时间：2023-05-30 10:55:57
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇电流互感器，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
【关键词】电磁式电流互感器；电子式电流互感器
国家电力局了最新信息，全国用电量到 2020 年可达到 7.7 万亿千瓦时，同时发电机容量大约是 16 亿千瓦。然而我国的用电量还在不断增加，为了满足用电需求，我国将全面投入到智能化、大型化电力系统的建设中。“十二五”期间，我国将建设 5000 个智能变电站，而且这些变电站是将风能、潮汐能、太阳能、核能等新能源转换成电能的重要支柱。随着变电站网络设备的自动化不断提升，电子式电流互感器作为低压侧数据处理系统源头的设备。其测量结果的精确程度，获得的结果是否可靠，都影响着电网网络的稳定、经济、安全有效地运行。
1 电流互感器的作用
电流互感器的作用是可以把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较小的二次电流，用来进行保护、测量等用途。如变比为400/5的电流互感器，可以把实际为400A的电流转变为5A的电流。安在开关柜内，是为了要接电流表之类的仪表和继电保护用。每个仪表不可能接在实际值很大的导线或母线上，所以要通过互感器将其转换为数值较小的二次值，在通过变比来反映一次的实际值。
2 传统的电磁式电流互感器
电流互感器的特点是：（1）一次线圈串联在电路中，并且匝数很少，因此，一次线圈中的电流完全取决于被测电路的负荷电流.而与二次电流无关；（2）电流互感器二次线圈所接仪表和继电器的电流线圈阻抗都很小，所以正常情况下，电流互感器在近于短路状态下运行。
长时间以来，在电流计量和继电保护方面，带铁心的传统型电磁式电流互感器占据着主要位置。但是其内部结构中含有铁心，使得传统电磁式电流互感器存在无法克服的缺点：
（1）若高压母线的电势很高时，对传感线圈的绝缘性要求就会非常高。这样使得传感线圈的体积非常大，制作成本也会相应的变得很高；
（2）传感线圈容易发生铁磁谐振现象；
（3）工作时，电磁式电流互感器会产生大量的热，这些热量不容易散出去，因此有易燃、易爆等诸多问题存在；
（4）由于存在铁芯，使得高压母线通过大电流时，感应线圈存在铁磁饱和，使得测量结果产生误差，而且容易损坏设备。
光纤技术、数字信号处理（DSP）和电子电路的发展，使得电子式电流互感器输出的模拟信号转换成数字信号，由光纤传输被测信号，从根本上解决了高压侧数据变换系统的电磁干扰及设备绝缘问题。相比于新型的电子式电流互感器，传统的电磁式电流互感器的差距主要有三个方面：
（1）设备接口方面。在微型计量设备的输入端口，要求的被测电流比较小。传统的电流互感器的输出端口不能直接连在低压侧数据处理设备的输入端，两者要通过信号控制单元进行连接。
（2）安全方面。电力系统中电压等级的提高，给操作人员的生命安全带来更大隐患。而且传统的电流互感器无论充气或充油，都易发生爆炸，开路电压更易使人的生命受到威胁，特别是1200kV以上的电压。
（3）价格方面。随着测量范围不断的增大，传统的电磁式电流互感器的设备尺寸越来越大，内部结构愈加的繁琐，令测量设备显得笨重，并且占用了很大的空间。增加了设备的运输、安装、维护等方面的难度，而且测量设备的成本也有很大的增长。
3 电子式电流互感器
根据IEC和GB/T标准，明确指出电子式电流互感器可分为以下几类：
（1）光学电流互感器。是指采用光学器件作被测电流传感器，光学器件由光学玻璃、全光纤等构成。传输系统用光纤，输出电压大小正比于被测电流大小。由被测电流调制的光波物理特征，可将光波调制分为强度调制、波长调制、相位调制和偏振调制等。
（2）空心线圈电流互感器。又称为Rogowski线圈式电流互感器。空心线圈往往由漆包线均匀绕制在环形骨架上制成，骨架采用塑料、陶瓷等非铁磁材料，其相对磁导率与空气的相对磁导率相同，这是空心线圈有别于带铁心的电流互感器的一个显著特征。
（3）铁心线圈式低功率电流互感器（LPCT）。它是传统电磁式电流互感器的一种发展。其按照高阻抗电阻设计，在非常高的一次电流下，饱和特性得到改善，扩大了测量范围，降低了功率消耗，可以无饱和的高准确度测量高达短路电流的过电流、全偏移短路电流，测量和保护可共用一个铁心线圈式低功率电流互感器，其输出为电压信号。
与电磁式电流互感器相比，电子式互感器具有如下的一系列优点：
（1）绝缘性能优良，造价低。绝缘结构简单，随电压等级的升高，其造价优势愈加明显。
（2）在不含铁芯的电子式互感器中，消除了磁饱和.铁磁谐振等问题。
（3）电子式互感器的高压侧与低压侧之间只存在光纤联系，抗电磁干扰性能好。
（4）电子式互感器低压侧的输出为弱电信号，不存在传统互感器在低压侧会产生的危险，如电磁式电流互感器在低压侧开路会产生高压的危险。
（5）动态范围大，测量精度高。电磁感应式电流互感器因存在磁饱和剧题，难以实现大范围测量，问时满足高精度计量和继电保护的需要。电子式电流互感器有很宽的动态范围，额定电流可测到几百安培至几千安培，过电流范围可达几万安培。
（6）频率响应范围宽。电子式电流互感器已被证明可以测出高压电力线上的谐波，还可进行暂态电流、高频大电流与直流电流的测量。
（7）没有因充油而产生的易燃，易爆等危险。电子式互感器一般不采用油绝缘解决绝缘问题，避免了易燃、易爆等危险。
（8）体积小、重量轻。电子式互感器传感头本身的重量一般比较小。据前美国西屋公司公布的345kV的光学电流互感器（OCT），其高度为2.7m，重量为109kg。.而同电压等级的充油电磁式电流互感器高为6.1m，重达7718kg，这给运输与安装带来了很大的方便。
（9）可以和计算机连接，实现多功能，智能化的要求，适应了电力系统大容量、高电压，现代电网小型化、紧凑化和计量与输配电系统数字化，微机化和自动化发展的潮流。
4 电子式电流互感器的发展趋势
（1）国际电工委员会关于ECT标准的出台，以及我国己经酝酿起草的ECT国家标准，预示着ECT的产品化应用已初步具备了行业规范，为ECT的市场化提供了基础平台。
（2）经过几年的电网改造，电网的综合自动化水平得到了很大提高，对相应的网络瞬态保护提出了更快速的要求。随着电网的扩大，输电线路越来越长，传统的电流互感器已经无法满足距离保护的瞬态特性要求，预计在未来5-10年中，ECT会在各种电压等级的电网中大量安装和使用。
（3）国内外研究单位对ECT的技术进行了近30年的探索，无论在实验室还是在现场挂网试运行，都己积累了一定的经验，特别是基于采样线圈配光纤型的ECT已经具备了产品化的条件。
（4）国内外不少企业斥资投入ECT制造领域，也推动了ECT的市场化应用进程。
关键词：电流互感器；电能计量；误差分析
中图分类号：TM452 文献标识码：A
1 概述
在社会经济发展中，电能的应用占据着重要的地位，也是目前人们生活生产中不可或缺的一部分。电能计量主要是电力企业保证其生产效益的基础措施，其工作的有效性也决定了电力企业和电能用户两者的经济效益。电力计量装置主要是由电流互感器、电能表和二次回路组成的，且电流互感器是这些设备中的重要设备，同时也是电能计量准确性的重要保证之一。不仅如此，在目前的电力系统中，电流互感器也有着非常重要的作用，但这种设备在出现饱和或剩磁现象的时候，就会使得电能计量装置中的电流出现一定的波动，从而大大影响了电能计量的精准性。下面就电流互感器和电能计量在电力应用过程中出现的问题，谈一谈消除其影响的策略。
2 电流互感器的结构分析
电流互感器的核心原理主要是电磁感应原理，其主要是由闭合的绕组和铁芯以及绝缘外壳组成的。绕组分为一次绕组和两次绕组，对于一次绕组来说，因为其拥有很少的匝数，使得在实际检测的时候，需要电流全部通过线路；而二次绕组因为其较多的匝数，主要串联在保护电路以及测量设备中，而由于其二次回路的闭合性，使得电流互感器能够在近乎短路的状态工作。电流互感器承载着一次和二次系统之间的联络功能，能够将大电流转变成小电流，供向系统的各个部分，并且能够真实的反应整个系统的实际运行情况，同时也在保证着工作人员的安全。
3 电能计量装置的误差来源分析
电能计量装置主要是用来计量电力企业销售情况和电能用户用电多少的主要装置，也是两者交易计算的法律证据，所以其计量结果的精准性直接影响到了双方交易的公平性和公正性，也直接影响了双方的利益。而随着电力技术的不断发展，人们日益增长的电能质量要求，经济体制的不断完善，电能计量的精准性也成为了电力方面的重要部分。但是在目前的实际应用中，电能计量还存在着一些不足，使得电能计量在工作中出现了一些误差，影响了电能计量的精确开展。
3.1.1 电能表选用不合理
在电能计量装置的实际运用中，由于电能用户的负荷电流变化幅度较大等类似情况，使得电流互感器长期处于低载负荷点上运行，从而使得电能计量发生误差。此外当用电能表和实际测量电能的相、线参数不一致的时候，就会引起一定的附加误差，并且因为三相不平衡，使得中性点附近还存在着少量的电流，进而产生附加误差。
3.1.2 电能表质量问题
目前电子式电能表的误差源主要在于电压采样器和电流采样器。当前部分电子式电能表的电流采样器由锰铜合金板制成，其温度系数小，电阻随温度变化而发生非线性变化。这会引起电子式电能表误差对温度影响呈现非线性变化。
3.2 电压互感器的电压降
根据相应的电力知识，当负载电流通过电压互感器的串接点接触电阻以及二次线本身的电阻，会产生一定的电压降，从而使得电能表和电压互感器两端的电压不相符，电能计量也会因此产生一定的误差。
3.3 电流互感器的选用不合理
当一次绕组中流过电流I1时，在一次绕组上就会存在一次磁动势I1W1。根据电磁感应和磁动势平衡原理，在二次绕组中就会产生感应电流I2，并以二次磁动势I2W2去抵消一次磁动势I1W1。在实际中，要使电磁感应这一能量转换形式持续存在，就必须持续供给铁芯一个激磁磁动势I0W1，方程式变为I1W1+I2W2=I0W1。可见，激磁磁动势的存在，是电流互感器产生误差的主要原因。激磁磁动势对互感器的具体影响体现在互感器的角差和比差。根据互感器的特性可以知道，只有保证一次电流在额定电流的百分之三十与百分之六十之间，才能使互感器达到最佳状态，从而大大减小电流互感器的误差。而目前对于电流互感器的选择在此类标准方面的要求还过低，甚至有些电流互感器远远不符合上述标准，加大了电能计量工作达到精准性的难度。
4 减小电流互感器对电能计量误差的策略
4.1 采用高精度“S”电流互感器
在实际的电能运输中，一些电路的负荷电流经常在不到额定负荷百分之三十的电能表中运行。这要求供电企业必须采购“S”级电流互感器，以保障电能计量在1%-120%负荷之间的准确计量，
4.2 电流互感器的选择
二次负荷在电流互感器中主要是指外接导线的电阻、电流线圈和电能表的阻抗以及接触电阻。因此在对电流互感器进行选择的时候，应该从这三个方面综合的考虑电流互感器的二次容量大小，同时尽量选择在电流回路中阻抗较低的电能表，比如电子式电能表等。此外还能够用减小外接导线电阻等方法，进一步的增加电能计量的精度。
4.3 一次电流及其二次负荷
在确定电流互感器额定一次电流的时候，应该使其在正常工作中的实际负荷在额定负荷的百分之三十和百分之六十之间，如果不能保证此点要求，那么就应该选择高动热的稳定电流互感器，使变比减少，达到电能计量的精度要求。对电流互感器的额定电流进行科学合理的选择，能够使电流互感器时刻都工作在最佳状态上，从而最大程度的削减电能计量的误差。并且还应采用专用的计量用互感器或专用的高精度电流互感器计量用绕组。
4.4 对电流互感器进行必要的检修
对于电流互感器的检测和检修主要分为三个方面。首先在检查流互感器的时候，应该对电流互感器的铭牌和实际应用情况进行一定的核对，看其是否符合线路工作要求；其次应该对电流互感器的一次或者二次回路进行细致的检查，其工作的侧重点主要在于回路是否短路、伪接、开路以及二次端子的换相和极性有没有错接等等；最后应该对电流互感器的接线部分进行一定检测，保证接线的正确性，从而减少电流回路开路和二次回路换相以及电流互感器多点接地等可能导致计量差错甚至事故发生等情况的发生。
4.5 调整电流互感器的误差
总体来说，电能计量的误差还是主要取决于互感器的误差和电能表本身的误差。因此在电能计量装置的实际运用中，应该结合运行环境的特点，对电流互感器和电压互感器进行科学合理的误差补偿，从而最大程度的减小互感器产生的误差。除此之外，还可以对某些相的电压互感器和电流互感器的角差及比差进行合适的调整，从而使得两类互感器在进行合成的时候，其产生的误差被降到最低，进而大大增加电能计量的准确性。
结语
随着社会经济的进一步发展，人们对于电能的应用也将越来越广泛。而电能计量作为电力应用的重要部分，在未来的发展中也将会有其新的意义和内涵。本文通过科学的论述，解释了电流互感器产生误差的主要原因就是因为铁心消耗了励磁电流，并且在使用中也少计了很多的电量。因此，作为一名电能计量管理人员，在当下更应该对电流互感器的核心内容进行深入的了解，结合电流互感器在使用中对电能计量的影响因素，尽可能的保证电能计量的精准性，从而最大程度的提高电力企业的经济效益。
参考文献
[1]徐红丽.电流互感器为不完全星型接线中线断线对电能计量的影响[J].西南民族大学学报（自然科学版），2012，06：960-963.
[2]詹发军，霍剑.电压互感器二次回路压降影响电能计量的原因及改善措施[J].新疆电力技术，2008，04：26-28.
关键词：电流互感器；测试；诊断
中图分类号：TM514 文献标识码：A
电流互感器是输变电系统中的重要一次设备。其运行稳定直接关系到电力系统安全。为保证运行中的电流互感器安全可靠，运行过程中的诊断和维护极为重要。本文所陈述的电流互感器为油浸式绝缘。其主绝缘是由电缆纸或皱纹纸按一定规律包扎在一次或二次绕组上浸渍变压器油构成的。这种绝缘在长期运行过程中会缓慢地老化。在运行过程中通过有效地测试诊断程序，对电流互感器的健康状况进行判断，将绝缘有问题的电流互感器及时退出运行，避免爆炸事故产生。同时也保证电力系统的安全运行。
1.日常检查
1.1 电流互感器部件的检查
日常主要采取目视的方法检查运行中电流互感器。一般为是否有漏油检查，金属件防腐检查、瓷套外观检查、接地状况检查，最重要的就是检查膨胀器的状况。正常运行的电流互感器内部应该是微正压，依据膨胀器的状态可初步判断电流互感器的运行状况，见表1。
1.2 发热检查
发热检查对于发现电流互感器的热缺陷或过热点非常有效。可以及时发现接触点接触不良问题造成的过热或者局部缺陷造成的温升过高。通过红外温度仪器可以直观地观测电流互感器一次导电体或者其他部位的温度。温度过高应立即退出运行进行检查。
2.停电测试
电流互感器在投运前以及运行后每隔3～6年都应该在停电时进行绝缘性能的测试，测试主要有以下几种：
2.1 绝缘电阻测量
依据电流互感器的设计，绝缘电阻应该在一次绕组与地之间测试。测试前将瓷套表面进行清理并干燥，测得的直流电阻应该是开始测试10min时的直流电阻值R10。测得的电阻值应折算到20℃的电阻值。
一般新出厂的电流互感器绝缘电阻应该为800GΩ，对于测得绝缘电阻不大于150GΩ的，应判定为电流互感器绝缘问题。
2.2 O化系数测量
极化系数的测量即在第15s和第60s所测得的绝缘电阻的比值。即
Fa=R60/R15或Fa=i15/i60
极化系数是判断电流互感器绝缘状况的参数之一，它是基于湿度、绝缘的年限、介质类型以及绝缘系统的方式。通常随着绝缘内湿度以及年限的增加，极化系数接近1。当极化系数接近1.7时，应判定为电流互感器的主绝缘不适宜继续运行。
2.3 电容和介质损耗因数（tanδ）测量
运行中的电流互感器至少在10kV下测量电容和介质损耗因数。测量结果与出厂值进行比对。一般如果介质损耗因数值高于出厂值的1%，说明电流互感器的绝缘状况较差。介质损耗因数在不同的温度测量的值，应按如下公式折算到20℃：
tanδ（20）=tanδ（θ）・e-α（θ-20）
其中α依据如下公式进行计算：
θ和tanδ为温度和相应的介质损耗因数。
2.4 局部放电测量
局部放电测量可以直观地判断出电流互感器绝缘的质量。在油纸绝缘中的局部放电会导致绝缘的最终崩溃。产生局部放电的同时会伴随产生声波并会导致变压器油的分解而产生气体。由于过电压、产品内部缺陷或绝缘内部湿度过高产生的局部放电最终会导致绝缘的局部损坏。
投运后的电流互感器复试局部放电时预加电压按标准应是额定工频试验电压的80%。
局部放电测量时干扰一般要求小于3pC，而在变电站现场的干扰过高而无法测量。需要将产品运至专业的试验室进行测试。
2.5 变压器油的检查
电流互感器绝缘用变压器油中析出气体的数量和成分可以进行测量。测量结果与GB/T7595-2008进行比对。可以预见，电流互感器在运行期间油中所含气体会有微量增加。这种增长是绝缘老化的反映。
有些情况下，未投运的电流互感器变压器油中也会出现一些气体。这些气体是固体绝缘、防腐保护或粘接时用的胶释放出来的。
测量气体含量同时也应该进行互感器油中水分含量的测量。新品电流互感器油中水分一般在5～10ppm之间。其含量在运行期间不应有变化。
建议电流互感器运行6个月至1年内进行一次变压器油检验分析。之后每隔3～6年要进行一次。
变压器油色谱分析结果可以判断电流互感器运行时的状况。较小强度的局部放电会产生甲烷、乙烷和大量的氢气，电弧放电会产生乙炔。如果发现这些气体的含量超过规定的限值或明显变化，则应密切注意其运行状况或将电流互感器退出运行。
3.电流互感器的在线监测
日常检查和停电检查只能检查电流互感器绝缘老化情况。但这种方式很难查明和防止一些快速事故的发生。快速故障只能通过在线监测才能发现。但是，电流互感器用在线监测方法仍处于研发阶段，其效果还需要进一步证明。
3.1 测量主绝缘泄漏电流
监测电流互感器的泄漏电流。通过电流互感器接地装置测量电流互感器对地泄漏电流。在绝缘击穿的开始，泄漏电流会非常明显地增大，如果适时地发现采取措施就可以避免电流互感器恶性事故的发生。但由于准确测量非常不易，这种方式还未被广泛地应用。
3.2 变压器油的在线监测
在线监测分析电流互感器中变压器油的气体含量。但这种方式更适合运行时变压器油在箱体内循环的变压器。对于变压器油静止的电流互感器测量效果受到限制。而且这种装置相对于电流互感器本身造价也相当高。
结论
按照要求对运行中的电流互感器进行预防性试验，可有效反映电流互感器的健康状况。及时发现有问题，采取有效措施，避免恶性事故发生，减少直接和间接损失。同时研究在线监测的新途径，可以准确、及时反映出电流互感器的运行状况。保证电力系统安全稳定运行。
参考文献
[1]魏朝晖.油浸倒置式电流互感器设计[J].变压器，2000，37（9）：6-9.
关键词：电流互感器；10%误差曲线；继电保护
中图分类号：[TM452] 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2013）-12-0258-01
10%误差曲线是保护用电流互感器的一个重要的基本特性。保护用电流互感器的工作特点不同于测量用电流互感器，它要求当电气设备发生事故时，启动相应的保护装置，切除故障设备。继电保护装置整定的动作电流通常比电气设备正常运行时的工作电流大几倍甚至几十倍，为了保证继电保护装置的正确动作，不因为饱和及误差带来拒动规程规定保护用电流互感器，在一次侧负载和一次电流为已知的情况下，电流互感器的电流误差不得超过10%。电流互感器10%误差曲线是指在电流误差为10%的条件下，一次电流对其额定电流的倍数M与电流互感器允许的二次负载的关系曲线。
一、电流互感器产生误差的原因
从电磁感应的工作原理上看，电流互感器为了正常工作所必须的激磁功率是产生误差的基本原因。不论电流倍数加大，或是二次负载增加，它们的结果都引起电流互感器感应电动势E2（E2=IoχZ2总，Z2总=Z2N+Z2W，Z2N是电流互感器自身二次绕组阻抗，Z2W是外电路二次负载）的升高，互感器的铁芯和二次绕组匝数W2制造时已定，E2的升高就是电流互感器铁芯中磁通密度和激磁功率的升高。电流互感器的激磁功率只能来自于它的电源侧――一次绕组。也就是说一次绕组电流有更多份额未能变换反映到二次电路中去，其结果是误差分量的扩大。特别在铁芯接近磁饱和时，稍升高E2，耗用的激磁功率就剧增，所以10%误差曲线是10%负误差曲线
1、电流互感器10%误差曲线
电流互感器LA1―10―400/5的10%误差曲线如图1，由曲线可看出，一次电流倍数越大，相应允许的二次负载越小。
2、励磁特性曲线
在运行单位或安装现场，测试电流互感器的10%误差曲线是很困难的，现场通常进行励磁特性曲线试验，并利用它的励磁特性曲线进行10%误差校核。励磁特性曲线试验的接线见图2。试验时，电流互感器一次绕组开路，从二次绕组通入50Hz交流电流，测得各电流值二次绕组端子上的电压值，即可绘出励磁特性曲线，见图3。
二、电流互感器二次负载校核计算
1、动作电流的取用
继电保护整定计算中，因根据保护用电流互感器10%的误差曲线进行二次负载的校核计算，校核计算取用的电流倍数M可分别情况考虑。
对一般的继电保护装置，可按最大整定动作电流，如采用I阶段动作电流至互感器额定电流的倍数，就是电流互感器的二次负载不可大于按这个倍数M从10%误差曲线上查得的对应的允许值。按最大整定动作电流校核合格的话，对最大短路电流来说，虽电流倍数更大，误差亦可能超过10%，但它的二次电流绝对值必定大于整定动作电流（二次值），所以不会影响保护装置的正确动作，故亦不需要按电器设备最大短路电流去校核10%误差曲线。至于按最大短路电流校核电流互感器的动、热稳定，还是必要的。对用于差动保护的电流互感器，一方面要求在保护范围区内故障时保护装置能可靠动作；另一方面，差动保护两端（对三点差动保护就是三端）电流互感器由于励磁特性的差异而产生差动回路的不平衡电流，在任何非区内故障情况下都不允许它引起差动保护误动作。电流倍数越大时，电流互感器特性的差异也越趋明显；当发生区外最大穿越性短路电流时不平衡电流最为严重。所以对差动保护，应按最大穿越性短路电流来校核各端电流互感器的10%误差曲线。
2、二次负载校核
根10%误差曲线校核电流互感器的二次负载，举例说明校核电流互感器容许二次负载的方法。
某变电所变压器差动保护10kV侧电流互感器型号是LA1―10―400/5，次级为星形接线，“D”级的10%误差曲线如图1。该变压器10kv侧最大穿越性短路电流为2875A。
计算穿越性故障电流对额定电流的倍数：
M=2875/400X1.5=10.8
式中：1.5是非周期分量系数
按M=10.8倍查图1的允许二次负载为0.95Ω。电流互感器二次侧负载为0.82Ω时，小于10%误差容许的0.95Ω，满足要求。
三、电流互感器10%误差曲线校核
1、实测校核
某用户变电所的变压器高压开关柜，应用电流互感器二次电流通过继电器GL―25/10常闭接点作交流脱扣器的旁路，构成交流操作的保护接线。电流互感器用两相不完全星形接法。机构是CT―8型弹簧操动机构，柜内电流互感器型号为LA1―10―200/5。变压器低压出口短路时，高压测故障电流928A。
继电器反时限元件整定动作电流考虑上、下级配合，取6A、1S（二倍动作电流）。GL―25/10速动元件动作电流：I=1.5x928x5/200=34.8A。取6倍速动。
利用励磁特性曲线进行10%误差校核。
实测电流互感器二次负载Z2w=2.1Ω（连脱扣器阻抗），查资料LA1―10―200/5自身二次绕组阻抗值为0.369Ω。
Z2总=Z2N+Z2W=0.369+2.1=2.469Ω
当速动元件动作时，动作电流36A，需要电流互感器提供的二次电势E2=36Ax2.469Ω=89V。由图3可见LA1―10―200/5的励磁饱和电势为60V，不可能提供89V电势；若要保证速动元件可靠动作，从满足10%误差的要求来看，即36Ax10%=3.6A，在图3上对应的励磁电压不能超出58V。校
核结果表明电流互感器不满足保护要求，也就是说在这种情况下，不能保证开关速动跳闸。
此时注意一点，与利用10%误差曲线校核电流互感器二次负载不同；在用励磁特性曲线和整定电流通过二次阻抗所必须的二次电势进行校核时，必须计入电流互感器自身的二次绕组阻抗。
2、采取的措施
在设计计算或现场校核中，为保证在故障情况下继电保护装置能正确可靠地动作，可采取以下一些方法：
（1）减少二次负载，如当电流互感器与保护装置之间的引接电缆较长时，可采用截面大一些的或双芯并作一相。
（2）选用较大变流比的电流互感器。采用较大变流比后，校核误差的一次电流值不变，对互感器一次额定电流的倍数M就较小了。
（3）电流互感器选型时采用10%误差曲线较高的产品，如LA1―10改用LDZ―10型，后者的曲线比前者高的多，
（4）高压电流互感器通常每台由二次互感器元件组成，若把它的二次级绕组串接使用，能提高容许二次负载值。
四、当电流互感器不满足10%误差要求时，应采取以下措施：
（1）改用伏安特性较高的电流互感器二次绕阻，提高代负荷的能力；
（2）提高电流互感器的变比，或采用额定电流小的电流互感器；以减小电流倍数m10；
（3）串联备用相同级别电流互感器二次绕组，使负荷能力增大一倍；
（4）增大二次电缆截面，或采用消耗功率小的继电器；以减小二次侧负荷Zfh；将电流互感器的不完全星形接线方式改为完全星形接 线方式；差电流接线方式改为不完全星形接线方式；改变二次负荷元件的接线方式，将部分负荷移至互感器备用绕组，以减小计算负荷。
（5）将电流互感器的不完全星形接线方式改为完全星形接线方式；差电流接线方式改为不完全星形接线方式；
（6）改变二次负荷元件的接线方式，将部分负荷移至互感器备用绕组，以减小计算负荷。
关键词：性点电流互感器故障动稳定MALAB
1引言
最近我单位发生了两起110kV变电站的10kV电容器组中性点电流互感开裂的故障，其中一起故障的经过如下：
2002年5月24日，110kV新升变电站161#1电容器组中的#16电容器熔丝熔断，更换熔丝后送电，立即发生中性点电流互感器击穿开裂的现象(图1)，同时161开关跳闸。故障前该电容器组的结构示意图如图2。
从图2中可以看出，当某一个电容器贯穿性击穿损坏以后，该相的其它电容即被短路，电容值变为零(图3)，该支路的阻抗减小，双星形的两个中性点电位不一致，出现不平衡电流，且电流是突然增大的，暂态过程中的电流很大，导致中性点电流互感器损坏。
要定量地分析损坏的原因，需计算161断路器合闸后的暂态过程。借助MALAB的电力系统模拟工具箱(PSB)，可非常方便分析出暂态过程中的电流变化情况。
2合闸于故障电容器情况的模拟
根据一次模拟图,用PSB建立如图4的系统模型图.该系统模型图的说明如下：
10kV的电源来自110kV主变,其内阻忽略不计,故采用三个理想的正弦波电源,相角相差120°.断路器的初始状态为分.在一个周波即20ms后合上，断路器接触电阻取100μΩ,没有并联电阻和并联电容。串联电抗器的电抗值为0.2，阻尼电阻的电阻值为1.6Ω。C1～C6为电容器，用串联阻抗元件模拟，其中的电阻为熔丝接触电阻，取0.01Ω。由于断路器为非线形元件，因模拟计算的关系，C1不能为零，取1e-16F，C2～C6为正常的电容值，8μF。RL为方便模拟计算用的负载，此处设为电容器组母排对地电容，取1pF。中性点电流互感器采用PSB中的元件，参数按照实际情况取，变比取15/5，容量取25VA，一次二次的阻抗分别取0.001和0.04的标么值。电压互感器的容量为80VA，电压比10kV//100V，一次二次的阻抗也分别取0.001和0.04的标么值。B1～B4是母线，这里用作节点以方便连线，用连线模拟成实际的网络拓扑结构以后即可进行模拟计算。
用不同的网络拓扑结构进行多次模拟，可发现电压互感器的参数及其负载的参数对中性点电流的影响微弱，可忽略不计，原因也是显而易见的，因为它们是并联在电容器组上的。
用图4的系统模型图，不同的初相角进行多次模拟，模拟的结果由各个示波器观察，示波器3反映的即为流过中性点电流互感器的电流波形，图5选取了4幅比较典型的波形图，分别反映相角为10°、60°、90°和270°时的波形。
从一系列波形图可以发现,A相的角度为0°和180°时流过中性点电流互感器的暂态电流最小,A相的角度为90°和270°时暂态电流最大,且90°和270°时的相位暂态电流也相差180°.在角度为90°出现的最大暂态电流峰值为1750A，是一高频电流，频率约为10.4z。暂态电流在约0.002秒后衰减到稳态，稳态电流峰值为12.5A，衰减后的波形片断见图6。
3中性点电流互感器击穿的原因分析
该电流互感器的型号为LZJC-10型，1999年2月出厂，电流比15/5，其技术数据为1s热稳定倍数75，动稳定倍数150，按照一次侧15A的额定电流计算，动稳定极限是3182A(峰值)。同时在模拟时也发现，最大电流值对中性点电流互感器的参数敏感，若取的参数再小一点，最大电流值可超过2000A，在不计中性点电流互感器的阻抗时，最大电流为2500A。从模拟出的暂态电流值，我们可以推断出该电流互感器击穿的原因是动稳定失稳。从破碎的情况也可以看出，线圈间的间隙变大，说明线圈在受到电动力后的变形，而变形超过了环氧树脂的承受能力，导致环氧树脂崩裂，而铁轭上几个细小的放电点是绝缘破坏后线圈放电引起的。
另外，今年我公司110kV竹辉变10kV电容器组也发生了一起中性点电流互感器击穿的故障，故障后开关跳闸，现场检查的现象是某一电容器熔丝熔断，同时中性点电流互感器开裂。该成套电容器组与新升变161电容器的设备是相同的设备。从故障后的情况分析，可以推断出是某一电容器首先故障，导致流过中性点电流互感器的电流突然增大，因保护动作使该电容器组断路器跳闸的时间需0.1s左右，而暂态过程比较短，仅1/10个工频周波左右，因此在跳开开关之前，暂态电流已经使电流互感器损坏。
4结论与对策
新升变电容器组中性点电流互感器在送电时开裂，竹辉变电容器组中性点电流互感器在运行中发生开裂，说明该电流互感器未达到设计的性能指标，是造成损坏的主要原因。而同型号的电容器组以前也发生过熔丝熔断、开关跳闸的情况，为什么没有出现开裂的情况呢？从上述模拟过程可以看出，暂态电流的大小与相角有关，0°和180°附近电流很小，不会造成动稳定失稳。再者，从电容器组成套产品设计角度上讲，即使在最恶劣的90°和270°情况下，暂态电流也不会超过动稳定极限值，但是已经接近了产品的性能极限，因此很难避免电流互感器开裂的发生。
新升变161电容器组故障，开关跳闸后，检修人员到现场，更换了熔丝，在没有让电试班检查电容器状况的情况下，就恢复送电，是导致中性点电流互感器击穿的次要原因。因此，今后凡遇到电容器熔丝熔断情况，一定要检查电容器本身是否损坏，切不可急于送电。
为了加大动稳定的裕度，建议是否可考虑采用一次额定电流为40A或以上的中性点电流互感器，这样从理论上讲，动稳定电流的极限值加大了一倍，裕度可加大，另外可以通过保护的调整来弥补中性点不平衡电流保护灵敏度的降低，以避免发生类似的故障。
参考文献
关键词：PX级电流互感器介绍、设计、应用。
一IEC标准中对PX级保护用互感器基本参数的规定
在国外互感器标准中，对高阻抗差动保护方式电流互感器的性能规定了下面几个参数。
a.额定拐点电压。
b.额定拐点电压下的最大励磁电流。
c.75℃或运行时最高温度两者较高温度下的二次绕组电阻的最大值 。
d.匝数比误差。
（1）额定拐点电压，也称饱和起始电压，英国标准中规定为：“此电压为额定频率下的正弦电压，此电压加于被测二次绕组两端，其它绕组开路，测量励磁电流，当电压每增加10%时，励磁电流的增加不能超过50%。”规定此点是因为电流互感器的励磁阻抗在产生饱和起始电压之前基本是一定的 。所以在外国标准中，规定了拐点电压和拐点电压下的励磁电流，拐点电压定义的示意图如图1。
图中：UK――拐点电压；
I0――拐点电压下的激磁电流。
图1拐点电压的定义
（2）绕组电阻：高阻抗电流互感器是限定二次绕组电阻大于二次漏抗X2的低电抗电流互感器。所以，只规定了二次绕组的电阻，以保证二次阻抗小，避免继电器误动作。
（3）国外标准中规定此种互感器的匝数比误差为±0.25%。
二 设计PX保护用电流互感器的关键问题及解决方法
铁心的选取
（1）铁心的形状，由于PX级保护用电流互感器要求二次漏抗小，产品铁心为矩型形状时，铁心的二次漏抗大,不能很好地满足二次漏抗小的要求。而当铁心形状为圆环形时，能很好地满足二次漏抗小的要求。这是因为此种形状的铁心，二次绕组均匀地缠绕在其上，而一次绕组又横贯中央时，可看为低电抗电流互感器，即可认为二次漏抗为0，结合产品的外型选为圆环形。
（2）铁心材料的选取，由于产品拐点电压由用户规定，而且考虑铁心的饱和情况，因而选取冷轧硅钢片，其铁心开始饱和时磁密一般为1.4～1.6特斯拉，而其饱和磁密在2.4特斯拉左右。因为拐点电压下的磁密是铁心开始饱和时的磁密而不是完全饱和时的磁密，考虑到制造时铁心材料的分散性，及我公司多年的经验，对该产品的铁心磁密选取为1.3特斯拉左右，从成品制造后来看，有些裕度大。
（3）铁心尺寸的选取
在不考虑产品外形的限制的情况下，铁心尺寸的选取可以依据拐点电压、拐点电压下的最大励磁电流，及二次绕组的电阻，以及铁心开始饱和时的磁密推算出来。
（a）铁心有效截面积的计算
从拐点电压的定义可知道，拐点电压UK 由以下两部分组成，即二次感应电势和二次绕组阻抗压降之和,即：
UK = E2 + UO2 ――（1）
式中： E2 ――二次感应电势；
UO2 ――二次阻抗压降。
由式（1）可得，
E2 = UK - UO2 ――（2）
又因为产品的二次绕组已由用户规定，且此类产品设计为二次漏抗低，可视为0，则UO2为：
UO2 = IO2• R2――（3）
由式（2）（3）可得，
E2 = UK - IO2• R2――（4）
又因为二次感应电势的计算公式为：
E2 =（S•W2•Bm）/45――（5）
式中：S――铁心有效截面；
W2――二次绕组匝数；
Bm――铁心开始饱和时的磁密。
由式（5）可得，
S =（45•E2 ）/（W2•Bm）――（6）
铁心截面既可导出，如某产品，电流比为3600/1A，UK =600V，R2=13Ω，IO=0.02A，Bm=1.3T，W2=3600匝。则：
E2 = UK - IO• R2 =599V ――（7）
S =（45•E2 ）/（W2•Bm） ――（8）
=（599*45）/（3600*13）
=5.75cm2
（b）铁心平均磁路长计算
依据铁心拐点电压下的磁密，查取磁化曲线，可得铁心的单位长度的励磁磁势（IN0）/cm。因为二次匝数，二次励磁电流已知，则铁心的总励磁磁势为：
（I0W2）= I0• W2 ――（9）
二次总励磁磁势又是单位长度的励磁磁势和铁心平均磁路长的乘积，则铁心平均磁路长L为：
L=（I0W2）/（IN0）/cm ――（10）
因为此类产品铁心为圆环形，依据平均磁路长可以推算出铁心内外径的平均值，即：
D=L/π――（11）
知道了铁心内外径的平均值，以及铁心的有效截面积，就大致确定了铁心的尺寸。再结合产品外型尺寸，确定出铁心尺寸。
1、电流互感器的配置：为了满足测量和保护装置的需要，在发电机、变压器、出线、母线分段及母联断路器等回路中均设有电流互感器。对于中性点直接接地系统，一般按三相配置；对于中性点非直接接地系统，如负荷对称，保护灵敏度满足要求，按两相配置，否则按三相配置。
2、用于自动调节励磁装置的电流互感器应布置在发电机定子绕组的出线侧，以减轻内部故障对发电机的损伤。为了便于分析和在发电机并入系统前发现内部故障，用于测量仪表的电流互感器宜装于发电机中性点侧。
3、对于保护用电流互感器的装设地点应按尽量消除主保护装置的不保护区来设置。若有2组电流互感器，且位置允许时应设在断路器两侧，使断路器处于交叉保护范围之中。
（来源：文章屋网 ）
一、概述
膨胀器是一种弹性组件，用在油浸式互感器和电力电容器上，能使设备内部的变压器油与外部空气隔离，防止设备绝缘受潮和变压器油老化，长期保持设备的绝缘性能，且能补偿设备内部油体积随温度的变化。
二、结构简介
（一）膨胀器的结构是由底板、膨胀器主体、导向圆盘、油位计、盏、外罩、视察窗等组成。
（二）膨胀器主体是由多个用不锈钢耐酸钢板制成的波纹节组成，当设备内部油的体积变化时，膨胀器的容积相应随之变化。膨胀器主体上部装有保证主体行程灵活的导向圆盘，圆盘上有油位指示线。
（三）外罩用优质薄钢板制成，用来保护膨胀器主体，其上设有观察窗，通过观察窗可观察到油位指示线的指示位置是否正常，观察窗旁标有互感器处于停止状态时的油温标线。
（四）油位计结构是由接头、玻璃管、密封垫、芯子、封环、基座、帽、螺母等组成。
（五）油位计装在设备上有以下两种用途：
1.用以排放设备内部的气体。在设备检修时，可透过油位计的玻璃管，观察设备内部是否产生了气体，如果设备内部有了气体，油位计玻璃管中的油将会被气体取代。排放气体时，首先拧下帽，然后装上抽注帽（抽注帽是由操作杆、软管接头等组成），用抽注帽上的操纵杆拧松油位计中的螺母以提起芯子，即可排放气体，气体排净后迅速将螺母拧紧，再提起操纵杆，取下抽注帽，换上原帽，油位计恢复正常。
2.用来给设备补油。电流互感器采用带有膨胀器的全密封结构后，一般情况下，应保持设备的密封状态，不必取油样试验。如果必须取油样，则应及时补充等量同型号的变压器油，油的性能应符合互感器安装使用说明书的要求。
三、补油方法
（一）按规程要求准备好下列用具，并清理干净：
1.抽注帽（制造厂提供的专用工具）。
2.真空胶管和注油胶管，胶管直径应与软管接头相配合，长度可根据实际情况而定。
3.油分离器，容积在10L以上，形态可自行选定。
4.阀门的规格由用户自行选配。
（二）拆除膨胀器盖，卸下油位计的帽，装上抽注帽，然后按照规程要求，连接好油分离器和阀门并保证各接头密封可靠。
（三）操作程序
1.打开阀门1，抽真空约10min，然后关闭阀门1。
2.打开阀门2，旋动抽注帽上的操纵杆，将油位计中的螺母拧松，使油流入膨胀器。
3.随着油量的增加，膨胀器将伸展，导向圆盘上升，待油位指示线达到应有的高度与补油时的温度再加10?C所应有的高度一致时，即关闭阀门2，高度计算按3.4条。
4.打开阀门1，再次抽真空，将管路及油位计中的余油抽入油分离器，抽气速度不能太快，以免抽走膨胀器内的油，当观察到油位计玻璃管中无气体时，立即关闭阀门1。
5.旋动操纵杆，将油位计中的螺栓拧紧。
6.卸下管路，提起操纵杆，卸下注油帽，将各部分恢复原状。
7.将互感器底部放油活门打开少许，从设备底部排油，待膨胀器的油位指示线达到高度，与当时油温所对应的高度一致时，关闭放油活门，高度计算按3.4条，油温是指设备内部油的温度。
8..补油过程中任何操作都要十分小心，以免损坏膨胀器或造成变压器油外溢，同时也应避免空气进入膨胀器内。
（四）补油时油位指示线所应达到的高度可按照下式计算
H=（T―T1 / T2―T1） × S，mm
式中：H―油位指示线高度，即在相应的油温下，油位指示线下边沿到最低油温标线的距离，mm
S―最高油温标线与最低油温标线间的距离，mm
T1―最低油温标线标出的温度，?C
T2―最高油温标线标出的温度，?C
T―需要计算某一预定高度时的温度?C，补油时取当时的油温加10?C，排油时取当时的油温。
（油温是指设备内部油的温度）。
四、膨胀器的安装（现场必需更换时）
（一）准备工作
1.检查核对拆卸件的规格、型号是否与设备相符，有无损坏丢失。
2.将膨胀器的外罩卸下，把膨胀器本体与底座或升高座拆开。
3.如是电流互感器，将其原储油柜上盖拆下（如储油柜内部有胶囊应将胶囊取出），如是电压互感器，将原设备储油柜全部拆下。
（二）安装方法
以PB480型膨胀器为例简介如下，其安装顺序是：
1.安装瓷套密封垫圈。
2.装配底板、用螺栓将底板与瓷套连接紧固。
3.先放好膨胀器的密封垫圈。
4.装配膨胀器的本体，用螺栓紧固（PB480）型膨胀器需用压圈特殊紧固结构，其它规格PB型设备为法兰结构。
5.抽真空注油。（参照前述第3条补油方法）
6.安装壁和上盖，均由螺钉紧固。
（三）安装时的注意事项
1.在安装过程中，密封垫圈的位置安放要准确，螺栓紧固要均匀，以免渗漏油。
关键词：电流互感器；饱和；继电保护；对策
中图分类号：TM734 文献标识码：A
在现代化的建设中，电力资源的需求程度不断提升，需要在相关的电力技术、电力设备上进行巩固。我国目前正处于发展中阶段，未来的电力需求将会进一步地提升，电流互感器饱和的表现也会逐步增加。继电保护工作，是电力输送、应用的重点内容，如果在该方面出现了缺失或者是不足，将直接对后续的电力事业发展构成威胁，同时不利于各地方建设发展，对居民的生产、生活也会产生很大的影响，需要特别关注。
一、电流互感器饱和对继电保护的影响
电流互感器饱和现象的出现，并非偶然现象。现阶段的很多地方，都将电网做出了大幅度地升级，虽然更好地满足了用电需求，可出现电流互感器饱和的概率也在提升，这就促使电力工作执行过程中，不仅存在一定的机遇，同时还面临很多的挑战。结合以往的工作经验和当下的工作标准，认为电流互感器饱和对继电保护的影响，集中在以下几个方面：
1.电流互感器饱和出现后，流入电流继电器的短路电流二次值，将会直接出现变小的情况。此时，将会引起继电保护的拒动问题，对部分地方的用电稳定性、可靠性，将产生很大的影响。
2.电流互感器饱和表现突出后，自身的故障特征，如果满足了比率差动保护的相关动作条件，那么差动保护仍然可以做出正确的动作。可是，对于发生在区外的故障而言，其产生的穿越性电流情况，表现为较大的趋势，此时引起的电流互感器饱和问题，会在客观上产生虚假的差动电流，这种差动电流同样表现较大。经过实践研究发现，这种情况，会在各个不同的测量点，表现为差异化的情况，电流互感器饱和也会愈加严重，届时所产生的损失会非常严重。
二、电流互感器饱和对继电保护产生影响的对策
目前，继电保护受到的社会关注度较高，同时也是电力工作开展的重点内容。电流互感器饱和在出现后，意味着继电保护本身将受到很严重的影响，如果可以通过多元化的对策来解决影响，不仅能够更好地控制电流互感器饱和问题，还可以最大限度地提高继电保护能力，为后续的电力发展，提供足够的帮助。
（一）限制短路电流
从电流互感器饱和本身来分析短路电流的幅值问题，是引起电流互感器饱和的重要因素。因此，在处理相关问题时，可通过限制短路电流的方法来解决。建议在日后的工作中，从运行方式的角度出发，针对短路电流做出充分地限制处理，避免电流互感器饱和的发生。例如，在电力系统的运行过程中，针对较高一级的电压等级当中，可以尝试应用分列运行的方法，由此来针对短路电流做出良好的限制处理。同时，在分列运行以后，供电可靠性有可能出现降低的情况，为了减少新问题的发生，工作人员可以将备用电源进行投入使用，由此来对供电可靠性做出较多的保证，减少继电保护受到的威胁，维持电力供应的稳定性。
（二）选择合适的电流互感器
电流互感器饱和在出现以后，不仅要考虑到技术上的问题，还必须针对设备本身进行分析。考虑到当前的电网运行压力比较大，受到的外界影响因素多，所以在今后的继电保护影响处理上，可以选择合适的电流互感器，从而将电流互感器饱和问题在根源上予以解决。本文认为，电流互感器的选型工作，必须充分地注意到电流互感器的暂态饱和问题。例如，在电力工作过程中，高压系统、大容量电力设备的高压侧，其设计过程中，普遍采用了TPY级别的电流互感器，并且会适当地配合使用小气隙的PR级别电流互感器。这样的选择方式，能够充分满足电网的需求，且不会对继电保护产生严重的影响，可以在现实工作中推广应用。另一方面，在电流互感器的选择应用过程中，比较禁忌的一项内容，在于不能采用“按照负荷电流大小，确定保护级电流比”的方法，一定要综合性的考虑相关影响因素，包括电流互感器安装位置可能出现的最大短路电流问题，考虑到电流互感器本身的负载能力、自身的饱和倍数等等，这些因素都将对最终的继电保护产生作用。如果在经济条件方面比较充足，则可以应用传感器，代替电流互感器。
（三）减小二次负担
通过实施上述两项措施，继电保护所受到的影响，基本上得到了良好地解决。可对于现阶段的快速发展而言，电力工作的革新速度非常快，部分电力技术的成熟和应用，为电流互感器饱和的解决带来了新的影响因素。为此，我们在解决继电保护影响的过程中，还必须对细节工作特别注意。建议在今后的工作中，通过多元化的方法、手段，将二次负担有效地减少，从而取得更好的继电保护效果。例如，CT的负载主要是二次电缆的阻抗，将继电保护装置就地安装，大大缩短了二次电缆长度，减小了CT的负担，避免了饱和。另外，就地安装后，还简化了二次回路，提高了供电可靠性。就地安装方式对继电保护装置本身有更高的要求，特别是在恶劣气候环境下的运行能力和抗强电磁干扰的性能要好，但这两个问题都不难解决，现在佛山地区新建或改造后的变电站10kV馈线保护装置都是就地安装的。
结语
本文对电流互感器饱和对继电保护的影响展开讨论，并阐述了一定的对策。从已经得到的工作成果来看，很多地方的电网工作，表现为稳定的状态，基本上没有出现恶性循环的问题。同时，在电流互感器饱和的处理上，能够遵循多种模式来完成，将继电保护受到的影响最大限度地减少，推动了当地电力事业的进步。
参考文献
[1]刘芳.电流互感器饱和对继电保护的影响及对策[J].黑龙江科技信息，2016（23）：13.
关键词：电流互感器 电功率测量表 应用
中图分类号：TM933 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）10（a）-0105-01
随着世界能源的日益紧缺，人们越来越重视电功率的测量，从工业领域到民用住宅，电功率测量表的成本、环境保护、节约能源方面都成为日益关注的问题。而电流互感器作为电功率测量表中重要的组成部分，其动作特点、配置、接线方式等对电功率测量表计量的精确性具有重要作用影响。本文主要对电流互感器在电功率测量表中的应用进行研究。
1 电流互感器概述
1.1 工作原理
电流互感器的工作原理主要为：一次线圈以串联的方式接在电路中，线圈匝数比较少，导致该线圈中的电流主要由被测电路的负载电流所决定，和二次电流没有关联。接在电流互感器二次线圈上的仪表与继电器，其电流线圈的阻抗均比较小，所以，电流互感器运行方式处于几乎短路状态。电流互感器一、二次额定电流之比，就是其额定互感比：kn=I1n∶I2n。
1.2 电流互感器的要求
电流互感器具体要求如下：（1）准确级，决定了电功率测量表计量的是否精确，对于1级功率表来说，需要配对的电流互感器的准确级，应比1%高。（2）漂移。电流互感器的漂移主要和读数超时持续性有关系。一般情况下，低漂移电位可使功率表的性能更好、更稳定、更可靠。（3）线性度。所谓线性度，就是指互感器在整个操作模式范围内所表现出的稳定性能。（4）相移。相移越低，电流互感器的性能越好，测量结果越精确。（5）集成。功率表为自供电方式，因此，只需要对主要功率监控系统的输出进行接线。当互感器标准输出时，就可在功率监控系统中实现集成。
2 电流互感器的极性
（1）记性标志。电流互感器极性，是指一、二次线圈间电流方向存在反向或同向。按照标准，将一二、次线圈的首端分别标为L1、K1，尾端分别标为L2、K2。当连接导线时，L1、K1为同极性端，即同名端；L2、K2也可称作同极性端。（2）减极性、加极性。如果一次线圈的电流方向为首端流入、尾端流出，二次线圈的电流方向为首端流出、尾端流入，这就称为加极性；如果当一次线圈与二次线圈的电流均从同极性端子输入时，其因感应产生的磁通方向一致，就可称作减极性。（3）判断电流互感器为加极性或者减极性时，可利用直流法或交流法进行检测。（4）极性错误的后果。如果对极性判断错误，就会导致继电保护装置误动，使得电功率测量表的测量产生误差。（5）小极性和大极性。按照互感器极性的不同地点、范围，可分小极性、大极性。如果是在一、二次引线端子上检测的就是小极性，主要在仪器安装前后、使用前进行测定；如果在二次回路的电流专用端子上测定的就为大极性，其范围较大，主要在保护装置投入、年度检验或者更动二次线后进行。
3 电流互感器的接线方式
通常情况下，主要有以下接线方式：（1）三相Y形接线。（2）两相电流差接线。（3）零序接线。（4）V-V形接线。（5）相式接线。在具体操作时，需要注意以下几点：（1）导线不能进行拉伸。（2）一当从法兰盘、铁心引出接地端子时，需用裸铜线缠绕螺栓，从而实现接地。（3）如果二次线圈的绝缘电阻小于10～20MS2，就需要干燥电阻，保证绝缘效果良好。（4）当电流互感器处于运行状态时，二次测量要避免开路，以防引起高电压威胁人身安全。
4 电流互感器在电功率测量表中的应用
4.1 在测量回路配合单相电度表中的应用
首先，查看电度表的连接片是否已经断开，然后根据断闭情况选择接线方式。根据电流互感器的极性、工作特点与接线，主要接线方式有：（1）如果电度表的连接片处于连接状态，因此不能将K2接地，而且要特别注意电流互感器一、二次线圈的首端与尾端的记性标志，不可接反，主要为了避免电表发生反转。（2）如果连接片已经断开，就要将K2进行接地，在实际情况中，可以借鉴这种方式，如果电流互感器线圈一侧电流从尾端L2输入，从首端L1输出，那么电流互感器的二次侧电流则从首端K1输出，从尾端K2输入，也就是将K1接地，将K2连接到线柱1。
在这过程中需要注意的是，如果对电流互感器及二次线进行更换时，不仅要遵循相关的安全操作规范，还要特别注意保证要变比与原来一致，互感器的极性要连接正确，伏安特性不能变化太大；对容量变化进行更换时，应该重新校核电功率测量表的倍率；重新更换的电流互感器或者二次线，在投入运行前组要再次测量互感器的大、小极性，以保证测量结果的精确性。
4.2 在功率变压器中的应用
当电流互感器作为变压器的差动保护时，采用换流法进行接线，为了保证变压器能够正常运行，一次侧电流为穿越性电流。对电流互感器加极性端进行检查，发现如果较为靠近母线，二次测量需要采用另一种接线方式，用来组成差动继电器的两端。如图1（a）所示，从图中可以看出，电流互感器的正极性端，都在母线附近，二次侧两端的电流互感器的L1与K1、L2与K2分别相连接，即同名端相连；如图1（b）所示，从图中可以看出，变压器一侧电流互感器的正极性端，靠与母线较为接近，而另一侧与变压器较为接近，变压器二次侧两端的电流互感器L1与K2、L2与K1相连，则为异极性端相连。
5 结论
将电流互感器应用于电功率测量表，具有功率损耗低、过载能力强等特点，正确的接线方式及高级配置，有利于提高电功率测量仪器测量的精度与准确性，减少计量误差。本文就电流互感器在电功率测量表中的应用进行研究，以期在实际应用中，避免电流互感器的接线错误、配置的失误，加强现场检验复查工作，保证测量表的正常工作，避免发生安全事故。
参考文献
【关键词】 电子式；电流互感器；Rogowski线圈；A/D转换
中图分类号：TM45 文献标识码：A 文章编号：
正文：
1 前言
电流电压互感器是电力系统中不可缺少的重要设备，其作用是按比例将输电线路上的高电压和大电流降到可以用仪表直接测量的标准数值，以便用仪表直接进行测量。目前，电力系统中广泛采用的是电磁式电流互感器，它的工作原理和变压器类似，这种互感器自身存在不少缺陷，而随着电力系统的传输容量越来越大，电压等级越来越高，传统的电磁式电流互感器因其传感原理而出现不可克服的问题，为适应电力系统的快速发展，有必要研制利用其它传感原理的电流互感器。电子式电流电压互感器（ECT）采用新型传感原理，利用近年来发展起来的光通信及微电子技术，能有效地克服传统电力互感器的缺陷，同时能以光数字信号输出，为电力系统的安全运行、节约成本、优化二次设备提供了坚实的基础。以电子式互感器和光纤通讯网为基础构成的数字化变电站已成为电力自动化技术发展最有前景的方向之一。
2 发展趋势
电子式电流互感器分为有源式和无源式两大类。
无源式：传感头采用磁光晶体或光纤，没有电源供电的光电电流、电压测量装置。这种互感器利用光学元件作为传感器，光纤既是信号传输通道，有时又直接作为传感元件。无源式电子式互感器的种类很多，所利用的物理效应也很多。如Pockels效应、Kerr效应、逆压电效应、磁致伸缩效应、Farady磁光效应、电热效应等类型。
有源式：顾名思义就是传感头采用电子器件，一次侧需提供电源，是通过一次侧的采样传感器对电流、电压信号取样，利用有源器件调制技术，以光纤作为信号通道，把一次侧转换的光信号传送到地面进行信号处理，还原得到被测信号。这种互感器的特点是：利用光纤系统提供的高绝缘性、抗电磁干扰强的优点，显著的降低了电流互感器的制造成本。减少了体积和重量，充分发挥了被电力工业界广泛接受的常规电流测量装置的优势，同时还避免了光学传感头光路的复杂性及对温度、外界振动敏感等技术难点。有源式电子式电流互感器采用Rogowski线圈，采用的高压平台传感头部分具有需电源供电的电子电路，在一次平台上完成模拟量的数值采样(即远端模块)，利用光纤传输将数字信号传送到二次的保护、测控和计量系统。
有源式电流互感器采用的是传统的电阻、电容等器件，优点在于采样精确度比较高，同无源光电互感器相比，在结构上更加简单，也比较容易和计算机实现直接通信，这些特点决定了它在实用化道路上的优势。
3 电子式电流互感器的设计思想
3.1 基本原理
电子式电流互感器共分四个模块传感头、光纤传输、信号接收单元、电子式互感器校验仪，而传感头又是由Rogowski线圈、小信号铁芯CT、A/D采样及温度补偿、电能供应四个部分组成。
小信号铁芯CT根据国家标准GB1208－1997对电流互感器的规定，对于测量通道，应保证在小于1.2倍额定电流的情况下能够实现正常测量，误差在规定的范围之内；铁芯采用硅钢片或超微晶合金材料，环形穿心结构，没有气隙、漏磁少。
A/D转换电路是整个传感头的核心部分，它的要求是A/D转换器件功耗小、采样率足够高；线圈输出的电流为正弦波，因此A/D转换器件要具有双极性输入，串行输出；采用时分复用方式传送下行信号。
高电位侧的电源供应问题现阶段共有四种供电方式：特制CT线圈从母线采电的供能方式；激光供能方式；蓄电池或太阳能电池供能方式；超声电源供能方式。
基于Rogowski线圈的电子式电流互感器主体是一个空心线圈，待测的母线电流从线圈中心流过，在线圈中产生感应电势。由于线圈中没有铁芯，其输出的电压值很小，可以直接输入微机系统，这样就形成了集数据采集、实时处理系统于一体，经由光纤输出数字信号的电子式电流互感器。其主要功能是，在高压侧利用Rogowski线圈测量母线的电流信号，将线圈输出的二次电压信号经过数据采集系统采样调整后，通过光纤传输到低压侧的合并单元进行数据处理，然后发送到二次保护控制设备。一次转换器，通常要实现如下功能：信号预处理和ADC转换；将转化后的数字信号，通过光纤发送到二次转换器；接收二次转化器送来的功率激光并转换为直流电压，作为一次转换器的电源；传输系统，包括功率光纤和信号光纤。原理图如下所示
ECT原理框图
3.2 Rogowski线圈介绍
Rogowski线圈(罗氏线圈)又叫电流测量线圈、微分电流传感器，是一个均匀缠绕在非铁磁性材料上的环形线圈。输出信号是电流对时间的微分，通过一个对输出的电压信号进行积分的电路，就可以真实还原输入电流。该线圈具有电流可实时测量、响应速度快、不会饱和、几乎没有相位误差的特点，故其可应用于继电保护，可控硅整流，变频调速，电阻焊等信号严重畸变以及电炉、短路测试、雷电信号采集等大电流的场合。它的结构图以及基本运算公式如下所示：
首先设线圈每匝中心线与导线中心线间的距离为r，穿过线圈每匝的磁场均为Br，且线圈共有n匝，每匝的面积均为S，0 为真空导磁率，则可得：导线电流I(t)与Br 、感应电压u2(t)与I(t) 的关系为：
3.3 其他模块
电子式电流互感器还有其它三个比较重要的模块光纤传输、信号接收单元、电子式互感器校验仪。光纤传输与光纤绝缘子的基本设计要求是：允许传光光纤通过绝缘结构；耐受相应电压等级的各种过电压；具有一定的抗振能力；为了体现光电式电流互感器的优点，绝缘结构的设计应尽可能做到体积小重量轻；另一种思路：无线传输，如GPRS、GSM通讯，缺点：盲区、故障、不独立。
信号接收机的组成分为四个部分：O/E变换部分(光电转换)；逻辑控制电路部分-提供控制信号；信号接收机的模拟通道-数字还原成模拟信号；信号接收机的数字通道-将数据采集进计算机。O/E变换部分(光电转换)将传感头传下来的两组信号：一组是数据信号，另一组是时钟信号，转换成电脉冲信号，器件采用PIN光电二极管，同时放大整形电路将微弱的电信号还原成标准的TTL电平信号。器件采用高精度的比较器。逻辑控制电路将系统的四路时钟信号和数据信号分离开来，并产生器件要求的时序；送入D/A转换器和PC机接口卡，分别进行处理。信号接收机的模拟通道将传感头传输的串行信号转换为并行数字信号，送入到D/A转换器件中。最后信号接收机的数字通道提供满足标准要求的数字信号，供二次仪表使用(测量、计量或保护)。
最后一个模块是电子式互感器校验仪，它的原理是信号调理箱将基准信号和待测信号变换成高精度数据采集卡能承受的电压信号，经采集卡进入计算机，得到两个离散数据序列；通过对这两个离散序列的软件分析得到两个信号各自的特征和它们之间的比差和角差；软件分析的主要算法是基于离散信号的傅立叶变换。
4 结论
随着电力系统电压等级的提高，传统的电磁式互感器因其自身无法克服的缺点而不能满足计量和保护的要求。在新一代的互感器中，采用Rogowski线圈实现对电流测量的电流互感器，结构紧凑、线性范围大、同频带宽、抗电磁干扰能力强、与现代数字测量系统和微机继保装置兼容性好，利于产品化，但是电子式电流互感器还有更多的工作要做，提高电子式电流互感器的测量准确度、实现电子式电流互感器输出数字量与微机保护设备直接接口、通过现场挂网试验积累运行的经验、保护用电子式电流互感器的研制。
参考文献：
关键词：电流互感器；故障原因；诊断方法
电流互感器起变流和电气隔离作用，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，它将高电流按比例转换成低电流。电流互感器一次侧直接串联于电源线路中，一次负荷电流通过一次绕组时，产生的交变磁通感应，产生按比例减小的二次电流；二次绕组的匝数较多，与仪表、继电器、变送器等电流线圈的二次负荷串联形成闭合回路。
1.电流互感器故障原因
1.1制造工艺不良
电容型电流互感器若绝缘包扎不均，出现外紧内松、纸有皱褶，电容屏错位或“并腿”时出现损伤绝缘等缺陷，会造成运行中发生绝缘击穿事故。
1.2密封不良，进水受潮
互感器油中有水，或端盖内部积有水锈，会使绝缘受潮。有的全密封互感器不能保证全部密封，造成积水。漏水进潮的部位主要在顶部螺孔和隔膜老化开裂的地方。
1.3 安装、检修和运行人员过失
常见的有因为安装、检修人员在安装或检修时使引线接头松动、注油工艺不良、二次绕组开路、电容末屏接地不良等，导致局部过热、放电，使色谱分析结果异常。
2.电流互感器的故障处理
2.1电流互感器二次回路断线（开路）的处理
电流互感器二次开路，使二次电流为零，一次电流全部作用于励磁，使铁芯严重饱和，二次线圈上将感应出几千伏甚至上万伏电压，严重威胁人身、仪表设备、继电器等安全，还可能造成电流互感器爆炸、继电保护误动等事故。
2.1.1 异常现象
2.1.1.1回路仪表指示异常，一般是降低或为零。用于测量表计的电流回路开路，会使三相电流表指示不一致、功率表指示降低、计量表计转速缓慢或不转。如表计指示时有时无，则可能处于半开路状态（接触不良）。
2.1.1.2电流互感器本体有噪声、振动不均匀、严重发热、冒烟等现象，当然这些现象在负荷小时表现并不明显。
2.1.1.3电流互感器二次回路端子、元件线头有放电、打火现象。 如我们值班人员在巡视10kV设备时，就曾因为听到打火声，并通过观察窗发现电流互感器接头有火花。立即向调度汇报进行处理。
2.1.1.4继电保护发生误动或拒动，这种情况可在误跳闸或越级跳闸时发现并处理。
2.1.1.5电度表、继电器等冒烟烧坏。而有无功功率表及电度表、远动装置的变送器、保护装置的继电器烧坏，不仅会使电流互感器二次开路，还会使电压互感器二次短路。
2.1.2 异常处理
检查电流互感器二次回路开路时应注意安全，应使用绝缘工器具，并站在绝缘垫上。由于二次开路互感器本体无明显特征时，会使互感器处于长时间开路状态，所以在巡视、维护时要特别认真、细致。
2.1.2.1电流互感器二次侧开路时，应立即将故障现象报告所属调度。
2.1.2.2根据现象判断是属于测量回路还是保护回路的电流互感器开路。处理前应考虑停用可能引起误动的保护。
2.1.2.3尽量减少一次负荷电流，若电流互感器严重损伤时，应立即转移负荷，采用用旁路带线路（用户不停电）或其他倒运行方式等办法停电处理。
2.1.2.4设法在就近的试验端子上，用良好的短接线将电流互感器短接后，再检查处理开路点。若短接时发现有火花，说明短接有效，故障点在短接点以下回路中，可进一步查找；若短接时没有火花，可能是短接无效，故障点可能在短接点以前的回路中，可以逐点向前变换短接点，缩小范围进一步查找。
2.1.2.5电流互感器二次回路开路若引起着火时，应先切断电源后，可用干燥石棉布或干式灭火器进行灭火。
2.2电流互感器次级多处接地故障处理
2.2.1故障现象
规程规定：电流互感器二次回路只能有一个接地点，此规定是非常必要的。在电力系统中曾多次发生因电流互感器二次多点接地造成保护误动或保护装置拒动现象。
2.2.2故障处理
先对照图纸检查二次回路接线有无问题，查阅故障跳闸设备的跳闸信息，判断断路器动作是否正确，并分析查找故障点，查找二次回路是否有多个接地点。
2.2.4电流互感器本体故障的处理。电流互感器故障有下列情况之一时，应立即停用处理：（1）内部发出异常声音、过热，并伴有冒烟及焦臭味。（2）严重漏油，瓷质损坏或有放电现象。（3）喷油着火或流胶现象。（4）金属膨胀器的伸长明显超过环境温度时的规定值。
2.3电流互感器次级烧毁的故障处理
2.3.1故障现象
2.3.1.1值班人员在巡视检查时会闻见烧焦气味，或检查发现互感器有冒油、绝缘有烧化现象。
2.3.1.2在实际工作中经计算发现电能表与功率表存在误差，经专业计量人员校对电能表和功率表误差均在允许范围内。
2.3.1.3有雷雨天气，由于电流互感器动热稳定性低，造成放电烧毁。
2.3.2故障处理
根据故障部位、发生故障时的现象、气候等因素，分析电流互感器各种放电、打火、烧毁的原因。
2.3.2.1若型号为LAJ-10的全绝缘电流互感器在安装时互感器内壁与母线有偏差，将会造成在空气潮湿的情况下，最小间隙处出现放电现象，若此放电时间长而又得不到处理会使互感器烧坏。为避免事故应采取环氧树脂绝缘板填充绝缘间隙，消除放电间隙，避免发生放电烧毁现象。
2.3.2.2电流互感器长期过负荷运行，会使温度升高，绝缘老化。所以应建立健全设备巡视检查制度，列出巡视项目及标准。当设备出现过载运行时应进行特巡。主要检查一次回路的负载，检查互感器外壳绝缘状况，检查外表有没有熔化或碳化情况，检查一次接头有无过热、变色等现象，发现过负荷立即设法减少负荷或更换大容量互感器。
2.3.2.3值班人员巡视时要认真，发现有设备隐患时要及时采取措施进行处理，如与互感器连接的螺栓有无松动现象，接头接触面有无大量麻点，外绝缘有无烧伤的痕迹，高压设备室、配电室有无烧糊气味或烟雾等。
2.3.2.4新投入运行的电流互感器应校验其热稳定电流，检验能否满足要求。若热稳定不符合要求，当超过热稳定倍数电流会产生很大的热量和电动力，导致电流互感器线圈损坏及匝间短路甚至互感器爆炸。若热稳定校验发现原来的电流互感器不符合要求，则可以在线路上加装电抗器限制短路电流或者更换热稳定倍数更高的电流互感器。
3.电流互感器故障诊断方法
3.1认真进行预防性试验
《电气设备预防性试验规程》规定，电流互感器的预防性试验项目有：测量绕组及末屏的绝缘电阻、介质损耗因数和油中溶解气体的色谱分析等。对这些项目的测试结果进行综合分析，可以发现进水受潮及制造工艺不良等方面的缺陷。
3.2局部放电测量
局部放电通常是互感器发生事故的诱因之一。进行局部放电测量能灵敏的检验出电流互感器局部放电型缺陷。对故障互感器以及相同变比的正常互感器进行局部放电量测试，试验电压按照运行相电压、试验电压及系统线电压3个等级进行局部放试验，是核定互感器质量是否存在问题的一种手段。
对一些互感器，在局部放电试验后进行破坏性解体检查，检查其内部浇注工艺是否存在问题。解体后发现很多互感器的浇注面存在大量气泡，但未形成连贯的气孔，因此局部放电数值仍能满足规定要求。
4.预防措施
4.1一次端子引线接头要接触良好
电流互感器的一次引线部位要保证接触良好，并有足够的接触面积，防止产生过热性故障。L2端子与膨胀器外罩应注意做好等电位连接，防止电位悬浮。另外对二次线应有防转动措施，防止外部操作造成内部引线扭断。
4.2测试值异常应查明原因
当投运前和运行中测得的介质损耗因数异常时，应综合分析介质损耗因数和温度、电压的关系；当介质损耗因数随温度有明显的变化时，应退出运行。对色谱分析结果异常时，要跟踪分析，考察其者增长趋势，若数据增长较快，应引起重视，将事故消灭在萌芽状态。
4.3验算短路电流
根据电网发展情况，注意验算电流互感器所在地点的短路电流，超过互感器铭牌规定的动热稳定电流时，要及时安排更换。