测量保护两用型电流互感器是什么？双铁芯设计与选型指南
深度解析测量保护两用型电流互感器（两用型CT）的双铁芯设计原理、与单独配置对比、型号参数及选型优势分析
一、什么是测量保护两用型电流互感器
测量保护两用型电流互感器，又称两用型CT（Dual-Purpose CT）或测量保护合一型电流互感器，是一种在单一互感器外壳内配置两个独立铁芯的电流互感器。其中一个铁芯专用于电能计量和测量，另一个铁芯专用于继电保护，实现”一机两用”的功能。
两用型CT兼具测量型CT的高精度和保护型CT的大电流承受能力，是经济高效的解决方案，特别适用于配电柜、开关柜等空间有限的场合。
图1：测量保护两用型电流互感器结构示意（双铁芯设计）
两用型CT的主要特点
双铁芯独立设计
测量铁芯和保护铁芯相互独立，各自满足不同的精度要求
经济高效
一台两用型CT的价格低于单独购买一台测量CT+一台保护CT
节省空间
只需安装一台设备，减少柜内占用空间
安装简便
一次导体只需穿一次，维护工作量减半
二、测量保护两用型电流互感器双铁芯设计原理
两用型CT的核心是双铁芯结构设计，两个铁芯分别针对测量和保护进行优化：
2.1 测量铁芯设计
测量铁芯针对额定电流下的高精度进行优化：
- 铁芯材料：高磁导率硅钢片或纳米晶合金
- 铁芯截面：适中，保证额定电流时磁密不过高
- 精度等级：0.2S、0.2、0.5S、0.5级
- 误差控制：严格控制比值误差和相角误差
2.2 保护铁芯设计
保护铁芯针对大电流下的准确传变进行优化：
- 铁芯材料：冷轧硅钢片或非晶合金
- 铁芯截面：较大，提高饱和倍数
- 精度等级：5P、10P级
- 准确限值系数：15、20、25、30倍等
2.3 双铁芯布置方式
图2：两用型CT双铁芯的常见布置方式
2.4 铁芯参数对照
| 参数 | 测量铁芯 | 保护铁芯 |
|---|---|---|
| 设计目标 | 额定电流下高精度 | 大电流下不过饱和 |
| 精度等级 | 0.2S、0.5S级 | 5P、10P级 |
| 铁芯材料 | 高磁导率硅钢片 | 冷轧硅钢片 |
| 铁芯截面 | 适中 | 较大 |
| 二次匝数 | 多（数百匝） | 少（数匝~数十匝） |
| 额定负荷 | 计量负荷 | 保护负荷 |
三、两用型CT与单独配置方案对比
3.1 方案对比表
| 对比项目 | 两用型CT方案 | 测量CT+保护CT方案 |
|---|---|---|
| 设备数量 | 1台 | 2台 |
| 一次穿芯 | 穿1次 | 穿2次（需2根导体或串联） |
| 安装空间 | 较小 | 较大（需安装2台） |
| 成本 | 较低（约1.3~1.5倍单台价格） | 较高（2倍单台价格） |
| 维护量 | 较少 | 较多 |
| 计量精度 | 独立铁芯，精度高 | 独立设备，精度高 |
| 保护性能 | 独立铁芯，性能好 | 独立设备，性能好 |
| 适用场景 | 空间有限、预算有限 | 空间充足、要求分开 |
3.2 经济性分析
以10kV系统，400/5变比为例：
| 方案 | 设备成本 | 安装成本 | 总成本 |
|---|---|---|---|
| 两用型CT | ¥1,200/台 | ¥200 | ¥1,400 |
| 测量CT + 保护CT | ¥500 + ¥700 = ¥1,200 | ¥400 | ¥1,600 |
| 节省 | – | – | 约12.5% |
💡 选型建议
- 优先选择两用型CT：大多数配电柜、开关柜应用场景
- 单独配置：高压变电站、计量要求极高、保护要求特殊的场合
- 特殊情况：如需多组保护（如差动+过流），可能需要单独配置
3.3 什么时候选择单独配置？
✅ 选择单独配置
- 变压器差动保护需要专用CT
- 计量精度要求极高（关口计量）
- 需要多组保护绕组
- 柜内空间充裕
✅ 选择两用型CT
- 一般配电系统
- 空间有限的开关柜
- 成本控制优先
- 常规过电流保护和计量
四、测量保护两用型电流互感器型号规格参数表
4.1 型号命名规则
4.2 常见规格参数表
| 型号 | 额定电压(kV) | 一次电流(A) | 变比 | 测量精度 | 保护精度 | 测量负荷(VA) | 保护负荷(VA) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| LMZ-10-100/5 | 10 | 100 | 100/5 | 0.5S | 5P20 | 5 | 10 |
| LMZ-10-200/5 | 10 | 200 | 200/5 | 0.5S | 5P20 | 5 | 10 |
| LMZ-10-300/5 | 10 | 300 | 300/5 | 0.5S | 5P20 | 10 | 15 |
| LMZ-10-400/5 | 10 | 400 | 400/5 | 0.5S | 5P20 | 10 | 15 |
| LMZ-10-500/5 | 10 | 500 | 500/5 | 0.5S | 5P20 | 10 | 15 |
| LMZ-10-600/5 | 10 | 600 | 600/5 | 0.5S | 5P20 | 10 | 20 |
| LMZ-10-800/5 | 10 | 800 | 800/5 | 0.5S | 5P20 | 15 | 20 |
| LMZ-10-1000/5 | 10 | 1000 | 1000/5 | 0.5S | 5P20 | 15 | 20 |
4.3 高精度两用型CT参数
| 型号 | 额定电压(kV) | 一次电流(A) | 测量精度 | 保护精度 | 适用场景 |
|---|---|---|---|---|---|
| LMZ-10-200/5 | 10 | 200 | 0.2S | 5P20 | 大用户计量 |
| LMZ-10-400/5 | 10 | 400 | 0.2S | 5P20 | 大用户计量 |
| LMZ-35-600/5 | 35 | 600 | 0.5S | 5P25 | 35kV配电 |
| LMZ-35-1000/5 | 35 | 1000 | 0.5S | 5P25 | 35kV配电 |
五、测量保护两用型电流互感器选型要点
5.1 选型步骤
确定测量精度需求
根据计量类别确定测量铁芯精度（0.2S/0.5S/0.5）
确定保护精度需求
根据保护类型确定保护铁芯精度和准确限值系数
确定一次电流
一次电流选择为额定负载电流的1.2~1.4倍
校验二次负荷
分别校验测量铁芯和保护铁芯的二次负荷
5.2 选型参数表
| 选型参数 | 测量铁芯要求 | 保护铁芯要求 |
|---|---|---|
| 精度等级 | 根据计量类别选择 | 根据保护类型选择 |
| 准确限值系数 | – | ≥系统短路电流倍数 |
| 额定负荷 | ≥电能表功耗+连线 | ≥保护装置功耗+连线 |
| 一次电流 | 统一确定，为额定负载的1.2~1.4倍 | |
| 变比 | 统一确定，常用5A或1A | |
5.3 选型示例
💡 选型计算示例
项目条件：
- 系统电压：10kV
- 额定负载电流：280A
- 计量类别：一般大用户（需0.5S级）
- 保护类型：过电流保护
- 系统最大短路电流：20kA
选型计算：
- 一次电流：280×1.3 = 364A，选400A
- 短路电流倍数：20000/400 = 50倍
- 保护准确限值系数：选择5P30或5P40
- 测量精度：选择0.5S级
选型结果：LMZ-10-400/5，精度0.5S/5P30
5.4 两用型CT选型建议
🏭 一般工业配电
推荐：LMZ-10-xxx/5，0.5S/5P20
满足计量和保护的基本要求
🏢 大用户计量
推荐：LMZ-10-xxx/5，0.2S/5P20
计量精度更高，满足分时计费
⚡ 短路电流大的系统
推荐：LMZ-10-xxx/5，0.5S/5P30
提高保护准确限值系数
🔧 改造项目
推荐：LMZ系列两用型CT
节省空间，一次穿芯即可
六、测量保护两用型电流互感器接线方法
6.1 基本接线原则
-
1
一次侧接线
一次导体从P1穿入、P2穿出，方向与单独配置时一致
-
2
测量回路接线
测量铁芯的S1、S2接电能表或测量仪表，S2接地
-
3
保护回路接线
保护铁芯的S1、S2接保护装置，S2接地
-
4
特别注意
测量和保护回路必须分开走线，避免干扰
6.2 接线图解
图3：两用型CT测量回路和保护回路独立接线示意
⚠️ 接线注意事项
- 必须分开走线：测量回路和保护回路应分别走线，避免干扰
- 各自接地：测量S2和保护S2应分别接地
- 禁止混接：电能表不能接在保护铁芯上，保护装置不能接在测量铁芯上
七、测量保护两用型电流互感器典型应用场景
7.1 10kV开关柜应用
项目概况：某10kV配电室，进线柜需要同时实现电能计量和过电流保护。
负荷条件：额定电流350A，最大负载率约80%。
选型方案：
- 型号：LMZ-10-400/5
- 测量精度：0.5S级（满足一般大用户计量）
- 保护精度：5P20（满足过电流保护）
应用效果：一台设备同时满足计量和保护需求，安装简便，运行可靠。
7.2 35kV配电变压器应用
项目概况：某35kV配电变压器，容量5000kVA，需要配置变压器保护。
选型方案：
- 高压侧：LMZ-35-100/5，0.5S/5P20
- 低压侧：LM-0.66-800/5，0.5S/5P20
技术要点：35kV侧可选用两用型CT，减少柜内占用空间。
7.3 改造项目应用
项目概况：某配电室原设计只装了保护CT，现需要增加计量功能，空间有限。
解决方案：更换为两用型CT，一次导体无需重新敷设。
优点：
- 一次导体只需穿一次，无需重新敷设
- 节省柜内空间
- 同时满足计量和保护需求
八、常见问题FAQ
+
不会。两用型CT的两个铁芯是磁路上相互独立的：
- 一次电流产生的磁通会同时穿过两个铁芯
- 但两个铁芯的二次绕组是独立绕制的，互不干扰
- 测量铁芯和保护铁芯的二次回路分别独立，互不影响
+
基本没有差别。两用型CT的两个铁芯是分别独立设计的：
- 测量铁芯的性能与单独的测量型CT完全相同
- 保护铁芯的性能与单独的保护型CT完全相同
- 两个铁芯共享同一个一次导体，但磁路是独立的
+
两用型CT的测量铁芯和保护铁芯需要分别校验二次负荷：
- 测量铁芯负荷：电能表阻抗 + 二次连线阻抗 ≤ 测量铁芯额定负荷
- 保护铁芯负荷：保护装置阻抗 + 二次连线阻抗 ≤ 保护铁芯额定负荷
两个铁芯的额定负荷是分别标注的，选型时需注意。
+
可以，但建议不要。
- 两用型CT出厂时两个铁芯都已通过测试
- 如果只需要计量功能，可只用测量铁芯，保护铁芯可空着或短接
- 如果只需要保护功能，可只用保护铁芯
- 但这样就浪费了另一铁芯的造价，不如直接选用单功能CT
+
两用型CT最适合以下场合：
- 一般配电系统：同时需要计量和保护的应用
- 空间有限的开关柜：无法安装两台CT
- 成本控制项目：预算有限但需满足基本功能
- 改造项目：原柜内空间不足，需优化配置
不建议使用：变压器差动保护（需专用CT）、计量要求极高的关口计量。