电子式电流互感器模拟量电压输出的额定值

1、模拟量输出与数字量输出的电流互感器/电压互感器的系统 /准确度比较对构成元件为相同准确级的各系统进行比较时，采用数 字量输出的ECT和EVT的系统，其系统总准确度与采用模拟 量输出的系统的不一样。 见图D.6。 当采用数字量输出的ECT和EVT时，由纯数字信号传输引起的误差被排除。在此情况 下，只要计算精度选择恰当，仪表因是数字值的纯计算而不 会增加任何误差。在仪表中，受温度或长期漂移影响的可能 性也全部被消除。数字输出的ECT和EVT计量系统图D.6常规计量系统与数字量输出的ECT和EVT计量系统的误差比较模拟量输出型电子式电流互感器的技术信息范围本附录适用于新制造的模拟量输出型电子式电流互

2、感 器，用于电气测量仪器和继电保护装置。电子式电流互感器采用电流传感器(例如，电流互感器, 霍尔效应传感器，空心线圈(罗戈夫斯基线圈)和/或光 学装置，由二次转换器提供模拟量电压输出。电子式电流互 感器可以包含二次信号电缆。二次输出的数学描述当fdr-0.1时Sdco = 5mVo稳态准确度测呈的试验电路符号K一一基准电流互感器的额泄变比V,一锁定放大器的输入电压/?!一一调节同步放大器输入电压的负荷Ri+RcRi+Rc基准电流互感器的额泄二次负荷vccl模拟量输岀型ECT的二次电压RgRgECT的额定二次负荷要求川和凡“是高精度负荷锁左放大器的输入电压应按标称条件调盯。此电压应等于标称额泄二

3、次电压。图E.1稳态准确度测量的试验电路铁心线圈式低功率电流互感器的信息范围铁心线圈式低功率电流互感器（LPCT）是传统电磁式电 流互感器的一种发展。由于现代电子设备的低输入功率要 求，LPCT可以按照高阻抗心进行设计。结果是，传统电磁式 电流互感器在非常高（偏移的）一次电流下出现饱和的基本 特性得到改善，并因此显著扩大测量范围。应用总消耗功率的降低，便有可能无饱和地高准确度测量高 达短路电流的过电流。对全偏移短路电流也能满足。除了量 程比较宽，LPCT可以设计得尺寸比传统电磁式电流互感器 小。随之，由于全部使用范围可以由单个（多用途）电流互 感器承担，测量用与保护用互感器无须有差别。原理LP

4、CT是一种电磁式电流互感器，它包含一次绕 组、小铁心和损耗极小的二次绕组，后者连接并联电阻Rsh。 此电阻是LPCT的内装元件， 对互感器的功能和 稳定性极为重要。因此，原理上LPCT提供电压输出。并联电阻Rsh设计为互感器的功率消耗接近于零。二次电流厶在并联电阻上产生电压降其幅值正比于 一次电流且同相位。而且，互感器的内部损耗和负荷 要求的二次功率越小，其测量范围和准确度越理想。LPCT的功能可以描述如下：例如，Eh设计为：其 5 血x与儿相对应。P1/pS1图E.2铁心线圈式互感器P2/?shUsUsS2:RhRh电流到电压的转换器。心是 LPCT 的内装元件符号IpIp-次电流/?Fe一

5、一等效铁损电阻Am一等效励磁电感R二次绕组和引线的总电阻/?sh一一并联电阻（电流到电压的转换器）CcCc电缆的等效电容弘二次电压RbRb一一负荷，OPl, P2一次端子SI, S2二次端子图E.3电压输出的铁心式电流互感器等效电路输出特性传统电流互感器的变比（按GB 1208标准规定）通常与 额定一次电流相关联。由于LPCT具有测量大电流且不出现饱 和的能力，更为合理的是将测量范围联系到电网预期的最大电流。单独式空心线圈和空心线圈的一般信息范围在高压电网中，罗哥夫斯基型传感器在继电保护上采用 日益增多。自从1912年就己知道，罗哥夫斯基线圈的输出与 电流的导数成正比。在高电压应用中，传感器输

6、岀的积分往往不在线圈本体 上进行，可以免去电子器件，而更愿在继电器上实现，这样 能够降低费用。2nCtCt本附录重温单独式空心线圈原理，列出其输出的导数形 式。除此独特点外，空心线圈的其他特性要求（温度特性，电磁兼容，绝缘要求）则依据本标准。原理在空心线圈中，二次绕在非磁性骨架上（见图E.4） o无 铁磁材料使这种传感器的线性度良好，不饱和也无磁滞现 象。因此，空心线圈具有优良的稳态性能和暂态响应。空心线圈应用安培定理时表明，当负荷为高阻抗Z时， 线圈的输岀电压是穿过线圈的一次电流厶的函数。图E. 4单独式空心线圈对于圆环形骨架a）任意截面的近似公式e e（t t）itnitn N N A A

7、 仃dtdtb）矩形截面的公式式中：他- 真空导磁率，4107丄LA mN N匝数密度匝/m A 单匝面积n? 2ra外直径m2ri-内直径mh h-高度m弘一一空心环的匝数e(t)e(t)低负荷心8 时，空心线圈的输出电压V以这些符号，令M M = = “八”一力111 /z0 A2 2兀r：则空心线圈的输出电压为心中或在稳态正弦电流下: 等效电路图E.5为空心线圈的等效电路。符号IpIp- 一次电流e(t)e(t)空心线圈的电势厶一一二次绕组的漏电感L L-LfLf+ AwLu引线的电感尺一一二次绕组和引线的总电阻(A需校正的输出电压/?a一校正电阻(任选)z负荷阻抗，或心一一功率因数为1

8、的负荷阻抗Cc电缆的等效电容Pl, P2一次端子Si, S2二次端子图E.5电压输出的单独式空心线圈电流互感器的等效电路电阻Ra是任选的，供校正调节用。也可釆用在铭牌上标出校正系数。电阻凡 或校正系数是用于补偿线圈骨架尺寸和匝数的制造偏差。它们也使传感器与电子 装置能有互换性。以下公式依据图E.5等效电路：E E = = jcojco M M I IU U = =-E ERi+Ra+RjeLRi+Ra+RjeL - -jcojco M M - - / /?i+R Ra a+ + R Rb b+ + jcojco L Lcoco M M相量图相位移（p:3 厶CO厶tan (p = _- _R1

9、+R1+ R R & & + + R R b b心(P = -arctanoL-arctanco厶t/s= =jcojco M M L L乞1 +积分器的输入阻抗必须是单独式空心线圈的额定阻抗。测量使用要点单独式空心线圈实际使用时，积分器是继电保护或测量 系统的组成部分。为测量单独式空心线圈的瞬时误差，必须采用时间常数 合适的积分器。误差:或者不按相量图，则R(+R,R,/?/?“+ + R R + + R Rb b+ + jcojcoRi+Ri+心(心+ /?+R Rb by y + + (co(co心+心(coscp)1(cose)4COS (p = 1时:RiRi十R&R&心+R R + + R.R.d dRi+Ri+ RaRa心电子式电流互感器模拟量电压输出的额定值额定二次电压（儿）的标准值：在额定一次电流下的额定二次电压Sr方均根值，其标准 值为：22.5mV, 150mV, 200mV, 225mV, 4VO对于在中压系统中通常不使用二次变换器的情况（传输 系统直接连接到低压设备，其标准额定值为：22.5mV和225mV,用于输出电压正比于电流的ECT（例 如带内装负荷的铁心式互感器）。150mV,用于输出电压正比于电流导数的ECT（例如空心 线圈）。额定二次电