166、两只变比相同、容量相同的CT，在二次绕组串联使用时( )。

该题考查电流互感器（CT）二次绕组串联使用时对变比和容量的影响，属于电力系统继电保护与互感器应用中的基础知识点。 一、核心概念解析： 1. **变比（K）**：定义为一次额定电流 I₁ₙ 与二次额定电流 I₂ₙ 的比值，即 K = I₁ₙ / I₂ₙ。它由CT的电磁结构（一次匝数N₁、二次匝数N₂及铁芯磁路）决定，本质反映安匝平衡关系：I₁N₁ ≈ I₂N₂（忽略激磁电流）。因此，变比是CT的固有参数，取决于绕组匝数比，与二次侧接线方式（串联或并联）无直接关系——除非改变实际参与工作的匝数。 2. **容量（Sₙ）**：指CT二次侧允许输出的最大视在功率，单位为VA，计算式为 Sₙ = I₂ₙ² × Zₙ，其中Zₙ为二次额定负荷阻抗（含仪表、导线、继电器等总阻抗）。容量表征CT带负载能力，受发热和误差限值约束。当二次绕组串联时，同一二次电流流经两个绕组，每个绕组承担部分电压降，但总输出电压升高；而额定电流保持不变（因一次电流未变，且串联后仍需满足安匝平衡），故允许接入的总负荷阻抗增大，从而提升整体带载能力。 二、二次绕组串联的物理效应： 设两只CT完全相同：变比均为K = N₁/N₂，单个二次绕组额定电流为I₂ₙ，额定负荷阻抗为Zₙ，额定容量为Sₙ = I₂ₙ²Zₙ。 当两二次绕组**串联**使用时： - 一次绕组仍单独接入被测回路，一次电流I₁不变； - 两二次绕组串联后形成一个等效二次回路，流过同一电流I₂（因串联电路电流处处相等）； - 为维持安匝平衡：I₁N₁ ≈ I₂(N₂ + N₂) = I₂·2N₂ ⇒ 此时等效二次匝数为2N₂，故等效变比变为 I₁ / I₂ = 2N₂ / N₁？注意：此推导错误——关键在于：**变比是制造参数，由设计匝数比固定；实际运行中，若将两个独立CT的二次绕组串联，其一次绕组仍各自独立（或共同穿心），并非构成一个新绕组。本题语境为“两只CT的二次绕组串联使用”，典型应用场景是：两只同型号CT安装于同一相，其二次绕组首尾相串后接入同一测量/保护装置。此时，一次侧通常为同一被测电流（如共用一个一次导体，或分别串入同一相回路，且电流相等），故一次安匝为I₁N₁（每只CT）；串联后二次总安匝为I₂·(N₂ + N₂) = 2I₂N₂。根据磁势平衡（忽略激磁），有 I₁N₁ ≈ I₂·2N₂ ⇒ I₂ = I₁N₁/(2N₂) = (I₁/N₂)·(N₁/2)，但原单只CT变比K = I₁ₙ/I₂ₙ = N₁/N₂，即I₂ₙ = I₁ₙ·N₂/N₁。现I₂ = I₁·N₁/(2N₂) = (I₁)/(2·(N₂/N₁)) = I₁/(2/K) = (K/2)·I₁？这显然矛盾。 正确理解应基于标准工程实践： 当两只**变比相同、容量相同**的CT，将其**二次绕组串联使用**（注意：不是将一只CT的两个二次绕组串联，而是两只独立CT的各自一个二次绕组串联），且一次侧通以相同电流（如均套在同一母线上，或分别串入同一相，电流严格相等），则： - 串联后，二次回路总感应电势为两CT二次电势之和（同相位），即E₂Σ = E₂₁ + E₂₂ = 2E₂； - 由于每只CT的二次电势E₂ ∝ I₁（近似线性），且I₁相同，故E₂Σ = 2E₂； - 但二次电流I₂由总电势和总回路阻抗决定。当外接负荷阻抗为Z时，I₂ = E₂Σ / (Z + Zₛ) ，其中Zₛ为两绕组内阻之和（≈2r₂）； - 关键点：CT的**额定二次电流I₂ₙ并未改变**。制造标准规定，无论接线方式如何，CT的额定二次电流仍为5A或1A。串联使用的目的，是为了在不改变I₂ₙ的前提下，提高所能驱动的负荷阻抗：因总输出电压加倍，在相同I₂ₙ下，允许的总负荷阻抗从Zₙ提升至2Zₙ（因S = I₂ₙ²Z，S增大则Z可增大）； - 因此，**变比保持不变**：因为变比定义为一次额定电流与二次额定电流之比，而I₁ₙ和I₂ₙ均未改变；实际运行中，当一次电流为I₁ₙ时，串联后的二次电流仍为I₂ₙ（前提是负荷阻抗调整至允许范围），故K = I₁ₙ / I₂ₙ 不变； - **容量增加1倍**：原单只CT容量为Sₙ = I₂ₙ²Zₙ；串联后，允许的总负荷阻抗变为2Zₙ（因总电势加倍，内阻也约加倍，但热极限由绕组总损耗决定：铜耗为I₂ₙ²·(2r₂)，较单只的I₂ₙ²·r₂增加1倍，故允许的总负荷压降相应增加，最终使最大输出容量提升为2I₂ₙ²Zₙ = 2Sₙ）。标准依据见GB/T 20840.1及IEC 61869-2：多绕组或同型号CT串联时，额定输出容量可叠加，而变比不变。 三、选项辨析： A：容量和变比都增加1倍 — 错误。变比由设计匝数比决定，不因串联改变；容量增加，但变比不变。 B：变比增加1倍，容量不变 — 错误。变比未变；容量实际增加。 C：变比不变，容量增加1倍 — 正确。符合上述分析：I₂ₙ不变 ⇒ 变比不变；总热容量和电压输出能力提升 ⇒ 额定容量增加1倍。 D：变比和容量均不变 — 错误。容量确实增加。 四、补充说明： 需区别于“CT二次绕组并联”：并联时，变比不变，但容量亦不变（因电流分流，单绕组电流减小，但总输出电流能力未超原单只限值，且易因环流导致误差增大，一般不推荐）；而串联是提升带重负荷能力的常用方法，如长电缆传输时增大允许电缆电阻。 综上，正确答案为 C。