5201001205201001205201001200.10.40.20.10.1158550.450.240.150.150.20.750.350.20.2301510100.90.450.30.30.51.50.750.50.5904530302.71.350.90.913.01.51.01.01809060605.42.71.81.8

c〕對于0.2S和0.5S級測量用電流互感器，在二次負荷歐姆值為額定負荷值的25％～100％之間任一值時，其額定頻率下的電流誤差和相位誤差不應超過表3所列限值。表3特殊用途電流互感器的誤差限值〔二〕準確級電流誤差〔±％〕在以下額定電流〔％〕時相位差，在以下額定電流〔％〕時±min±crad1520100120152010012015201001200.2S0.750.350.20.20.230151010100.90.450.30.30.30.5S1.50.750.50.50.590453030302.71.350.90.90.9

d〕對于3級和5級，在二次負荷歐姆值為額定負荷值的50％～100％之間任一值時，其額定頻率下的電流誤差和相位誤差不應超過表4所列限值。表4測量用電流互感器誤差限值〔二〕準確級電流誤差〔±％〕，在以下額定電流〔％〕時50120333555注：3級和5級的相位差不予規定。5.2.2與測量儀表配套的電流互感器準確級選擇測量用電流互感器在實際二次負荷下的準確等級應與配套使用的測量儀表的準確等級相適應。測量儀表包括：指示儀表，如電流、功率等電氣量測量儀表；積分儀表，如電能計量儀表〔含計費用計量儀表〕；其他類似電器等。不同用途測量儀表要求的準確等級不同，對配套的互感器的準確級也要求不同。表5為直接接于互感器的測量儀表要求的電流互感器準確等級。電能計量用的電流互感器，工作電流宜在其額定電流的2/3以上。對于工作電流變化范圍較大的計費用電能計量儀表應采用S類電流互感器。當一個電流互感器的回路接有幾種不同型式的儀表時，應按準確級最高的儀表進行選擇。表5儀表與配套的電流互感器準確等級指示儀表計量儀表儀表準確級互感器準確級輔助互感器準確級儀表準確等級互感器準確等級有功電能表無功電能表a0.50.50.20.21.00.11.00.50.20.52.00.2或0.2S1.51.00.21.02.00.5或0.5S2.51.00.52.03.00.5或0.5Sa無功電能表一般與同回路的有功電能表采用同一等級的電流互感器。5.2.3小變比套管式電流互感器的準確級選擇SF6絕緣電器〔GIS〕、落地罐式斷路器及變壓器套管式電流互感器由于結構上的特點〔一次繞組只有一匝〕，當額定電流在300A以下時，不易滿足較高準確級〔如0.2，0.5，0.2S，0.5S〕的要求，選擇準確級時可與制造廠協商確定。5.3二次負荷選擇及計算5.3.1二次負荷的選定a〕為保證測量用電流互感器的準確級，其實際連接二次負荷值〔Zb或Sb〕不應超出表6規定的范圍。b〕測量用電流互感器二次負荷不宜過小，以便一次短路電流超過IPL時，使二次感應電動勢計算值等于或超過額定二次極限電動勢，能導致電流互感器飽和，以保證儀表平安。表6測量用電流互感器二次負荷范圍儀表準確級二次負荷范圍0.1、0.2、0.5、125％～100％額定負荷0.2S、0.5S25％～100％額定負荷3、550％～100％額定負荷5.3.2二次負荷計算方法a〕一般工程驗算可忽略負荷阻抗之間的相位差，二次負荷Zb可按下式計算：Zb=∑KmcZm+KlcZl+Rc〔18〕式中：Zm——儀表電流線圈的阻抗，Ω；Zl——連接導線單程的阻抗，一般可忽略電抗，僅計及電阻，Ω；Rc——接觸電阻，一般為0.05Ω～0.1Ω；Kmc——儀表接線的阻抗換算系數；Klc——連接線的阻抗換算系數。b〕測量用電流互感器各種接線方式的阻抗換算系數見表7。表7測量用電流互感器各種接線方式的阻抗換算系數電流互感器接線方式阻抗換算系數備注KlcKmc單相21

三相星形11

兩相星形Zm0=ZmZm0為零線回路中的負荷電阻Zm0=01兩相差接2

三角形33

c〕測量及計量電流回路功耗應根據實際應用情況確定，其功耗值與裝置實現原理和構成元件有關，差異很大。附錄B的B.1列出一些典型儀表的功耗供使用參考。6保護用電流互感器6.1性能要求6.1.1影響電流互感器性能的因素保護用電流互感器性能應滿足系統或設備故障工況的要求，即在短路時，將互感器所在回路的一次電流傳變到二次回路，且誤差不超過規定值。電流互感器的鐵芯飽和是影響其性能的最重要因素。在穩態對稱短路電流〔無非周期分量〕下，影響互感器飽和的主要因素是：短路電流幅值、二次回路〔包括互感器二次繞組〕的阻抗、電流互感器的工頻勵磁阻抗、電流互感器匝數比和剩磁等。在實際的短路暫態過程中，短路電流可能存在非周期分量而嚴重偏移。這可能導致電流互感器嚴重暫態飽和，參見圖2。為保證準確傳變暫態短路電流，電流互感器在暫態過程中所需磁鏈可能是傳變等值穩態對稱短路電流磁鏈的幾倍至幾十倍。詳細推導及分析見第7章和附錄A。a〕一次電流無偏移b〕一次電流全偏移圖2電流互感器一次電流與磁通及二次電流的關系6.1.2對保護用電流互感器的性能要求保護裝置對電流互感器的性能要求如下：a〕保證保護的可信賴性。要求保護區內故障時電流互感器誤差不致影響保護可靠動作。b〕保證保護的平安性。要求保護區外最嚴重故障時電流互感器誤差不會導致保護誤動作或無選擇性動作。6.1.2.2解決電流互感器飽和對保護動作性能的影響，可采用下述兩類措施：a〕選擇適當類型和參數的互感器，保證互感器飽和特性不致影響保護動作性能。對電流互感器的根本要求是保證在穩態短路電流下的誤差不超過規定值。對短路電流非周期分量和互感器剩磁等引起的暫態飽和影響，則應根據具體情況和運行經驗，妥當處理。b〕保護裝置采取減輕飽和影響的措施，保證互感器在特定飽和條件下不致影響保護性能。保護裝置采取措施減緩電流互感器飽和影響，特別是暫態飽和影響，對降低電流互感器造價及提高保護動作的平安性和可信賴性具有重要意義，應成為保護裝置的開展方向。特別是微機保護具有較大的潛力可資利用。當前母線差動保護裝置一般都采取了抗飽和措施，取得了良好效果。對其他保護裝置也宜提出適當的抗飽和要求。6.2類型選擇6.2.1保護用電流互感器的類型保護用電流互感器分為兩大類：a〕P類〔P意為保護〕電流互感器。包括PR和PX類。該類電流互感器的準確限值是由一次電流為穩態對稱電流時的復合誤差或勵磁特性拐點來確定的。b〕TP類〔TP意為暫態保護〕電流互感器。該類電流互感器的準確限值是考慮一次電流中同時具有周期分量和非周期分量，并按某種規定的暫態工作循環時的峰值誤差來確定的。該類電流互感器適用于考慮短路電流中非周期分量暫態影響的情況。6.2.2電流互感器類型選擇原則6.2.2.1保護用電流互感器的性能應滿足繼電保護正確動作的要求。首先應保證在穩態對稱短路電流下的誤差不超過規定值。對于短路電流非周期分量和互感器剩磁等的暫態影響，應根據互感器所在系統暫態問題的嚴重程度，所接保護裝置的特性、暫態飽和可能引起的后果和運行經驗等因素，予以合理考慮。如保護裝置具有減緩電流互感器飽和影響的功能，則可按保護裝置的要求選用適當的互感器。6.2.2.2330kV～500kV系統保護、高壓側為330kV～500kV的變壓器保護和300MW級及以上發電機變壓器組保護用的電流互感器，由于系統一次時間常數較大，電流互感器暫態飽和較嚴重，由此導致保護誤動或拒動的后果嚴重。因此，所選電流互感器應保證在實際短路工作循環中不致暫態飽和，即暫態誤差不超過規定值。宜選用TP類互感器。詳見第7章。6.2.2.3220kV系統保護、高壓側為220kV的變壓器差動保護、100MW級～200MW級發電機變壓器組及大容量電動機差動保護用的電流互感器，暫態飽和問題及其影響后果相對較輕，可按穩態短路條件進行計算選擇，并為減輕可能發生的暫態飽和影響而給定適當的暫態系數。宜選用P類、PR類或PX類電流互感器。PR類能限制剩磁影響，有條件時可推廣使用。給定暫態系數K=Kalf／Kpcf，應根據應用情況和運行經驗確定：a〕100MW級～200MW級機組外部故障的給定暫態系數不宜低于10。參見附錄C的C.1。b〕220kV系統的給定暫態系數不宜低于2，參見IEEEStdC37.110等規定及附錄C的C.2。6.2.2.4110kV及以下系統保護用電流互感器一般按穩態條件選擇，選用P類互感器。6.2.2.5高壓母線差動保護用電流互感器的選擇，由于母線故障時短路電流很大，而且外部短路時流過各互感器的電流差異也可能很大。即使各側選用特性相同的電流互感器，其暫態飽和程度也可能很不一致。為此，母線差動保護宜具有抗互感器暫態飽和的能力。在工程應用中可按穩態短路電流或保護裝置的要求選用適當的互感器，參見附錄C的C.3。6.2.2.6非直接接地系統的接地保護用互感器，可根據具體情況采用由三相電流互感器組成的零序濾過器、專用的電纜式或母線式零序電流互感器。6.3額定參數選擇保護用電流互感器的額定參數除按照第4章的一般規定進行選擇外，還要考慮以下情況：a〕變壓器差動回路電流互感器額定一次電流的選擇，應盡量使兩側互感器的二次電流進入差動繼電器時根本平衡。當采用微機保護時，可由保護裝置實現兩側變比差和相角差的校正。在選擇額定一次電流及二次繞組接線方式時，應注意使變壓器兩側互感器的二次負荷盡量平衡，以減少可能出現的差電流。b〕自耦變壓器公共繞組回路過負荷保護用的電流互感器，應按公共繞組的允許負荷電流選擇。此電流通常發生在低壓側斷開，而高—中壓側傳輸自耦變壓器的額定容量的情況。此時，公共繞組上的電流為中壓側與高壓側額定電流之差。c〕大型發電機變壓器組廠用分支的額定電流遠小于主變壓器額定電流，廠用分支的電流互感器一般可以廠用分支額定工作電流為根底進行選擇，但應注意滿足該回路的動穩定要求。例外的是廠用分支側用于發—變組或主變壓器差動保護的電流互感器，原則上應與主回路互感器變比一致，如因額定一次電流過大裝設有困難時，可根據具體情況采取適當措施，如由保護裝置或增設輔助電流互感器以改變變比，或者采用二次額定電流為1A的互感器〔當其他側互感器額定二次電流為5A時〕，以便在保持變比一致條件下降低互感器額定一次電流等。d〕中性點有效接地系統或中阻抗接地系統變壓器中性點接地回路的電流互感器、大型發電機零序電流型橫差保護用電流互感器等，在正常情況下一次電流為零，應根據實際應用情況，不平衡電流的實測值或經驗數據，并考慮接地保護靈敏系數和互感器的誤差限值以及動、熱穩定等因素，選用適當的額定一次電流。e〕對中性點非有效接地系統的電纜式或母線式零序電流互感器，因接地故障電流很小，需要按保證保護裝置動作靈敏系數來選擇變比及有關參數。6.4準確級及誤差限值6.4.1P類及PR類電流互感器a〕P類及PR類電流互感器的準確級以在額定準確限值一次電流下的最大允許復合誤差的百分數標稱，標準準確級為：5P、10P、5PR和10PR。b〕P類及PR類電流互感器在額定頻率及額定負荷下，電流誤差、相位誤差和復合誤差應不超過表8所列限值。表8P類及PR類電流互感器誤差限值準確級額定一次電流下的電流誤差％額定一次電流下的相位差額定準確限值一次電流下的復合誤差％±min±crad5P，5PR10P，10PR±1±360—1.8—510c〕PR類電流互感器剩磁系數應小于10％，有些情況下應規定Ts值以限制復合誤差。d〕發電機和變壓器主回路、220kV及以上電壓線路宜采用復合誤差較小〔波形畸變較小〕的5P或5PR級電流互感器。其他回路可采用10P或10PR級電流互感器。e〕P類及PR類保護用電流互感器能滿足復合誤差要求的準確限值系數Kalf一般可取5、10、15、20和30。必要時，可與制造部門協商，采用更大的Kalf值。6.4.2PX電流互感器的特性PX電流互感器的性能由以下參數確定：a〕額定一次電流〔Ipn〕；b〕額定二次電流〔Isn〕；c〕額定匝數比，匝數比誤差不應超過±0.25％；d〕額定拐點電動勢〔Ek〕；e〕額定拐點電動勢的最大勵磁電流〔Ie〕；f〕在溫度為75℃時二次繞組最大電阻〔Rct〕；g〕額定負荷電阻〔Rbn〕；h〕計算系數〔Kx〕。6.4.3TP類電流互感器的特性TP類電流互感器的準確級及誤差限值詳見7.3。6.5穩態性能驗算本節表達P類、PR類和PX類電流互感器的性能驗算。對于TP類電流互感器的性能驗算方法詳見第7章。6.5.1保護校驗故障電流為保證保護動作的可信賴性和平安性，電流互感器通過規定的保護校驗故障電流Ipcf時，其誤差應在規定范圍內。Ipcf按下述原則確定：a〕按可信賴性要求校驗保護動作性能時，Ipcf應按區內最嚴重故障短路電流確定。對于過電流和距離等保護，應同時考慮下述兩種情況：1〕在保護區末端故障時，Ipcf應為流過互感器最大短路電流Iscmax。2〕在保護安裝點近處故障時，允許互感器誤差超出規定值，但必須保證保護裝置動作的可靠性和快速性。Ipcf應根據流過互感器最大短路電流Iscmax和保護裝置的類型、性能及動作速度等因素確定。b〕按平安性要求校驗保護動作性能時，Ipcf應按區外最嚴重故障短路電流確定。如電流差動保護的Ipcf應為保護區外短路時流過互感器的最大短路電流Iscmax；方向保護的Ipcf應為可能使方向元件誤動的保護反方向故障流過電流互感器的最大短路電流Iscmax。同時還需要注意防止逐級配合的過電流或阻抗等保護因相鄰兩處互感器飽和不同而失去選擇性。c〕保護校驗故障電流Ipcf宜按系統規劃容量確定。6.5.2P類及PR類電流互感器性能驗算6.5.2.1一般選擇驗算。一般選擇驗算可按以下條件進行：a〕電流互感器的額定準確限值一次電流Ipal應大于保護校驗故障電流Ipcf，必要時，還應考慮互感器暫態飽和影響。即準確限值系數Kalf應大于KKpcf。〔K為用戶規定的暫態系數，Kpcf為故障校驗系數〕。b〕電流互感器額定二次負荷Rbn應大于實際二次負荷Rb。按上述條件選擇的電流互感器可能尚有潛力未得到合理利用。在系統容量很大，而額定二次電流選用1A，以及采用電子式儀表和微機保護時，經常遇到Kalf不夠但二次輸出容量有裕度的情況。因此，必要時可進行較精確驗算，如按額定二次極限電動勢或實際準確限值系數曲線驗算，以便更合理的選用電流互感器。6.5.2.2按額定二次極限電動勢驗算。對于低漏磁電流互感器可按額定二次極限電動勢進行驗算：a〕P類電流互感器的額定二次極限電動勢〔Es1〕為〔二次負荷僅計及電阻〕：Es1=KalfIsn〔Rct+Rbn〕〔19〕式中：Kalf——準確限值系數；Isn——額定二次電流；Rct——電流互感器二次繞組電阻；Rbn——電流互感器額定負荷。上述各參數制造部門應在產品說明書中標明。b〕繼電保護動作性能校驗要求的二次感應電動勢〔Es〕為：Es=KKpcfIsn〔Rct+Rb〕〔20〕式中：Kpcf——保護校驗系數，與繼電保護動作原理有關，參見；K——給定暫態系數，參見第節；Rb——電流互感器實際二次負荷；其他同式〔19〕。c〕電流互感器的額定二次極限電動勢應大于保護校驗要求的二次感應電動勢，即：Es1≥Es〔21〕d〕或所選電流互感器的準確限值系數Kalf應符合下式要求：〔22〕為此，要求制造部門確認所提供電流互感器為低漏磁特性，提供的互感器技術標準中應包括二次繞組的電阻值。6.5.2.3按實際準確限值系數曲線驗算。如果制造廠提供的電流互感器不滿足低漏磁特性要求，當提高準確限值一次電流時，互感器可能出現局部飽和，不能采用上述額定二次極限電動勢法進行驗算。此時，如用戶需要提高所選互感器的準確限值系數Kalf，則應由制造廠提供由直接法試驗求得的或經過誤差修正后實際可用的準確限值系數Kalf與Rb的關系曲線。根據實際的Rb，從曲線上查出電流互感器的準確限值系數Kalf，參見圖3。要求Kalf＞KKpcf。其中Kpcf為保護校驗系數，K為給定暫態系數。圖3按符合實際的誤差曲線選擇電流互感器6.5.3PX電流互感器的性能驗算PX電流互感器為低漏磁電流互感器，其準確性能由其勵磁特性確定，勵磁特性的額定拐點電動勢Ek可由下式計算：Ek=Kx〔Rct+Rbn〕Isn〔23〕式中各量參見。要求額定拐點電動勢〔Ek〕大于繼電保護動作性能要求的電流互感器二次感應電動勢〔Es〕，即Ek＞Es。求Es的方法參見式〔20〕。6.6二次負荷計算a〕保護用電流互感器二次負荷為：Zb=∑KrcZr+KlcRl+Rc〔24〕式中：Zr——繼電器電流線圈阻抗，對于數字繼電器可忽略電抗，僅計及電阻Rr，Ω；Rl——連接導線電阻，參見式〔17〕，Ω；Rc——接觸電阻，一般為0.05Ω～0.1Ω，Ω；Krc——繼電器阻抗換算系數，參見表9；Klc——連接導線阻抗換算系數，參見表9。b〕保護用電流互感器在各種接線方式時不同的短路類型下的阻抗換算系數見表9。表9繼電器及連接導線阻抗換算系數表電流互感器接線方式阻抗換算系數三相短路兩相短路單相短路接地經Y,d變壓器兩相短路KlcKrcKlcKrcKlcKrcKlcKrc單相212121

三相星形11112111兩要星形Zr0=Zr222233Zr0=01212131兩相差接242

三角形33332233c〕保護和自動裝置電流回路功耗應根據實際應用情況確定，其功耗值與裝置實現原理和構成元件有關，差異很大。附錄B的B.2及B.3列出一些典型情況的功耗供使用參考。d〕工程應用中應盡量降低保護用電流互感器所接二次負荷，以減小二次感應電動勢，防止互感器飽和。必要時，可選擇額定負荷顯著大于實際負荷的互感器，以提高互感器抗飽和能力。7TP類保護用電流互感器7.1電流互感器暫態特性根本計算式由于電流互感器的勵磁特性為非線性的磁滯回線，在暫態過程中特性的解析計算是很復雜的。繼電保護要求在其工作過程中電流互感器不飽和，在互感器未飽和時可假定其工作于勵磁的線性局部，采用下述近似的根本理論公式進行計算〔參見GB16847〕。a〕具有對稱分量的短路電流瞬時值的一般表達式為：〔25〕電流為全偏移時，θ，則：〔26〕b〕全偏移短路電流式〔26〕經t秒后的暫態系數為：〔27〕c〕為確定互感器鐵芯面積而計算暫態系數，則式〔27〕以sinωt=–1代入，在t=tmax時具有最大值，tmax值為：〔28〕相應的Ktfmax值為：〔29〕d〕對于C-t-O工作循環，所需暫態面積系數為：〔30〕對于C-t-O-tfr-C-t-O工作循環，所需暫態面積系數為：〔31〕電流互感器暫態特性計算公式的推導參見附錄A的A.1。7.2TP類電流互感器參數7.2.1對稱短路電流額定值TP類電流互感器的特性要考慮短路電流中具有非周期分量的暫態情況。一般將暫態短路電流分為對稱電流分量〔周期分量〕和非對稱電流分量〔非周期分量〕兩局部，對稱短路電流有關標準值如下：a〕額定對稱短路電流倍數〔Kssc〕一般選用：10、15、20、25、30、40、50。b〕額定短時熱電流〔Ith〕以kA方均根值表示的標準值為：6.3、8、10、12.5、16、20、25、31.5、40、50、63、80、100。c〕額定一次短路電流〔Ipsc〕由Ipn和Kssc兩者的乘積得出，此乘積不必與Ith值完全相等。7.2.2一次時間常數〔Tp〕a〕額定一次時間常數〔Tp〕以ms表示的標準值為40、60、80、100、120。b〕工程應用校驗采用的一次時間常數應根據電力系統實際情況確定。一般可按母線三相對稱短路，由各分支的電感與電阻之比分別確定各分支的一次時間常數。如缺乏實際資料，可采用以下參考數據：1〕500kV系統：約100ms；2〕220kV系統：約60ms；3〕國產300MW～600MW發電機變壓器組：約240ms～280ms；4〕國產100MW～210MW發電機變壓器組：約140ms～220ms。c〕當短路電流由幾個不同一次時間常數的支路供應時，計算方法參見。7.2.3二次回路時間常數〔Ts〕a〕二次回路時間常數一般根據互感器特性要求由制造廠優化確定，其值約在以下范圍：1〕TPS級及TPX級：幾秒到十余秒；2〕TPY級：數百毫秒至一兩秒；3〕TPZ級：60ms±6ms。b〕二次回路時間常數〔Ts〕與回路總電阻成反比，當實際二次負荷〔Rb〕不同于額定二次負荷〔Rbn〕時，實際的二次時間常數Ts應由額定二次時間常數〔Tsn〕按式〔32〕求得。

〔32〕式中：Rct——電流互感器二次繞組的電阻。7.3TP類電流互感器的誤差限值和標準7.3.1TP類電流互感器的誤差限值7.3.1.1TPS級電流互感器的誤差限值TPS級電流互感器的匝數比應等于1/Kn，匝數比誤差應不超過±0.25％。準確限值條件由勵磁特性確定，且勵磁二次極限電動勢Eal不低于規定值，此電動勢應使其幅值增大10％時致使相應勵磁電流增大不超過100％。當客戶有規定時，在勵磁極限二次電動勢下測得的勵磁電流峰值應不超過規定值。如果未指定限值，則勵磁電流應不超過折算到二次側的Ith的10％，參見表10中的TPX級電流互感器誤差特性。對于TPS，一般由用戶規定額定等效二次極限電動勢，通常如下表示：Eal≥KKssc〔Rct+Rb〕Isn〔33〕其中K為用戶給定的暫態系數，電流互感器二次繞組電阻Rct由制造廠的設計確定，但在有些使用條件下，為了與其他設備相配合，可由用戶提出其限值。7.3.1.2TPX級、TPY級、TPZ級電流互感器的誤差限值在二次回路電阻值為Rsn=Rct+Rbn時，誤差應不超過表10所列值。表10TP類電流互感器誤差限值級別在額定一次電流下在準確限值條件下最大峰值瞬時誤差％比值差％相位差mincradTPXTPYTPZ±0.5±1±1±30±60180±18±0.9±1.85.3±0.6εεεac7.3.2TP類電流互感器的標準各級電流互感器的標準內容如表11所示。表11TP類電流互感器標準內容電流互感器的級別TPSTPXTPYTPZ說明額定一次電流Ipn××××由用戶提出的標準額定二次電流Isn××××額定頻率f××××設備最高電壓和額定絕緣水平××××額定短時熱電流Ith××××額定動穩定電流Idyn××××標準采用的電流比Kn××××表11〔續〕電流互感器的級別TPSTPXTPYTPZ說明額定對稱短路電流倍數Kssc××××由用戶提出的標準規定的一次時間常數Tp—×××工作循環單：C-t-O雙：C-t-O-tfr-C-t-O—××—額定二次負荷電阻Rbn××××用戶規定的暫態系數K×———互感器二次繞組電阻Rct〔校正至…℃〕××××由制造部門提供的補充標準額定暫態面積系數Ktd—×××額定二次時間常數Tsn——×—注1：×適用：一不適用注2：當客戶希望獲得新設備與現有設備兼容時，在相配合的技術標準中可規定某些參數的限值，例如Ts或Rct。但必須成認不同設計之間可能有些差異。注3：技術標準包括由制造部門提供的補充標準，應標明在產品銘牌和產品型錄上，以便用戶進行性能校驗。7.4TP類電流互感器的應用7.4.1TP類電流互感器的性能特點7.4.1.1TPS級電流互感器TPS級電流互感器是低漏磁互感器，并要求嚴格控制匝數比。適用于根據簡單環流原理和采用高阻抗繼電器的差動保護。由于對剩磁不限制，保護繼電器對互感器的勵磁使用極限，通常由試驗和現場經驗得出的經驗公式確定。假設在電流互感器已嚴重飽和時切斷一次電流，將使得二次回路中的電流隨同磁通由飽和狀態快速降低到剩磁水平，保護繼電器的復歸時間，通常不明顯受TPS電流互感器衰減特性的影響。適用于對復歸時間要求嚴格的斷路器失靈保護電流檢測元件。7.4.1.2TPX級電流互感器TPX級電流互感器的根本特性一般與TPS級相似，只是對誤差限值的規定不同。7.4.1.3TPY級電流互感器TPY級電流互感器控制剩磁不大于飽和磁通的10％。有利于C-O-C-O工作循環的準確限值，適用于采用重合閘的線路保護。在從飽和到剩磁狀態的轉換期間，與相同尺寸和相同二次外接負荷的TPS級或TPX級電流互感器相比，由于磁阻、儲能以及磁通變化量的不同，二次回路的電流值較高且持續時間較長。故不宜用于斷路器失靈保護。由于鐵芯帶氣隙，勵磁電感L相對較低，即Ts相對較低，要求在未達飽和狀態時誤差不應超過限值〔10％〕。由式〔A.19〕，暫態面積系數Ktd與二次回路時間常數Ts有式〔34〕所示關系：〔34〕7.4.1.4TPZ級電流互感器TPZ級電流互感器剩磁可忽略不計。嚴重飽和后衰減的二次電流在最初階段〔繼電器返回時〕比相應的TPY級保持更高數值。這類互感器適用于僅反響交流分量的保護。許多繼電器采用輸入電流/電壓傳感器轉換被測量然后處理，因此，僅二次電流的交流分量有意義。由于不保證低頻分量誤差及勵磁阻抗低，一般不推薦該類互感器用于主設備保護和斷路器失靈保護。7.4.2TP類電流互感器的應用范圍7.4.2.1330kV～500kV線路保護宜選用TPY級電流互感器，按考慮重合閘的兩次工作循環進行暫態特性驗算。7.4.2.2高壓側為330kV～500kV的降壓變壓器的差動保護回路各側均宜選用TPY級電流互感器。高、中壓側宜按外部線路故障C-O-C-O工作循環校驗暫態特性。低壓側為三角接線時，可按外部三相短路C-O工作循環校驗。7.4.2.3容量為300MW級及以上的發電機和發電機變壓器組的差動保護回路，宜選用TPY級電流互感器。發電機電壓側互感器暫態性能可按外部三相短路C-O工作循環或外部線路單相接地C-O-C-O工作循環驗算。單相接地重合閘時將承受兩次故障電流，暫態面積系數Ktd值較大。但在高壓側單相接地時，在Y,d接線變壓器低壓側〔三角接線〕二相的故障電流僅為高壓側故障相電流的，即相應的Kssc值較低，其KtdKssc乘積值一般不超過三相短路C-O工作循環的相應值。電流互感器的二次時間常數Ts應保證在重合閘情況下暫態誤差不超出允許值。7.4.2.4500kV母線差動保護一般應由保護裝置采取必要的減輕互感器暫態飽和影響的措施，參見。工程應用中可根據保護裝置的特定要求采用適當的電流互感器。如高阻抗保護采用TPS級電流互感器。7.5TP類電流互感器的性能計算7.5.1TP類電流互感器暫態系數計算7.5.1.1對于TPS級和TPX級電流互感器，在t＜tmax和Tp＜＜Ts情況下的C-t-O工作循環中，暫態面積系數計算公式〔30〕可簡化為：〔35〕TPS和TPX級電流互感器一般不用于C-t-O-tfr-C-t-O工作循環。7.5.1.2對于TPY級電流互感器，額定暫態面積系數Ktd可按式〔30〕或式〔31〕進行計算，工作循環有關參數可根據電力系統實際情況確定。但由式〔34〕確定的二次回路時間常數Ts變化范圍較大，通常是由制造設計優化確定的。制造廠應按表11提供額定二次負荷下的Ts值。應用時可根據實際二次負荷進行修正。7.5.1.3對于TPZ級電流互感器，因Kr=0，鐵芯氣隙較大，其導磁系數在規定工作循環中是恒定的。可以用解析式導出電流互感器的交流分量相位差為δ=1/ωTs。當TPZ的δ規定范圍為180min±18min時，可求得Ts=60ms±6ms。參見附錄A的A.2。Ts，可由式〔30〕或式〔31〕直接計算Ktd。7.5.2TP類電流互感器的實際性能驗算7.5.2.1按系統要求確定互感器參數工程訂貨由用戶提出TP電流互感器有關標準，包括Kssc、Tp、Rb及工作循環參數，由制造部門進行互感器設計并優化參數，提供能滿足用戶要求的互感器及有關參數，如Ktd、Rct、Rbn及Ts等。例如見GB16847—1997的附錄D的D.4。本標準不再詳述。7.5.2.2校驗互感器參數能否滿足系統要求電流互感器〔包括定型產品〕的有關參數，如Tp、Ts、Kssc、Ktd、Rct和Rbn等，校驗互感器性能是否滿足實際對稱短路電流倍數及規定工作循環的要求。電流互感器的額定等效二次極限電動勢Ea1應大于保護要求的等效二次感應電動勢Eal。a〕額定等效二次極限電動勢Eal為：Eal≈KsscKtd〔Rct+Rbn〕Isn≈KsscKtd〔Pi+Pe〕/Isn〔36〕式中各參數，如Kssc、Ktd、Rbn及Rct等可由制造部門提供的標準〔或銘牌〕中查出。上式中Pi、Pe分別為二次繞組內部功率和外接負荷。保護要求的等效二次感應電動勢Eal為：Eal=KtdKpcf〔Rct+Rb〕Isn〔37〕式中：Ktd——實際要求互感器的暫態面積系數，根據系統的實際參數Tp、按實際負荷修正過的Ts及實際工作循環，由式〔30〕、式〔31〕或其簡化公式計算；Kpcf——保護校驗系數，參見；Rb——互感器實際外接負荷。如Eal≥Eal則電流互感器滿足要求。b〕對于TPY電流互感器應按式〔34〕校驗在實際應用情況下的誤差不超出10％。7.5.3暫態飽和時間計算電流互感器的額定暫態面積系數Ktd、二次時間常數Ts和系統一次時間常數Tp，原則上可根據式〔30〕求解互感器到達飽和的時間。由于計算較復雜，實用上可參見附錄A的A.3的圖中查出相應時間。對于閉合鐵芯互感器，因Ts值較大，可由簡化公式式〔35〕求得相應時間的計算式為：〔38〕在Ktd較小時，例如5以下，宜按較準確的計算式〔27〕進行計算，即應準確計入交流勵磁分量，而以–1代替sinωt可能導致較大誤差。7.5.4其他暫態特性計算7.5.4.1多個電源的一次時間常數〔Tp〕計算當電網母線具有多個不同時間常數Tp的電源時，可假定各電源供應獨立的、具有各自直流偏移量和衰減時間常數的短路電流。對規定的工作循環，在電流互感器中，由各單獨電流產生的磁通可用其相應的感應電動勢Es值表示。這些值的總和代表對電流互感器總磁通的要求。為了簡化，假設各正弦電流相位相同。初步計算時，也可將各支路的Tp值按各支路短路電流加權平均，作為等效Tp(eq)用于計算。7.5.4.2一次短路電流偏移程度的修正計算式〔26〕～式〔38〕各式考慮的是短路初始角θ=0、cosθ、短路電流全偏移的情況。實際故障中短路電流出現全偏移的概率是很低的，因此，計算結果偏于嚴重。實際運行經驗說明，短路故障容易發生在電壓的峰值附近。根據大量的故障錄波圖統計，有95％的短路故障是在電壓峰值之前40之內發生，而在100kV以上的電網中，線路短路故障則都是發生在電壓峰值之前40之內。因此，一般情況下，θ≥〔90–40〕，cosθ≤cos〔90–40〕=0.64。考慮偏移系數cosθ不等于時的暫態系數計算式如下［參見附錄的式〔〕］：〔39〕為確定電流互感器暫態面積系數，以sinθe–sin(ω+θ)=1代入上式，可得：〔40〕7.5.4.3剩磁影響的計算電流互感器在嚴重飽和后可能有相當大的剩磁，剩磁在正常運行時不容易消除，除非采取專門的消磁措施。剩磁將嚴重影響下次短路時互感器的暫態特性。參見附錄A的A.4。剩磁系數Kr=Ψr/Ψs，其中Ψr為剩磁通，Ψs為飽和磁通。考慮剩磁時電流互感器暫態面積系數為：=Ktd/(1–Kr)〔41〕式中：Ktd——不考慮剩磁時的暫態面積系數。8電壓互感器8.1分類及應用8.1.1電壓互感器分類電壓互感器按構成原理可分為電磁式和電容式兩類。電磁式電壓互感器的原理與一般變壓器類似，參數折算到二次側，其等值電路見圖4。圖4電磁式電壓互感器等值電路圖電容式電壓互感器由C1和C2構成的電容分壓器及電磁單元組成。電磁單元由中壓變壓器和電抗器組成。其接地回路通常還接有電力線載波耦合裝置，對于工頻電流，載波耦合裝置阻抗很小，但對于載波電流則呈現較高的阻抗。電容式電壓互感器接線圖見圖5。圖5電容式電壓互感器接線圖電容式電壓互感器的等值電路見圖6。圖6電容式電壓互感器的等值電路圖8.1.2電壓互感器相量圖電壓互感器的相量圖見圖7。圖7電壓互感器相量圖8.1.3電壓互感器的應用8.2配置和接線8.2.1電壓互感器的配置電壓互感器的配置與系統電壓等級、主接線方式及所實現的功能有關。a〕電壓互感器及其二次繞組數量、準確等級等應滿足測量、保護、同步和自動裝置的要求。電壓互感器的配置應能保證在運行方式改變時，保護裝置不得失去電壓，同步點的兩側都能提取到電壓。b〕對220kV及以下電壓的雙母線接線，宜在主母線三相上裝設電壓互感器。旁路母線是否裝設電壓互感器應視具體情況和需要確定。當需要監視和檢測線路側有無電壓時，可在出線側的一相上裝設電壓互感器。對于220kV大型發變電工程的雙母線，通過技術經濟比擬，也可按線路或變壓器單元配置三相電壓互感器。c〕對500kV電壓的雙母線接線，宜在每回出線和每組母線的三相上裝設電壓互感器。對一個半斷路器接線，應在每回出線〔包括主變壓器進線回路〕的三相上裝設電壓互感器；對母線可根據母線保護和測量裝置的要求在一相或三相上裝設電壓互感器。d〕發電機出口可裝設兩組或三組電壓互感器，供測量、保護和自動電壓調整裝置使用。8.2.2電壓互感器的接線電壓互感器的接線及接地方式與電力系統的電壓等級和接地方式有關。a〕35kV及以上系統一般采用單相式電壓互感器。20kV及以下系統可采用單相式或三相式〔三柱或五柱〕電壓互感器。b〕對于系統高壓側為非有效接地系統，可用單相互感器接于相間電壓或V-V接線，供電給接于相間電壓的儀表和繼電器。c〕三個單相互感器接成星型—星型。當互感器一次側中性點不接地時，可用于供電給接于相間電壓和相電壓的儀表及繼電器，但不能供電給絕緣檢查電壓表。當互感器一次側中性點接地時，可用于供電給接于相間電壓的儀表和繼電器以及絕緣檢查電壓表。如系統高壓側為中性點有效接地系統，則可用于測量相電壓的儀表；如系統高壓側為非有效接地系統，則不允許接入測量相電壓的儀表。d〕三相式互感器有三柱式或五柱式兩種，采用星型接線。三柱式互感器一次側中性點不能接地，五柱式互感器一次側中性點可以接地。接地或不接地時的適用范圍同上。8.3一次電壓選擇8.3.1額定一次電壓〔Upn〕電壓互感器的額定