保护型电流互感器的特性、选型及相关要点解析
保护型电流互感器是电力系统中不可或缺的关键设备，其核心功能在于当线路出现短路、过载等故障情况时，能够迅速、准确地向继电保护装置传递信号，促使继电装置及时切断故障电路，从而有效保障整个供电系统的安全稳定运行。
从工作原理层面来看，保护型电流互感器与测量用电流互感器是一致的，它们都基于电磁感应原理进行工作。然而，二者的应用场景和设计目标却有着天壤之别。测量用电流互感器主要侧重于在正常运行状态下，精确地测量线路中的电流数值，为计量、监控等提供准确的数据支持；而保护型电流互感器则更强调在故障发生时的可靠性和准确性，确保继电保护装置能够依据其传递的信号做出正确的动作，快速隔离故障，避免事故扩大。
在保护型电流互感器的性能参数中，额定准确限值一次电流是一个重要的指标，它指的是在额定负荷条件下，该互感器能够满足准确级要求的最大一次电流。而准确限值系数则是额定准确限值一次电流与额定一次电流的比值，这个系数直观地反映了电流互感器在一次电流过大时的性能特性。当一次电流增大到一定程度时，互感器的铁芯会出现饱和现象，此时它就无法准确地反映一次电流的大小了，准确限值系数正是用来衡量这种铁芯饱和特性的关键参数，系数越大，说明互感器在面对较大故障电流时，仍能保持准确测量的能力越强。
保护用互感器的准确等级有着明确的规定，如 5P、10P 等。其中，“5P” 表示在额定准确限值一次电流时，允许的电流误差为 1%，复合误差为 5%；“10P” 则表示允许的电流误差为 3%，复合误差为 10%。这些误差范围的规定，是为了确保在故障情况下，互感器传递的信号能够在继电保护装置可接受的误差范围内，保证保护动作的准确性。
在保护型电流互感器的选型过程中，需要严格遵循相关的标准，其中引用的标准为 IEC61869-2《电流互感器的附加要求》。该标准对保护型电流互感器的各项性能指标、试验方法等都做出了详细的规定，为选型工作提供了权威的依据。
具体到不同的应用场景，保护型电流互感器的选型也各有不同。例如，发电机端保护用 CT 的选型为变比 4000/1A，精度 5P20，容量 20VA；励磁分支用于发电机差动保护用 CT 的选型为变比 4000/1A，精度 5P20，容量 30VA；励磁分支用于励磁变保护用 CT 的选型为变比 2000/1A，精度 5P20，容量 30VA；厂用变分支保护用 CT 的选型为变比 2000/1A，精度 5P20，容量 30VA；主变高压侧保护用 CT 的选型为变比 200/1A，精度 5P20，容量 30VA；225kV 出线保护用 CT 的选型为变比 600/1A，精度 5P20，容量 30VA。这些具体的选型参数是根据不同设备和线路的特点、故障电流的大小以及继电保护装置的要求等多方面因素综合确定的，以确保在各自的工作环境中能够发挥出最佳的保护效果。
由于保护型电流互感器在电力系统安全运行中扮演着至关重要的角色，因此它需要比测量型电流互感器具备更为严格的性能要求。在热量损失方面，保护型电流互感器需要尽可能减小自身的能量损耗，以避免在长时间运行或故障情况下因过热而损坏，影响其正常工作。在绝缘性能上，它也面临着更高的要求，因为在电力系统中，电流互感器需要承受较高的电压，良好的绝缘性能是保证其安全可靠运行的基础，能够有效防止漏电、短路等故障的发生。
为了满足这些严格的性能要求，保护型电流互感器通常采用两次抑制的设计。这种设计能够有效地抑制故障电流带来的各种不良影响，确保互感器在系统发生故障时，即使面对较大的电流冲击，也能保持稳定的性能和足够的安全能力，准确地传递故障信号。此外，保护型电流互感器所使用的二极管需要具备更好的反向恢复特性。反向恢复特性是二极管的一个重要参数，良好的反向恢复特性能够使二极管在反向截止时更快地恢复，减少反向电流带来的损耗和干扰，从而保证电流互感器的整体性能和可靠性。因此，在保护型电流互感器的设计和生产过程中，对二极管的反向恢复特性等性能参数的把控尤为严格，以确保其能够满足实际应用的需求。
对于一个电流互感器而言，不同的精度等级，如 5P10、5P20 或 10P10 等，并非随意选择，而是要根据所用保护方案的具体要求和精度需求来确定。这些精度等级适用于电气系统中的多种保护应用，除了前面提到的各种设备和线路保护外，还包括计量、一般监控或控制系统中的保护环节等。以 “5P20” 为例，它表示该电流互感器的精度等级为 5 级，主要设计用于保护应用，其拐点电压为额定二次电压的 20 倍。这里的拐点电压是一个重要的参数，它标志着电流互感器铁芯开始进入饱和区域的电压值，拐点电压越高，说明互感器在较大的电压变化范围内仍能保持线性工作状态，测量的准确性也就越高。了解这些精度等级所代表的具体含义，对于为特定的应用场景选择合适的电流互感器至关重要，它能够确保所选的互感器在实际运行条件下，尤其是在故障情况下，能够提供准确、可靠的电流测量数据，为继电保护装置的正确动作提供有力的支持，从而保障整个电气系统的安全稳定运行。
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无锡易来斯特电气有限公司
无锡易来斯特电气有限公司是一家生产低压电流互感器、霍尔电流传感器、智能交直流电力仪表等产品的企业,产品可广泛应用于新能源、半导体、电力、冶金、石化、钢铁、建筑、市政、环保、国防、水力等行业。工厂坐落于江苏江阴,厂房建筑面积约3000平,公司集研发、生产、销售、服务于一体,依托完善的供应链体系和柔性化的生产能力,可为客户提供 OEM/ODM 服务及其他各种定制化需求。
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