電子式電流互感器模擬量電壓輸出的額定值

1、1. 模擬量輸出與數(shù)字量輸出的電流互感器/電壓互感器的系統(tǒng)/準(zhǔn)確度比較對(duì)構(gòu)成元件為相同準(zhǔn)確級(jí)的各系統(tǒng)進(jìn)行比較時(shí)，采用數(shù)字量輸出的ECT和EVT的系統(tǒng)，其系統(tǒng)總準(zhǔn)確度與采用模擬量輸出的系統(tǒng)的不一樣。見圖D.6。當(dāng)采用數(shù)字量輸出的ECT和EVT時(shí)，由純數(shù)字信號(hào)傳輸引起的誤差被排除。在此情況下，只要計(jì)算精度選擇恰當(dāng)，儀表因是數(shù)字值的純計(jì)算而不會(huì)增加任何誤差。在儀表中，受溫度或長(zhǎng)期漂移影響的可能性也全部被消除。電流互感器0.2級(jí)儀表0.2級(jí)電壓互感器0.2級(jí)電纜誤差0.1%計(jì)量輸出誤差0.7%A/D1.1 常規(guī)計(jì)量系統(tǒng)ECT0.2級(jí)數(shù)字儀表無附加誤差EVT0.2級(jí)纜線無附加誤差計(jì)量輸出誤差0.4%數(shù)字

2、輸出的ECT和EVT計(jì)量系統(tǒng)圖 D.6 常規(guī)計(jì)量系統(tǒng)與數(shù)字量輸出的ECT和EVT計(jì)量系統(tǒng)的誤差比較模擬量輸出型電子式電流互感器的技術(shù)信息2. 范圍本附錄適用于新制造的模擬量輸出型電子式電流互感器，用于電氣測(cè)量?jī)x器和繼電保護(hù)裝置。電子式電流互感器采用電流傳感器（例如，電流互感器，霍爾效應(yīng)傳感器，空心線圈（羅戈夫斯基線圈）和/或光學(xué)裝置，由二次轉(zhuǎn)換器提供模擬量電壓輸出。電子式電流互感器可以包含二次信號(hào)電纜。3. 二次輸出的數(shù)學(xué)描述當(dāng)ttdr - jor/(2pf)時(shí)，二次電壓可以如下表示：式中：Ussc二次電壓對(duì)稱分量的方均根值；Us dc二次直流電壓，包括指數(shù)衰減分量；us res二次剩余電壓，

3、包括諧波和次諧波分量；f 基波頻率；js二次相位移；t時(shí)間瞬時(shí)值；tdr額定延遲時(shí)間。4. 二次直流偏移電壓（Us dc0）直流偏移電壓是電子設(shè)備的普遍特性，這是由于電子元件需要偏壓而造成的。按照定義，它是在零輸入信號(hào)時(shí)的設(shè)備輸出上測(cè)得。正常情況下，偏移電壓可認(rèn)為與信號(hào)以及輔助電源無關(guān)，因而是輸出信號(hào)的附加分量。如果電源與輸入信號(hào)有關(guān)，例如一次轉(zhuǎn)換器的電源來源于一次電流本身，則可能出現(xiàn)特殊的狀態(tài)。在這種情況下，僅在一次電流大于喚醒電流時(shí)才可以獲得穩(wěn)定的電源及其產(chǎn)生的穩(wěn)定偏移電壓。小于此最低一次電流，尤其是零值時(shí)，偏移電壓可能改變其數(shù)值。對(duì)于這種特殊情況，制造方與用戶應(yīng)商討確定一個(gè)恰當(dāng)?shù)腢sdc

4、0技術(shù)要求。建議可規(guī)定最小一次電流，超過它時(shí)Usdc0依照上述定義，例如Ip0.1Ipr時(shí)Usdc0 = 5mV。5. 穩(wěn)態(tài)準(zhǔn)確度測(cè)量的試驗(yàn)電路被試ECTP1R1V1RcRectVectP2基準(zhǔn)CTP1P2S1S2傳輸系統(tǒng)Ip模擬量輸出的二次變換器鎖定放大器Kr符號(hào)Kr基準(zhǔn)電流互感器的額定變比V1鎖定放大器的輸入電壓R1調(diào)節(jié)同步放大器輸入電壓的負(fù)荷R1Rc基準(zhǔn)電流互感器的額定二次負(fù)荷Vect模擬量輸出型ECT的二次電壓RectECT的額定二次負(fù)荷要求R1和Rect是高精度負(fù)荷鎖定放大器的輸入電壓應(yīng)按標(biāo)稱條件調(diào)節(jié)。此電壓應(yīng)等于標(biāo)稱額定二次電壓。圖 E.1 穩(wěn)態(tài)準(zhǔn)確度測(cè)量的試驗(yàn)電路6. 鐵心線圈式

5、低功率電流互感器的信息1. 范圍鐵心線圈式低功率電流互感器（LPCT）是傳統(tǒng)電磁式電流互感器的一種發(fā)展。由于現(xiàn)代電子設(shè)備的低輸入功率要求，LPCT可以按照高阻抗Rb進(jìn)行設(shè)計(jì)。結(jié)果是，傳統(tǒng)電磁式電流互感器在非常高（偏移的）一次電流下出現(xiàn)飽和的基本特性得到改善，并因此顯著擴(kuò)大測(cè)量范圍。2. 應(yīng)用總消耗功率的降低，便有可能無飽和地高準(zhǔn)確度測(cè)量高達(dá)短路電流的過電流。對(duì)全偏移短路電流也能滿足。除了量程比較寬，LPCT可以設(shè)計(jì)得尺寸比傳統(tǒng)電磁式電流互感器小。隨之，由于全部使用范圍可以由單個(gè)（多用途）電流互感器承擔(dān)，測(cè)量用與保護(hù)用互感器無須有差別。3. 原理LPCT是一種電磁式電流互感器，它包含一次繞組、小

6、鐵心和損耗極小的二次繞組，后者連接并聯(lián)電阻Rsh。此電阻是LPCT的內(nèi)裝元件，對(duì)互感器的功能和穩(wěn)定性極為重要。因此，原理上LPCT提供電壓輸出。并聯(lián)電阻Rsh設(shè)計(jì)為互感器的功率消耗接近于零。二次電流Is在并聯(lián)電阻上產(chǎn)生電壓降Us，其幅值正比于一次電流且同相位。而且，互感器的內(nèi)部損耗和負(fù)荷要求的二次功率越小，其測(cè)量范圍和準(zhǔn)確度越理想。LPCT的功能可以描述如下：例如，Rsh設(shè)計(jì)為：其Usmax與Ith相對(duì)應(yīng)。電流到電壓的轉(zhuǎn)換器。Rsh是LPCT的內(nèi)裝元件P1IpS1RbUsRshNsNpS2P2圖 E.2 鐵心線圈式互感器P1IpS1RbUsRshS2P2IpLmRFeCcRt符號(hào)Ip一次電流R

7、Fe等效鐵損電阻Lm等效勵(lì)磁電感Rt二次繞組和引線的總電阻Rsh并聯(lián)電阻（電流到電壓的轉(zhuǎn)換器）Cc電纜的等效電容Us(t)二次電壓Rb負(fù)荷，WP1，P2一次端子S1，S2二次端子圖 E.3 電壓輸出的鐵心式電流互感器等效電路4. 輸出特性傳統(tǒng)電流互感器的變比（按GB 1208標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定）通常與額定一次電流相關(guān)聯(lián)。由于LPCT具有測(cè)量大電流且不出現(xiàn)飽和的能力，更為合理的是將測(cè)量范圍聯(lián)系到電網(wǎng)預(yù)期的最大電流。7. 單獨(dú)式空心線圈和空心線圈的一般信息1. 范圍在高壓電網(wǎng)中，羅哥夫斯基型傳感器在繼電保護(hù)上采用日益增多。自從1912年就已知道，羅哥夫斯基線圈的輸出與電流的導(dǎo)數(shù)成正比。在高電壓應(yīng)用中，傳感器

8、輸出的積分往往不在線圈本體上進(jìn)行，可以免去電子器件，而更愿在繼電器上實(shí)現(xiàn)，這樣能夠降低費(fèi)用。本附錄重溫單獨(dú)式空心線圈原理，列出其輸出的導(dǎo)數(shù)形式。除此獨(dú)特點(diǎn)外，空心線圈的其他特性要求（溫度特性，電磁兼容，絕緣要求）則依據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)。2. 原理在空心線圈中，二次繞在非磁性骨架上（見圖E.4）。無鐵磁材料使這種傳感器的線性度良好，不飽和也無磁滯現(xiàn)象。因此，空心線圈具有優(yōu)良的穩(wěn)態(tài)性能和暫態(tài)響應(yīng)。空心線圈應(yīng)用安培定理時(shí)表明，當(dāng)負(fù)荷為高阻抗Z時(shí)，線圈的輸出電壓是穿過線圈的一次電流Ip(t)的函數(shù)。ZIp(t)Us(t)1. 非磁性骨架二次繞組圖 E.4 單獨(dú)式空心線圈1. 對(duì)于圓環(huán)形骨架a) 任意截面的近似公

9、式b) 矩形截面的公式式中：m0 真空導(dǎo)磁率，4p×10-7 N 匝數(shù)密度 匝/mA 單匝面積 m2 2ra外直徑 m2ri內(nèi)直徑 mh高度 mNw空心環(huán)的匝數(shù)e(t)低負(fù)荷Rb ® 時(shí)，空心線圈的輸出電壓 V以這些符號(hào)，令則空心線圈的輸出電壓為，或在穩(wěn)態(tài)正弦電流下：2. 等效電路圖E.5為空心線圈的等效電路。LwLfe(t)P1S1RbUsRaS2P2IpCcRt符號(hào)Ip一次電流e(t)空心線圈的電勢(shì)Lf二次繞組的漏電感LLf + LwLw引線的電感Rt二次繞組和引線的總電阻Us(t)需校正的輸出電壓Ra校正電阻（任選）Z負(fù)荷阻抗，或Rb功率因數(shù)為1的負(fù)荷阻抗Cc電纜的等

10、效電容P1，P2一次端子S1，S2二次端子圖 E.5 電壓輸出的單獨(dú)式空心線圈電流互感器的等效電路電阻Ra是任選的，供校正調(diào)節(jié)用。也可采用在銘牌上標(biāo)出校正系數(shù)。電阻Ra或校正系數(shù)是用于補(bǔ)償線圈骨架尺寸和匝數(shù)的制造偏差。它們也使傳感器與電子裝置能有互換性。以下公式依據(jù)圖E.5等效電路：3. 相量圖j-90°j圖 E.6 單獨(dú)式空心線圈的相量圖相位移 j： 誤差： 或者不按相量圖，則cos j = 1 時(shí)：3. 測(cè)量使用要點(diǎn)單獨(dú)式空心線圈實(shí)際使用時(shí)，積分器是繼電保護(hù)或測(cè)量系統(tǒng)的組成部分。為測(cè)量單獨(dú)式空心線圈的瞬時(shí)誤差，必須采用時(shí)間常數(shù)合適的積分器。積分器的輸入阻抗必須是單獨(dú)式空心線圈的額定阻抗。電子式電流互感器模擬量電壓輸出的額定值額定二次電壓（Usr）的標(biāo)準(zhǔn)值：在額定一次電流下的額定二次電壓Usr方均根值，其標(biāo)準(zhǔn)值為：22.5mV，150mV，200mV，225mV，4V。對(duì)于在中壓系統(tǒng)中通常不使用二次變換器的情況（傳輸系統(tǒng)直接連接到低壓設(shè)備，其標(biāo)準(zhǔn)額定值為：2. 22.5mV和225mV，用于輸出電壓正比于電流的ECT（例如帶內(nèi)裝負(fù)荷的鐵心式互感器）。3. 150mV，用于輸出電壓正比于電流導(dǎo)數(shù)的ECT（例如空心