互感器讲义-山东计量院

总阻抗:Zn =R +jX 。
额定负荷：确定互感器准确级所依据的负荷值。即
为了制造和使用的方便，对于各种互感器，规定的 标准负荷。
电流互感器的额定容量Sn：在额定二次电流及接有
额定负荷的条件下，CT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）。

Sn = I2n² Zn
可按下式计算：
导纳角为
复阻抗与复导纳的等效变换
若已知负载的阻抗Z=R+jX，则它的等效导纳:
Y
1 Z

1 R jX

R R X 2
2
j R2XX 2 G jB
R G R2 X 2 B R2XX 2 若已知负载的导纳Y=G+jB，则它的等效阻抗:
1 ZY
. . R j X L X C I R jX I . ZI
u ＋
i ＋ uR － ＋ uL － ＋ uC － R
UR R I



L
U L jX L I
C
UC jX C I


－
Z R j X L X C R jX

一种在正常使用条件下其二次电流与一次 电流实质上成正比、且在联结方法正确时其相位差 接近于零的互感器。
transformer 一种在正常使用条件其二次电压与一次电压 实质上成正比、且在联结方法正确时其相位差接近 零的互感器。
1.3 电压互感器 voltage
1.4 额定电流 rated
额定容量:
Sn= U2n 2 Y
Sn Y 2 U 2n
[例2] 电压互感器的额定二次负荷为150VA，额定二次 电压为100V,其额定二次导纳是多少？如U2=80%U2n ， 则二次输出容量（视在功率）是多少？
解 ①由（1-2）∵Sn=U2n²Y
Sn ∴Y =150/1002=0.015 (S) 2 U 2n
2、平均功率： P UI cos 3、无功功率： Q UI sin 4、视在功率：

P
Q
S UI
1.12 负荷
burden
负荷：二次回路阻抗，用欧姆和功率因数表示。

或者是二次回路的导纳，用西门子和功率因 数(滞后或超前)表示。
率因数及额定二次电流、电压下所汲取的。
负荷也通常以视在功率伏安值表示，它是在规定功 CT的负荷就是指CT二次所接电气仪表和联结导线的
B
Y

I

G jB

G
U
2. RLC并联电路的导纳
I R IL IC

图 导纳三角形
U R

GU jBL U jBC U
图


i iR u R L iL C iC
U jX L

U jX C
RLC并联电路
∵
I I R I L I C GU jBL U jBC U
图2 阻抗三角形
电压互感器的额定二次负荷：二次回路的导纳，用西 门子和功率因数表示。
注：负荷通常以视在功率Sn伏安值表示，它是在规定的功率因数和额定二
次电压下所汲取的。
电压互感器额定容量Sn
:是指PT器在额定电压和额定 负荷下运行时二次所输出的容量，单位为伏安（VA）。 (1-2) 若要将以伏安值表示的负荷值换算成以导纳值 表示时，可按下式计算：
阻抗变换式电流互感器负荷箱
TI－多变比电流互感器；ZP－阻抗单元；
图4 阻抗变换式CT负荷箱原理线路
电流互感器负荷箱校准报告
阻抗：Z = R + jX；
容量：Sn = I2n²Z
电流二次负荷的测定
Z
U



I R0


I
I
[例 1] 5/1 A的电流互感器的额定二次负荷为 10Ω， 其额定容量是多少？如其cosΦ=0.8 ，则二次负荷 的有功分量和无功分量是多少？
相位差
额定电流下的百分数值 5 90 30 15 20 45 15 8 100 30 10 5 120 30 10 5
注1：额定二次电流5 A，额定负荷7.5 VA及以下的互感器，下限负荷由制造厂规定；制造厂 未规定下限负荷 的，下限负荷为2.5VA。 注2：额定负荷电阻小于0.2Ω的电流互感器下限负荷为0.1Ω。 注3：制造厂规定为固定负荷的电流互感器，在固定负荷的±10%范围内误差应满足本表要求 。


+
I
I
Z
.
+
1. 复阻抗: Z
U
.

R jX
N
U
（a） （b）
I
阻抗的定义
复阻抗Z 也简称为阻抗，单位是欧姆（Ω）
Z R R Z L j L jX L Z j 1 jX C C C
2. RLC 串联电路的阻抗
. . . . U U R U L UC . . . I R jX L I jX C I
U I

图 RLC串联电路
其中
X X L XC
称为电路的电抗。
阻抗的模为 阻抗角为
Z
U I

R2 X 2
X R X L XC R
Z u i arctan arctan
X

R

图 阻抗三角形
RLC并联电路复导纳
1.复导纳 在关联参考方向下，复导纳等于端口电流相量与 端口电压相量的比值，即
注：准确度等级通常按约定注以数字或符号，并称为等级指标
1.8 准确级
）。
互感器在规定使用条件下的误差应在规定限度内。
电流互感器检定的参比条件包括：①环境温度10℃～35℃， 相对湿度≤80%，环境电磁干扰和机械振动可忽略； ②电源的频率为50 Hz±0.5 Hz（60 Hz±0.6Hz），波形畸变系 数≤5%； 额定二次电流5A，额定二次负荷7.5VA及以下的互感器，下限 负荷由制造厂规定； ③额定负荷电阻小于0.2Ω的电流互感器下限负荷为0.1Ω； ④制造厂规定为固定负荷的电流互感器，在固定负荷的变化范围 为±10％； ⑤其它情况下二次负荷为额定二次负荷的25%～100%之间。
1 10
50 — 0.3 0.15 0.075 0.030 0.015 75 30 15
80 0.5 0.2 0.10 0.050 0.020 0.010 50 20 10
100 0.5 0.2 0.10 0.050 0.020 0.010 50 20 10
120 0.5 0.2 0.10 0.050 0.020 0.010 50 20 10
作为电压互感器性能基准的一次电压值。如3000V(线间 电压）、3000/√3 V相间电压）
1.6 实际电流比

actual transformation ratio
实际一次电流与实际二次电流的比值。 一般用 K 表示，即： K I 1
I2


1.7 额定电流比
额定一次电流与额定二次电 流的比值。 用Kn表示，简称为电 流比。
表1 测量用电流互感器的误差限值
比值差
准确度 级 别 0.5 0.2 0.1 ±% 0.05 0.02 0.01 0.005 0.002 0.001 ±10-6 0.10 0.04 0.02 100 40 20 0.05 0.02 0.01 50 20 10 0.05 0.02 0.01 50 20 10 0.05 0.02 0.01 50 20 10 ±10-6 （rad） 倍率 因数 额定电流下的百分数值 5 1.5 0.75 0.4 20 0.75 0.35 0.2 100 0.5 0.2 0.1 120 0.5 0.2 0.1 ±´ 4 1.2 0.6 100 40 20 2 0.6 0.3 50 20 10 2 0.6 0.3 50 20 10 2 0.6 0.3 50 20 10 倍率 因数
0.5 0.2 0.1 0.05 0.02 0.01 0.005 0.002 0.001
40 20
注： 额定二次负荷小于等于0.2 VA时，下限负荷按0 VA考核。
电压互感器检定的参比条件
环境温度10℃ ～ 35℃，相对湿度≤80%，环境电磁
干扰和机械振动可忽略； 电源的频率为50 Hz±0.5 Hz（60 Hz±0.6Hz），波 形畸变系数≤5%； 其它情况下二次负荷为额定二次负荷的25% ～ 100% 之间。 额定二次负荷小于等于0.2VA时,下限负荷为0VA；
解 ①由式（1）额定容量为： Sn=（I2n）² Zn=1² 10=10 （VA）； × × ②电阻： R=Zn cosФ =10×0.8=8 （Ω）， 有功分量 P=I2R=1×8=8 （VA）; 电抗： X=Zn sinФ =10×0.6=6 （Ω） 无功分量 Q=I2X=1×6=6 （VA）
即阻抗:Zn=R+jX =(8+j6) Ω
G j BC BL U
G jB U










∴RLC并联的复导纳为： Y

I

U
G jB G j BC BL
导纳的模为
U Y G2 B2 I
B Y i u arctan G arctan BC G BL
②二次输出容量：S=U2² =802 × 0.015=96 (VA) Y
电压互感器负荷箱原理简图
阻抗式电压互感器负荷
箱 图中：k－转换开关； Y—负荷箱的导纳。 Y=Y1+Y2+Y3…