电流互感器的设计

CT设计计算说明

I1n-----额定一次电流

I2n-----额定二次电流

A S----铁芯截面积;cm2

L C----平均磁路长;cm

N K----控制匝数

N L----励磁匝数

r2-----二次绕组的电阻

L2*N2

r2=ρ55 ，Ω

S2

式中ρ55-----导线在55℃时的电阻系数, Ω·mm2/m，铜导线ρ55=0.02 ; ρ75=0.0214 L2-------二次绕组导线总长, m ;

N2-------二次绕组匝数;

S2--------二次绕组的导线截面积, mm2 。

X2----二次绕组的漏电抗; X2选取

当I1n≤600A 时X2≈0.05～0.1Ω

I1n≥600A 时X2≈0.1～0.2Ω

Z2 ----二次绕组组抗Z2=√r22+ X22

U2 ----二次绕组组抗压降U2=I0×Z2; V

U0 ----二次绕组端电U0=U2+E2JG; V

E2JG----二次极限感应电势;V

(IN)1n------额定一次安匝

(IN)2n------额定二次安匝

N1n---------一次绕组额定匝数

N2n---------二次绕组额定匝数

W2n---------额定二次负荷标称值

Z2n---------额定二次负荷; Z2n= W2n/ I2n2{例50(V A)/5(A)2=2}

Z2min-------最小二次负荷; Z2min=1/4 Z2n

R2n --------额定二次负荷有功分量; R2n=Z2n cosφ2=0.8Z2n,Ω

R2min ------最小二次负荷有功分量; R2min=Z2min cosφ2=0.8Z2min,Ω

X2n --------额定二次负荷的无功分量;X2n=Z2n cosφ2=0.6Z2n

X2min ------最小二次负荷的无功分量;X2min=Z2min cosφ2=0.6Z2min

R2ε--------二次回路总电阻; R2ε= r2+R2n;Ω

R2εmin ------二次回路最小电阻; R2εmin= r2+R2min;Ω

X2ε--------二次回路总电抗; X2ε=X2+X2n;Ω

X2εmin ------二次回路最小电抗; X2εmin= X2+X2minn;Ω

α----------二次回路阻抗角; α= arctg X2ε/ R2ε= tg -1(X2ε/ R2ε)；（ο)

α----------二次回路阻抗角; α= arctg X2εmin/ R2εmin= tg -1X2εmin/ R2εmin；（ο) Z2ε--------二次回路总阻抗; Z2ε=√R2ε2+X2ε2;Ω

Z2εmin-------二次回路总阻抗; Z2εmin=√R2εmin2+X2εmin2;Ω

I1/ I1n(%) 额定一次电流百分数

对准确级为0.1∽1级额定二次负荷时列 5 ,20 ,100 ,120 ;四个数

最小二次负荷时列120 一个数对准确级为3或5级额定二次负荷时列50, 120 二个数

最小二次(IN)0---负荷时列120 一个数对保护级只在额定二次负荷时列100 一个数

I2--------对应额定一次电流百分数的二次电流

E2------与二次电流相对应的二次绕组感应电势E2=I2Z2ε或E2=I2Z2εmin , V

B------对应不同E值的铁芯磁通密度

45×E2

B= ,T 1T(特斯拉)=104GS(高斯)

N2n×Ac

(IN)0/cm---单位长度的励磁磁势根据磁通密度B按选定铁芯材料的磁化曲线查出(IN)0----铁芯总的励磁磁势(IN)0=(IN)0/cm×L C

θ(ο)----铁芯的损耗角,跟据磁通密度B或单位长度的励磁磁势(IN)0/cm由磁化曲线查出。

εin(%)----电流误差εin(%)={(IN)0/ (IN)1}sin(α+θ)×100

εb(%)----电流误差补偿值εb(%)=(N2n-N2)/ N2n×100

εi(%)----补偿后的电流误εi(%)=εin(%)+εb(%)

δi(' )-----相位差δi(' )={(IN)0/ (IN)1}cos(α+θ)×3440

εc(%)----复合误差当额定准确限值一次电流下的磁通密度限制在1.6T以下忽略励磁电流和二次电流中的高次谐波则εc(%)=√εc2+δi2δI的单位是厘弧(crad) Q P--------保护绕组准确级标称值

K P--------保护绕组准确限值系数

F S---------测量绕组仪表保安系数

I2nba----测量级额定仪表保安电流= F S×I1n

在此电流下复合误差应大于或等于F S值(%)

此时计算二次极限感应电势=√(R2n+r2)2+(X2n+X2)2×F S×I2n式r2中为75℃值I1nbh----保护级额定准确限值一次电流=准确限值系数×I1n在此电流下复合误差应小于5%(5P时)或10%(10P时)计算时还要放有一定的余量如取4%或8%

准确限值系数取值:5P15时为15;10P30时为30

此时计算二次极限感应电势=√(R2n+r2)2+(X2n+X2)2×准确限值系数×I2n式r2中为75℃值

铁芯性能控制数据计算

㈠测量级

1 选5%I1n和20% I1n两点的磁通密度入表中(磁通密度不得低于0.005T)

2 将对应的(IN)0/cm读取列入表中

3 选择励磁线圈匝数

4计算励磁电流,即电源输入到励磁线圈的电流I0={(IN)0/cm}×L C/励磁匝数调整磁通密度或励磁匝数达到I0在电流表上读数准确

5 选择控制线圈匝数

6 计算控制线圈感应电势=控制匝数×铁芯净面积×磁通密度/0.045,mV

用平均值电压表测量的感应电势应不大于计算值

㈡保护级

1 选额定准确限值一次电流一个点的磁通密度列入表中

2 将对应的(IN)0/cm读取列入表中

3 选择励磁线圈匝数

4计算励磁电流,即电源输入到励磁线圈的电流I0={(IN)0/cm}×L C/励磁匝数调整磁通密度或励磁匝数达到I0在电流表上读数准确

5 选择控制线圈匝数

6 计算控制线圈感应电势=控制匝数×铁芯净面积×磁通密度/0.045,mV

用平均值电压表测量的感应电势应不小于计算值