電流互感器計算

1、電流互感器計算電流互感器計算一、繞組設(shè)計一、繞組設(shè)計 繞組設(shè)計的步驟一般是：繞組設(shè)計的步驟一般是： 1、確定繞組額定匝數(shù)。、確定繞組額定匝數(shù)。對某些電流互感器，如母線型、套管型互感器，對某些電流互感器，如母線型、套管型互感器，以及單匝貫穿式電流互感器，一次繞組只有一匝，以及單匝貫穿式電流互感器，一次繞組只有一匝，其額定安匝已是定數(shù)。即其額定安匝已是定數(shù)。即nNI1)(對多匝式電流互感器，則需先初選一個額定安匝，由此計對多匝式電流互感器，則需先初選一個額定安匝，由此計算算、二次繞組額定匝數(shù)、二次繞組額定匝數(shù)額定安匝的選取需考慮各方面的因數(shù)。從保證產(chǎn)品的誤差性額定安匝的選取需考慮各方面的因數(shù)。從保

2、證產(chǎn)品的誤差性能出發(fā)要求額定安匝高，但高額定安匝卻不易滿足動穩(wěn)定要求。能出發(fā)要求額定安匝高，但高額定安匝卻不易滿足動穩(wěn)定要求。準確級高的產(chǎn)品要取較高的額定安匝，準確級低的產(chǎn)品可取較低準確級高的產(chǎn)品要取較高的額定安匝，準確級低的產(chǎn)品可取較低的額定安匝。電壓較低的產(chǎn)品，主絕緣距離小，鐵心的平均磁路的額定安匝。電壓較低的產(chǎn)品，主絕緣距離小，鐵心的平均磁路長短，取較低的額定安匝比較容易滿足誤差性能要求，電壓較高長短，取較低的額定安匝比較容易滿足誤差性能要求，電壓較高的產(chǎn)品則要困難一些。在誤差性能要求相同的條件下，采用導磁的產(chǎn)品則要困難一些。在誤差性能要求相同的條件下，采用導磁性能好的材料可取較低的額定

3、安匝反之則要取較高的額定安匝。性能好的材料可取較低的額定安匝反之則要取較高的額定安匝。 對于有多個額定變比的系列產(chǎn)品還必須考慮取合適的額定安匝對于有多個額定變比的系列產(chǎn)品還必須考慮取合適的額定安匝同，以減少二次繞組規(guī)格。額定安匝數(shù)高意味著繞組用銅量增加，同，以減少二次繞組規(guī)格。額定安匝數(shù)高意味著繞組用銅量增加，成本提高。總之額定安匝數(shù)是與產(chǎn)品技術(shù)性和產(chǎn)品成本密切相成本提高?？傊~定安匝數(shù)是與產(chǎn)品技術(shù)性和產(chǎn)品成本密切相關(guān)的參數(shù)，設(shè)計計算時要通過多方案比較，才能得別經(jīng)濟合理的關(guān)的參數(shù)，設(shè)計計算時要通過多方案比較，才能得別經(jīng)濟合理的設(shè)計。設(shè)計。表表51給出的是鐵心采用冷軋硅鋼板，額定二次電流為給出的

4、是鐵心采用冷軋硅鋼板，額定二次電流為5A，準確級為，準確級為0.5，不同額定二次負荷下的額定安匝初選，不同額定二次負荷下的額定安匝初選參考值。參考值。準確級準確級 對互感器所給定的等級，在規(guī)定的使用條件下對互感器所給定的等級，在規(guī)定的使用條件下互感器的誤差應(yīng)在規(guī)定的限值內(nèi)?；ジ衅鞯恼`差應(yīng)在規(guī)定的限值內(nèi)。選取額定安匝后，按下式計算一、二次繞組額定匝數(shù)選取額定安匝后，按下式計算一、二次繞組額定匝數(shù)2、己知一次繞組匝數(shù)后，根據(jù)額定連續(xù)熱電流和額定短、己知一次繞組匝數(shù)后，根據(jù)額定連續(xù)熱電流和額定短時熱電流要求選擇時熱電流要求選擇 一次導體的截面和規(guī)格，已知一次繞一次導體的截面和規(guī)格，已知一次繞組匝數(shù)后

5、，先根據(jù)誤差和溫升要求選擇二次導線截面和組匝數(shù)后，先根據(jù)誤差和溫升要求選擇二次導線截面和規(guī)格規(guī)格3、按結(jié)構(gòu)要求確定繞組結(jié)構(gòu)型式。、按結(jié)構(gòu)要求確定繞組結(jié)構(gòu)型式。4、計算、計算次繞組絕緣。次繞組絕緣。5、設(shè)計二次繞組、設(shè)計二次繞組(要與鐵心設(shè)計和誤差計算結(jié)合進行要與鐵心設(shè)計和誤差計算結(jié)合進行)。二、誤差計算二、誤差計算1測量級誤差計算測量級誤差計算(1)鐵心設(shè)計鐵心設(shè)計 a 計算鐵心截面，根據(jù)誤差要求和準備采用的鐵心材料的性能計算鐵心截面，根據(jù)誤差要求和準備采用的鐵心材料的性能初選鐵心截面當無其它參考數(shù)據(jù)時可用下式作初步估算初選鐵心截面當無其它參考數(shù)據(jù)時可用下式作初步估算初選的額定磁密值，依準確級

6、和鐵心材料而定，對于初選的額定磁密值，依準確級和鐵心材料而定，對于0.5級鐵級鐵心，采用冷軋硅鋼板時，可初步取心，采用冷軋硅鋼板時，可初步取Bn0.10.2T。更高的準。更高的準確級，或有儀表保安系數(shù)要求時，則應(yīng)選用高導磁材料，如確級，或有儀表保安系數(shù)要求時，則應(yīng)選用高導磁材料，如超微晶合金或玻莫合金。表超微晶合金或玻莫合金。表52所列為互感器常用的軟磁材所列為互感器常用的軟磁材料的典型參數(shù)對比。料的典型參數(shù)對比。b 確定鐵心幾何尺寸。鐵心窗口（或內(nèi)徑）應(yīng)保證一、二次繞確定鐵心幾何尺寸。鐵心窗口（或內(nèi)徑）應(yīng)保證一、二次繞組之間有足夠的絕緣距離并有適當?shù)难b配間隙。內(nèi)窗口尺寸確組之間有足夠的絕緣距

7、離并有適當?shù)难b配間隙。內(nèi)窗口尺寸確定后，根據(jù)所需的截面以及結(jié)構(gòu)要求確定鐵心的外框（或外徑）定后，根據(jù)所需的截面以及結(jié)構(gòu)要求確定鐵心的外框（或外徑）和高度。和高度。在比較準確地確定鐵心尺寸以后、再對二次繞組設(shè)計在比較準確地確定鐵心尺寸以后、再對二次繞組設(shè)計進行調(diào)整確定繞組尺寸進行調(diào)整確定繞組尺寸 (2)誤差計算誤差計算 鐵心和二次繞組尺寸確定后即可計算誤差。測量級誤差計算步鐵心和二次繞組尺寸確定后即可計算誤差。測量級誤差計算步驟如下：驟如下： a計算鐵心參數(shù)。計算鐵心有效截面、平均磁路長計算鐵心參數(shù)。計算鐵心有效截面、平均磁路長 b.計算二次繞組電阻。計算二次繞組電阻計算二次繞組電阻。計算二次繞

8、組電阻r2時，銅導線電阻時，銅導線電阻系數(shù)通常取系數(shù)通常取55時的值，即取時的值，即取0.02（ m m 2 2）/m。對于一。對于一些環(huán)境溫度比較高的情況，例如變壓器用套管型電流互感器、則些環(huán)境溫度比較高的情況，例如變壓器用套管型電流互感器、則取取75時的值此時取時的值此時取0.02135（ m m 2）/m 。鐵心截面為矩形的電流互感器，二次繞組平均匝長的計算式為鐵心截面為矩形的電流互感器，二次繞組平均匝長的計算式為 當層數(shù)較多見各層匝數(shù)不等當層數(shù)較多見各層匝數(shù)不等時，要分層計算平均匝長和每時，要分層計算平均匝長和每層導線長度將各層導線長相層導線長度將各層導線長相加得出二次導線總長，然后計

9、加得出二次導線總長，然后計算電阻。當二次引線較長時，算電阻。當二次引線較長時，還應(yīng)將引線電阻計人。還應(yīng)將引線電阻計人。 c 計算二次漏抗。準確計算二次漏抗是困難的通常采用計算二次漏抗。準確計算二次漏抗是困難的通常采用經(jīng)驗公式計算或按經(jīng)驗數(shù)據(jù)取值經(jīng)驗公式計算或按經(jīng)驗數(shù)據(jù)取值 對于環(huán)形二次繞組如果二次線匝均勻分布在整個鐵心對于環(huán)形二次繞組如果二次線匝均勻分布在整個鐵心的圓周上，且單匝一次繞組在鐵心穿過，或多匝一次繞組的圓周上，且單匝一次繞組在鐵心穿過，或多匝一次繞組也均勻分布在整個鐵心的圓周上，可以認為二次漏抗也均勻分布在整個鐵心的圓周上，可以認為二次漏抗x2等等于零。于零。 實際的繞組不可能如此

10、完全對稱實際的繞組不可能如此完全對稱x2不等于零可不等于零可近似地按表近似地按表53取值。取值。對于矩形鐵心一、二次繞組同心布置在對于矩形鐵心一、二次繞組同心布置在個心柱上，按下個心柱上，按下式計算式計算d 計算二次負荷阻抗的電阻分量和電抗分量。按額定負荷計算二次負荷阻抗的電阻分量和電抗分量。按額定負荷和下限負荷分別計算和下限負荷分別計算e 計算二次回路總電阻、總電抗和總阻抗以及相應(yīng)的阻抗角計算二次回路總電阻、總電抗和總阻抗以及相應(yīng)的阻抗角 f確定誤差計算點。不同準確級有不同的誤差計算點，見表確定誤差計算點。不同準確級有不同的誤差計算點，見表54。 如果規(guī)定了額定擴大一次電流值，則還應(yīng)計算額定

11、擴大如果規(guī)定了額定擴大一次電流值，則還應(yīng)計算額定擴大次電次電流下的誤差。流下的誤差。GB12081997規(guī)定：額定擴大一次電流下的誤規(guī)定：額定擴大一次電流下的誤差限值與差限值與120額定電流下的限值相同。額定電流下的限值相同。故計算額定擴大一次電流下的誤差時，應(yīng)增加額定負荷和四分故計算額定擴大一次電流下的誤差時，應(yīng)增加額定負荷和四分之一額定負荷兩個汁算點之一額定負荷兩個汁算點g 計算不同電流和負荷下的二次感應(yīng)電勢，按下式計算二次感應(yīng)計算不同電流和負荷下的二次感應(yīng)電勢，按下式計算二次感應(yīng)電勢電勢E2h 計算不同電流和負荷下的磁密計算不同電流和負荷下的磁密i由由B查磁化曲線，得出磁場強度（單位勵磁

12、安匝查磁化曲線，得出磁場強度（單位勵磁安匝)和鐵心損和鐵心損耗角耗角j 計算勵磁安匝：計算勵磁安匝：k 計算電流誤差和相位差：計算電流誤差和相位差：l 確定誤差補償方法計算誤差補償值，計算補償后的誤差。確定誤差補償方法計算誤差補償值，計算補償后的誤差。m 計算鐵心控制數(shù)據(jù)。卷鐵心退火后要測量其勵磁特性，以計算鐵心控制數(shù)據(jù)。卷鐵心退火后要測量其勵磁特性，以避免勵磁性能不符合設(shè)計要求的鐵心進入繞線工序。測量鐵心避免勵磁性能不符合設(shè)計要求的鐵心進入繞線工序。測量鐵心勵磁特性就是在鐵心上臨時繞一勵磁繞組和勵磁特性就是在鐵心上臨時繞一勵磁繞組和 一控制（測量）一控制（測量）繞組，對勵磁繞組通以電流，控制繞組測量電壓。勵磁電流的繞組，對勵磁繞組通以電流，控制繞組測量電壓。勵磁電流的確定是按在此電流下產(chǎn)生的磁