一文看懂电流互感器（CT）选型原则、方法及使用方法

电流互感器（Current Transformer，CT）是电力系统中用于测量、保护和控制的关键设备，其作用是将大电流按比例转换为小电流（通常为5A或1A），以便于仪表、继电保护装置等安全使用。正确选型和使用电流互感器对系统安全、测量精度至关重要。

一、电流互感器的选型原则

选型需综合考虑以下参数：

1. 额定电流（I?n）

• 根据被测电路的负载电流选择，一般选为线路电流的1.2~1.5倍。

• 例如：线路电流100A，可选 100/5A 或 150/5A 的CT。

2. 额定二次电流（I?n）

• 标准值为 5A 或 1A：

  • 5A：传统仪表、继电保护（如电磁式继电器）。

  • 1A：长距离传输（减少线路损耗）、数字化设备（如智能电表、微机保护）。

3. 准确级（精度等级）

• 测量用CT：要求高精度，常用 0.2级、0.5级、1级。

  • 0.2级：电能计量（如电表）。

  • 0.5级：一般工业测量。

• 保护用CT：注重抗饱和能力，常用 5P、10P：

  • 5P10：误差≤5%，额定准确限值系数（ALF）=10（即10倍额定电流下仍能保证精度）。

  • 10P20：误差≤10%，ALF=20。

4. 额定负荷（VA）

• 二次侧所接仪表、线路的总阻抗（含导线电阻）需≤CT额定负荷。

• 公式：

  SCT≥I22×(Z仪表+Z线路)

  • 例：二次电流5A，仪表阻抗0.1Ω，线路电阻0.2Ω，则需求负荷：

    SCT≥52×(0.1+0.2)=7.5VA

  • 选型时可选择 10VA 的CT。

5. 额定电压

• 必须≥系统电压（如10kV系统选10kV或更高电压等级的CT）。

6. 安装方式

• 贯穿式（母线型）：直接套在母线上，适用于大电流场合。

• 固定式（接线型）：需断开线路安装，精度更高。

• 开口式（钳形）：可不停电安装，用于临时测量。

二、选型方法

步骤1：明确用途

• 测量 → 选高精度（0.2级、0.5级）。

• 保护 → 选抗饱和型（5P、10P）。

步骤2：确定电流范围

• 电流按负载电流的1.2~1.5倍选择。

步骤3：计算二次负荷

• 统计所有二次侧设备阻抗，确保≤CT额定负荷。

步骤4：选择准确级和ALF

• 测量用：0.5级。

• 保护用：5P10或10P20（根据短路电流倍数）。

步骤5：匹配系统电压

• 10kV系统选10kV或更高电压等级的CT。

三、电流互感器的使用方法

1. 接线方式

• 单相接线：用于单相电路测量。

• 三相星形（Y形）接线：用于三相平衡或不平衡系统（如电能计量）。

• 三相三角形（△形）接线：用于继电保护（如差动保护）。

2. 注意事项

• 二次侧必须接地：防止高压击穿危及人身安全（通常在CT二次端子处接地）。

• 二次侧严禁开路：

  • 开路时会产生高压（可达数千伏），可能损坏设备或引发触电。

  • 解决方法：短接备用绕组或安装短路开关。

• 极性正确：保护用CT需严格区分P1（进线端）和P2（出线端），否则会导致保护误动。

3. 常见问题处理

• 测量误差大：

  • 检查二次负荷是否超限。

  • 确认CT安装方向是否正确（P1朝向电源侧）。

• CT发热：

  • 可能因过载或二次侧短路，需检查负载电流和接线。

四、典型应用场景

总结

• 选型关键：明确用途（测量/保护）、电流范围、精度、负荷、电压等级。

• 使用要点：二次侧接地、禁止开路、注意极性。

• 特殊需求：高频场合需选宽频CT，智能电网需满足IEC 61850标准。