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干貨講堂 | 電流互感器正確選擇的方法與要點
發布時間：2025-02-14 10:43:53人氣：
電流互感器可是電力系統里特別關鍵的設備，作用非常大。它主要就是給保護裝置和測量設備提供二次電流。它能通過特定的變比，把數值很大的一次電流，變成數值很小的二次電流，這樣就能實現保護、測量等各種功能。電流互感器的一次側跟高壓設備緊緊地串聯在一起，二次側則和測量、保護設備連在一塊兒。
這樣設計有兩個好處，一是能讓二次電氣設備和高壓裝置隔離開來，保證工作人員的安全；二是能讓測量儀表和繼電器朝著標準化、小型化的方向發展。而且，它還能實現遠距離測量，就算高壓側出現斷路的情況，也能保護測量儀表不被大電流給損壞。
在 GB1208-2016《電流互感器》這個標準里，第 5.2 項規定了標準的電流互感器二次電流有 1A 和 5A 這兩種，優先推薦用 5A。不過要是傳輸距離比較遠的話，那就得選 1A。接下來，我就結合實際使用的例子，給大家講講 1A 和 5A 的電流互感器有啥區別，以及到底該怎么選。
? 1A與5A二次電流的電流互感器對比分析
1、線路功耗降低
線路功耗與通過電流平方成正比，二次電流為1A的電流互感器比5A減低功耗25倍，即1A的功耗僅為5A的4%。
表1 電流互感器測量回路的功耗
2、傳輸距離加大
下相同負載下，二次電流為1A互感器的傳輸距離是5A的25倍，這樣可避免5/1A中間互感器或選用大容量互感器。
表2 不同額定容量時的傳輸距離
3、電線截面積小
大中型工廠，當儀表和電流互感器安裝距離較遠(例如45.5m)時，從表2 可以看出，當選用5A、10VA電流互感器時，線截面積經計算需4mm3；若選用1A、2.5VA電流互感器，線截面僅需1mm2。目前隨著計算機和數控儀表的普及和發展，額定二次電流為1A及以下規格的電流互感器選型已經較普遍。
? 電流互感器二次電流額定值的合理選擇
在相同一次額定電流、相同額定輸出容量的情況下，電流互感器二次電流采用1A或5A，其結構和特性有較大的不同。采用1A比采用5A，其結構和特性有較大的不同。采用1A比采用5A的電流互感器匝數比大5倍，二次繞組匝數大5倍，開路電壓高，內阻大，勵磁電流小，制造的難度大，價格略高。但采用1A可以大幅度降低電纜中的有功損耗(降低到采用5A的1/25)，在相同條件下，可增加電流回路電纜的允許長度。
電流互感器的二次額定電流采用1A或是5A，需經技術經濟比較確定。采用1A時，電流互感器本身的投資增加，而電流回路的控制電纜投資較少；相反，采用5A時，電流互感器本身的投資降低，，而二次電纜的投資會增加。
在選擇電流護管器二次額定電流時，還應考慮保護裝置和測量儀表的額定電流是否能與之配套；統一變電所中，各側電流互感器的二次電流盡可能一致等因素。
一般來說，在220kV及以下電壓等級變電所中，220kV回路不多，而10-60kV回路數較多，電纜長度較短。電流互感器二次額定電流采用5A是經濟的。在330kV及以上電壓等級變電所，220kV及以上回路數較多，電流回路電纜較長，電流互感器二次額定電流采用1A是經濟的。
電流互感器一次和二次額定電流選定后，電流互感器的額定變比也就確定了。在實際工程中，工程的初期符合往往較輕，與回路的設計負荷相差較大，電流互感器的二次電流很小。指針電流表讀數有困難或不能保證機電保護裝置最小精確工作電流的要求。這就要求在不更換電流互感器情況下，改變其電流變比。改變電流互感器的變比，通常采用以下方法：
【經典案例】某化工廠，各生產車間環境多為爆炸性環境，各車間電氣控制室不安裝在車間內，而是安裝在距離各車間較遠的公共電氣控制室，來實現對系統電流信息的集中采集，現場電流互感器與控制室之間距離大約200米，有的甚至300米，二次傳輸導線為2.5平方毫米，使用的電流互感器有ALH-0.66/30I 200/5A 0.5級 5VA 穿心1匝等許多規格，使用的電流表為YR-GFI-9L1-2，該項目比較大，該項目在將完工，部分工程試運行時，發現所有電流表顯示與現場電流完全不準確。
【問題分析】電流互感器額定容量就是電流互感器額定二次電流I2e，通過二次回路額定負載Z2e時所消耗的視在功率S2e，即，S2e=I2e2Z2e；因數顯表消耗的視在功率只有0.05VA，很小，所以我們可以不考慮，Z2e=ρ.2L/S=0.0176Ω.mm2/m×2×200m /2.5=2.82Ω，S2e=I2e2Z2e=5A2×2.82Ω=70.5VA，遠遠大于電流互感器的額定容量5VA，所以此時應該選擇200/1A的電流互感器，2010年2月份該項目更換了所有的比5A電流互感器，同時由于電流表為數顯表，變比可以重新設定為200/1，使整個系統恢復正常。
? 低壓電流互感器選型：關鍵因素與步驟
1、根據一次電流及母線截面等參數選擇對應的規格產品。一次導線穿越互感器窗孔。打開翻蓋，通過壓線片進行二次接線，二次接線引出后翻蓋復位。計量電能可直接利用翻蓋小孔加封鉛印，以防竊電。
2、工作電流長期不超過1.1倍額定值，允許在1.2倍額定值時短時使用，時間不超過1h；
3、根據被測電流大小，選定額定電流比，一般選用被測電流是額定電流的2/3；
4、產品極性表示為：一次接線標志P1、P2，相應二次接線標志S1、S2；S1表示P1的同名端，S2表示P2的同名端；
5、測量儀表接于S1、S2端上，此時所接回路的總負荷不應超過互感器的額定負荷，當安裝電流表位置與電流互感器相距甚遠或回路負載較大時，應優先選用二次電流為1A的電流互感器；
6、注意根據母排的規格和根數，選用相匹配窗口大小的互感器。
這樣設計有兩個好處，一是能讓二次電氣設備和高壓裝置隔離開來，保證工作人員的安全；二是能讓測量儀表和繼電器朝著標準化、小型化的方向發展。而且，它還能實現遠距離測量，就算高壓側出現斷路的情況，也能保護測量儀表不被大電流給損壞。
在 GB1208-2016《電流互感器》這個標準里，第 5.2 項規定了標準的電流互感器二次電流有 1A 和 5A 這兩種，優先推薦用 5A。不過要是傳輸距離比較遠的話，那就得選 1A。接下來，我就結合實際使用的例子，給大家講講 1A 和 5A 的電流互感器有啥區別，以及到底該怎么選。
? 1A與5A二次電流的電流互感器對比分析
1、線路功耗降低
線路功耗與通過電流平方成正比，二次電流為1A的電流互感器比5A減低功耗25倍，即1A的功耗僅為5A的4%。
表1 電流互感器測量回路的功耗
2、傳輸距離加大
下相同負載下，二次電流為1A互感器的傳輸距離是5A的25倍，這樣可避免5/1A中間互感器或選用大容量互感器。
表2 不同額定容量時的傳輸距離
3、電線截面積小
大中型工廠，當儀表和電流互感器安裝距離較遠(例如45.5m)時，從表2 可以看出，當選用5A、10VA電流互感器時，線截面積經計算需4mm3；若選用1A、2.5VA電流互感器，線截面僅需1mm2。目前隨著計算機和數控儀表的普及和發展，額定二次電流為1A及以下規格的電流互感器選型已經較普遍。
? 電流互感器二次電流額定值的合理選擇
在相同一次額定電流、相同額定輸出容量的情況下，電流互感器二次電流采用1A或5A，其結構和特性有較大的不同。采用1A比采用5A，其結構和特性有較大的不同。采用1A比采用5A的電流互感器匝數比大5倍，二次繞組匝數大5倍，開路電壓高，內阻大，勵磁電流小，制造的難度大，價格略高。但采用1A可以大幅度降低電纜中的有功損耗(降低到采用5A的1/25)，在相同條件下，可增加電流回路電纜的允許長度。
電流互感器的二次額定電流采用1A或是5A，需經技術經濟比較確定。采用1A時，電流互感器本身的投資增加，而電流回路的控制電纜投資較少；相反，采用5A時，電流互感器本身的投資降低，，而二次電纜的投資會增加。
在選擇電流護管器二次額定電流時，還應考慮保護裝置和測量儀表的額定電流是否能與之配套；統一變電所中，各側電流互感器的二次電流盡可能一致等因素。
一般來說，在220kV及以下電壓等級變電所中，220kV回路不多，而10-60kV回路數較多，電纜長度較短。電流互感器二次額定電流采用5A是經濟的。在330kV及以上電壓等級變電所，220kV及以上回路數較多，電流回路電纜較長，電流互感器二次額定電流采用1A是經濟的。
電流互感器一次和二次額定電流選定后，電流互感器的額定變比也就確定了。在實際工程中，工程的初期符合往往較輕，與回路的設計負荷相差較大，電流互感器的二次電流很小。指針電流表讀數有困難或不能保證機電保護裝置最小精確工作電流的要求。這就要求在不更換電流互感器情況下，改變其電流變比。改變電流互感器的變比，通常采用以下方法：
①采用雙變化的電流互感器。這種電流互感器有兩個一次繞組，通過一次繞組接成串聯或并聯來改變其變化。例如，一臺有兩個一次繞組額定電流各為600A的電流互感器，當兩繞組并聯時，變比為1200/5A；當兩繞組串聯時，變比為600/5A。
②在電力互感器的二次繞組設分接頭。
②在電力互感器的二次繞組設分接頭。
【經典案例】某化工廠，各生產車間環境多為爆炸性環境，各車間電氣控制室不安裝在車間內，而是安裝在距離各車間較遠的公共電氣控制室，來實現對系統電流信息的集中采集，現場電流互感器與控制室之間距離大約200米，有的甚至300米，二次傳輸導線為2.5平方毫米，使用的電流互感器有ALH-0.66/30I 200/5A 0.5級 5VA 穿心1匝等許多規格，使用的電流表為YR-GFI-9L1-2，該項目比較大，該項目在將完工，部分工程試運行時，發現所有電流表顯示與現場電流完全不準確。
【問題分析】電流互感器額定容量就是電流互感器額定二次電流I2e，通過二次回路額定負載Z2e時所消耗的視在功率S2e，即，S2e=I2e2Z2e；因數顯表消耗的視在功率只有0.05VA，很小，所以我們可以不考慮，Z2e=ρ.2L/S=0.0176Ω.mm2/m×2×200m /2.5=2.82Ω，S2e=I2e2Z2e=5A2×2.82Ω=70.5VA，遠遠大于電流互感器的額定容量5VA，所以此時應該選擇200/1A的電流互感器，2010年2月份該項目更換了所有的比5A電流互感器，同時由于電流表為數顯表，變比可以重新設定為200/1，使整個系統恢復正常。
? 低壓電流互感器選型：關鍵因素與步驟
1、根據一次電流及母線截面等參數選擇對應的規格產品。一次導線穿越互感器窗孔。打開翻蓋，通過壓線片進行二次接線，二次接線引出后翻蓋復位。計量電能可直接利用翻蓋小孔加封鉛印，以防竊電。
2、工作電流長期不超過1.1倍額定值，允許在1.2倍額定值時短時使用，時間不超過1h；
3、根據被測電流大小，選定額定電流比，一般選用被測電流是額定電流的2/3；
4、產品極性表示為：一次接線標志P1、P2，相應二次接線標志S1、S2；S1表示P1的同名端，S2表示P2的同名端；
5、測量儀表接于S1、S2端上，此時所接回路的總負荷不應超過互感器的額定負荷，當安裝電流表位置與電流互感器相距甚遠或回路負載較大時，應優先選用二次電流為1A的電流互感器；
6、注意根據母排的規格和根數，選用相匹配窗口大小的互感器。
