1、电流互感器计算电流互感器计算一、绕组设计一、绕组设计 绕组设计的步骤一般是：绕组设计的步骤一般是：1、确定绕组额定匝数。、确定绕组额定匝数。对某些电流互感器，如母线型、套管型互感器，对某些电流互感器，如母线型、套管型互感器，以及单匝贯穿式电流互感器，一次绕组只有一匝，以及单匝贯穿式电流互感器，一次绕组只有一匝，其额定安匝已是定数。即其额定安匝已是定数。即nNI1)(对多匝式电流互感器，则需先初选一个额定安匝，由此计对多匝式电流互感器，则需先初选一个额定安匝，由此计算算、二次绕组额定匝数、二次绕组额定匝数额定安匝的选取需考虑各方面的因数。从保证产品的误差性额定安匝的选取需考虑各方面的因数。从保证
2、产品的误差性能出发要求额定安匝高，但高额定安匝却不易满足动稳定要求。能出发要求额定安匝高，但高额定安匝却不易满足动稳定要求。准确级高的产品要取较高的额定安匝，准确级低的产品可取较低准确级高的产品要取较高的额定安匝，准确级低的产品可取较低的额定安匝。电压较低的产品，主绝缘距离小，铁心的平均磁路的额定安匝。电压较低的产品，主绝缘距离小，铁心的平均磁路长短，取较低的额定安匝比较容易满足误差性能要求，电压较高长短，取较低的额定安匝比较容易满足误差性能要求，电压较高的产品则要困难一些。在误差性能要求相同的条件下，采用导磁的产品则要困难一些。在误差性能要求相同的条件下，采用导磁性能好的材料可取较低的额定安
3、匝反之则要取较高的额定安匝。性能好的材料可取较低的额定安匝反之则要取较高的额定安匝。对于有多个额定变比的系列产品还必须考虑取合适的额定安匝对于有多个额定变比的系列产品还必须考虑取合适的额定安匝同，以减少二次绕组规格。额定安匝数高意味着绕组用铜量增加，同，以减少二次绕组规格。额定安匝数高意味着绕组用铜量增加，成本提高。总之额定安匝数是与产品技术性和产品成本密切相成本提高。总之额定安匝数是与产品技术性和产品成本密切相关的参数，设计计算时要通过多方案比较，才能得别经济合理的关的参数，设计计算时要通过多方案比较，才能得别经济合理的设计。设计。表表51给出的是铁心采用冷轧硅钢板，额定二次电流为给出的是铁
4、心采用冷轧硅钢板，额定二次电流为5A，准确级为，准确级为0.5，不同额定二次负荷下的额定安匝初选，不同额定二次负荷下的额定安匝初选参考值。参考值。准确级准确级 对互感器所给定的等级，在规定的使用条件下对互感器所给定的等级，在规定的使用条件下互感器的误差应在规定的限值内。互感器的误差应在规定的限值内。选取额定安匝后，按下式计算一、二次绕组额定匝数选取额定安匝后，按下式计算一、二次绕组额定匝数2、己知一次绕组匝数后，根据额定连续热电流和额定短、己知一次绕组匝数后，根据额定连续热电流和额定短时热电流要求选择时热电流要求选择 一次导体的截面和规格，已知一次绕一次导体的截面和规格，已知一次绕组匝数后，先
5、根据误差和温升要求选择二次导线截面和组匝数后，先根据误差和温升要求选择二次导线截面和规格规格3、按结构要求确定绕组结构型式。、按结构要求确定绕组结构型式。4、计算、计算次绕组绝缘。次绕组绝缘。5、设计二次绕组、设计二次绕组(要与铁心设计和误差计算结合进行要与铁心设计和误差计算结合进行)。二、误差计算二、误差计算1测量级误差计算测量级误差计算(1)铁心设计铁心设计 a 计算铁心截面，根据误差要求和准备采用的铁心材料的性能计算铁心截面，根据误差要求和准备采用的铁心材料的性能初选铁心截面当无其它参考数据时可用下式作初步估算初选铁心截面当无其它参考数据时可用下式作初步估算初选的额定磁密值，依准确级和铁
6、心材料而定，对于初选的额定磁密值，依准确级和铁心材料而定，对于0.5级铁级铁心，采用冷轧硅钢板时，可初步取心，采用冷轧硅钢板时，可初步取Bn0.10.2T。更高的准。更高的准确级，或有仪表保安系数要求时，则应选用高导磁材料，如确级，或有仪表保安系数要求时，则应选用高导磁材料，如超微晶合金或玻莫合金。表超微晶合金或玻莫合金。表52所列为互感器常用的软磁材所列为互感器常用的软磁材料的典型参数对比。料的典型参数对比。b 确定铁心几何尺寸。铁心窗口（或内径）应保证一、二次绕确定铁心几何尺寸。铁心窗口（或内径）应保证一、二次绕组之间有足够的绝缘距离并有适当的装配间隙。内窗口尺寸确组之间有足够的绝缘距离并
7、有适当的装配间隙。内窗口尺寸确定后，根据所需的截面以及结构要求确定铁心的外框（或外径）定后，根据所需的截面以及结构要求确定铁心的外框（或外径）和高度。和高度。在比较准确地确定铁心尺寸以后、再对二次绕组设计在比较准确地确定铁心尺寸以后、再对二次绕组设计进行调整确定绕组尺寸进行调整确定绕组尺寸(2)误差计算误差计算 铁心和二次绕组尺寸确定后即可计算误差。测量级误差计算步铁心和二次绕组尺寸确定后即可计算误差。测量级误差计算步骤如下：骤如下：a计算铁心参数。计算铁心有效截面、平均磁路长计算铁心参数。计算铁心有效截面、平均磁路长 b.计算二次绕组电阻。计算二次绕组电阻计算二次绕组电阻。计算二次绕组电阻r
8、2时，铜导线电阻时，铜导线电阻系数通常取系数通常取55时的值，即取时的值，即取0.02（m m 2 2）/m。对于一。对于一些环境温度比较高的情况，例如变压器用套管型电流互感器、则些环境温度比较高的情况，例如变压器用套管型电流互感器、则取取75时的值此时取时的值此时取0.02135（m m 2）/m。铁心截面为矩形的电流互感器，二次绕组平均匝长的计算式为铁心截面为矩形的电流互感器，二次绕组平均匝长的计算式为 当层数较多见各层匝数不等当层数较多见各层匝数不等时，要分层计算平均匝长和每时，要分层计算平均匝长和每层导线长度将各层导线长相层导线长度将各层导线长相加得出二次导线总长，然后计加得出二次导线
9、总长，然后计算电阻。当二次引线较长时，算电阻。当二次引线较长时，还应将引线电阻计人。还应将引线电阻计人。c 计算二次漏抗。准确计算二次漏抗是困难的通常采用计算二次漏抗。准确计算二次漏抗是困难的通常采用经验公式计算或按经验数据取值经验公式计算或按经验数据取值 对于环形二次绕组如果二次线匝均匀分布在整个铁心对于环形二次绕组如果二次线匝均匀分布在整个铁心的圆周上，且单匝一次绕组在铁心穿过，或多匝一次绕组的圆周上，且单匝一次绕组在铁心穿过，或多匝一次绕组也均匀分布在整个铁心的圆周上，可以认为二次漏抗也均匀分布在整个铁心的圆周上，可以认为二次漏抗x2等等于零。于零。实际的绕组不可能如此完全对称实际的绕组
10、不可能如此完全对称x2不等于零可不等于零可近似地按表近似地按表53取值。取值。对于矩形铁心一、二次绕组同心布置在对于矩形铁心一、二次绕组同心布置在个心柱上，按下个心柱上，按下式计算式计算d 计算二次负荷阻抗的电阻分量和电抗分量。按额定负荷计算二次负荷阻抗的电阻分量和电抗分量。按额定负荷和下限负荷分别计算和下限负荷分别计算e 计算二次回路总电阻、总电抗和总阻抗以及相应的阻抗角计算二次回路总电阻、总电抗和总阻抗以及相应的阻抗角 f确定误差计算点。不同准确级有不同的误差计算点，见表确定误差计算点。不同准确级有不同的误差计算点，见表54。如果规定了额定扩大一次电流值，则还应计算额定扩大如果规定了额定扩
11、大一次电流值，则还应计算额定扩大次电次电流下的误差。流下的误差。GB12081997规定：额定扩大一次电流下的误规定：额定扩大一次电流下的误差限值与差限值与120额定电流下的限值相同。额定电流下的限值相同。故计算额定扩大一次电流下的误差时，应增加额定负荷和四分故计算额定扩大一次电流下的误差时，应增加额定负荷和四分之一额定负荷两个汁算点之一额定负荷两个汁算点g 计算不同电流和负荷下的二次感应电势，按下式计算二次感应计算不同电流和负荷下的二次感应电势，按下式计算二次感应电势电势E2h 计算不同电流和负荷下的磁密计算不同电流和负荷下的磁密i由由B查磁化曲线，得出磁场强度（单位励磁安匝查磁化曲线，得出
12、磁场强度（单位励磁安匝)和铁心损和铁心损耗角耗角j 计算励磁安匝：计算励磁安匝：k 计算电流误差和相位差：计算电流误差和相位差：l 确定误差补偿方法计算误差补偿值，计算补偿后的误差。确定误差补偿方法计算误差补偿值，计算补偿后的误差。m 计算铁心控制数据。卷铁心退火后要测量其励磁特性，以计算铁心控制数据。卷铁心退火后要测量其励磁特性，以避免励磁性能不符合设计要求的铁心进入绕线工序。测量铁心避免励磁性能不符合设计要求的铁心进入绕线工序。测量铁心励磁特性就是在铁心上临时绕一励磁绕组和励磁特性就是在铁心上临时绕一励磁绕组和 一控制（测量）一控制（测量）绕组，对励磁绕组通以电流，控制绕组测量电压。励磁电流的绕组，对励磁绕组通以电流，控制绕组测量电压。励磁电流的确定是按在此电流下产生的磁场强度接近于误差计算关键点的确定是按在此电流下产生的磁场强度接近于误差计算关键点的磁场强度。此时由控制绕组测得的电压若高于计算值则说明磁场强度。此时由控制绕组测得的电压若高于计算值则说明铁心磁性能较好若测得的电压低于计算值，则说明铁心磁性铁心磁性能较好若测得的电压低于计算值，则说明铁心磁性能不符合要求能不符合要求 对于测量级铁心控制点的选择原则是：对于测量级铁心控制点的选择原则是：
