CT精度限界係数計算ガイド

4月 9, 2026
中電圧, 配電, 保護, 信頼性, 技術仕様

LMZB3-10 （Q LMZBJ9-10 の現在の変圧器 10kV 屋内エポキシ樹脂- 300-6000A 0.2S 0.5S 10P15 のクラス高い現在の二重巻上げ 12 42 75kV GB1208 IEC60044-1 — カレント・トランス(CT)

はじめに

中電圧配電システムでは、カレント・トランス（CT）は単に電流を測定するだけでなく、故障電流が定格値の10倍、20倍、あるいは30倍に急増した場合でも、測定の完全性を維持しなければなりません。そこで 精度限界ファクター（ALF） がミッションクリティカルになる。. ALFは、CTが定格精度クラスを維持する定格一次電流の最大倍数を定義し、故障イベント中に保護リレーが信頼できる信号を受信するかどうかを直接決定します。. 保護スキームを設計する電気エンジニアや、変電所や産業用 MV パネルの CT を指定する調達マネージャーにとって、ALF の誤解や計算間違いは、リレーの誤動作、機器の損傷、コストのかかるダウンタイムにつながります。このガイドでは、ALF の計算方法、関連する主なパラメータ、および保護信頼性要件に適した CT の選択方法について説明します。.

CT精度の限界因子とは何か、なぜそれが重要なのか？

この図は、ALF（Accuracy Limiting Factor）を超えて磁気飽和を起こしたときの磁気コアの内部構造を示しています。. — CTコアの飽和度とアルフ限界の可視化

について 精度限界ファクター（ALF） で定義される無次元パラメータである。 IEC 61869-2¹ 定格一次電流の最高倍率を指定する。複合エラー² は、その精度クラスで規定された限界値を超えていません。より簡単に言えば、CTがどの程度の故障状態まで信頼できるかということです。.

保護クラス CT（IEC 規格によるクラス 5P および 10P）では、ALF での合成誤差は以下の値を超えてはならない。 5% または 10% をそれぞれ超えます。ALFのしきい値を超えると、CTコアが飽和し、二次電流が歪み、保護リレーがトリップしなくなる、あるいは誤ってトリップする可能性がある。.

主要な技術的パラメータを定義

定格一次電流 (I₁ₙ)： 公称動作電流、例：400A、600A、1200A
定格負担（Sₙ）： CTが駆動するように設計された定格VA負荷、例：15VA、30VA
精度クラス： 保護 CT の 5P または 10P; 許容合成誤差を定義する。
ALF（精度制限係数）： 通常5、10、20、30 - 銘板に刻印
楽器セキュリティファクター（FS）： CTの測定に関連し、ALFとは反対の概念である。
コア素材： 冷間圧延粒界珪素鋼³ (CRGO) - 飽和挙動を決定する。
断熱システム： エポキシ樹脂鋳造、定格12kV/24kV/36kV (IEC 60044 / IEC 61869準拠)
熱評価： 設置環境に応じてクラスE（120℃）またはクラスF（155

ALF = 20、定格電流 400A の CT は、以下の精度まで維持される。 8,000A 一次故障電流 - システムの想定短絡電流と一致する仕様でなければならない。.

ALFはどのように計算されるのか？コア・フォーミュラとパラメータの説明

実際の精度限界係数（ALF）がどのようにシフトするかを説明する詳細な技術インフォグラフィック。このインフォグラフィックには、巻線および可変負担抵抗を示す CT 等価回路の回路図、IEC 61869-2 の計算式のステップごとの内訳、および実際の負担が低いほど実効 ALF が 20 から約 28.6 に増加する具体的な計算例が含まれており、エンジニアにとって重要な意味を浮き彫りにしています。. — CT ALFの計算式と負担の影響の可視化

ALF は物理的に固定された定数ではなく、実際の接続負荷と定格負荷によって変化します。これは、MV保護システムにおけるCT仕様で最も誤解されている点です。.

コアALFフォーミュラ（IEC 61869-2）

について 実際のALF として計算される：

$ALF_{actual} = ALF_{rated}\ct}{R_{burden_rated}}{R_{burden_rated}}{R_{ct}}の倍数R_{burden_rated}}{R_{ct} + R_{burden_actual+ R_{burden_actual}} {R_{ct} + R_{burden_rated$

どこでだ：

$ALF_{rated}$ = 銘板ALF値
$R_{ct}$ = 二次巻線抵抗（Ω）-75℃で測定
$R_{burden_rated}。$ = 定格二次電流における定格負荷の抵抗相当値
$R_{burden_actual}。$ ＝実際の接続負担抵抗（リレー＋リード抵抗）

負担抵抗変換

定格負荷のCTの場合 Sm_2099 = 15VA で I₂ₙ = 5A:

$R_{burden_rated} = ˶{S_n}{I_{2n}^2} = ˶{15}{25} = 0.6 , ˶{Omega$

実際の接続負担（リレーコイル＋ケーブル）＝の場合 0.3Ω, それなら

$ALF_{actual} = 20 Ⓐfrac{0.4 + 0.6}{0.4 + 0.3} = 20 Ⓐfrac{1.0}{0.7}{0.7ALF_{actual} = 20 ╱╱╱╱{1.0}{0.7\約28.6$

これはつまり 実際の負担が減るほど、実質的なALFは増加する - CTの負担が少ないエンジニアにとって重要な洞察である。.

比較保護CTクラス

パラメータ	クラス5P	クラス10P
ALFの複合エラー	≤ 5%	≤ 10%
位相変位リミット	±60分	特になし
典型的なALFの範囲	10-30	5-20
申し込み	差動/距離保護	過電流/地絡
コアサイズ	より大きい（彩度が低い）	コンパクト
コスト	より高い	より低い

クライアント事例 - EPCコントラクター、東南アジア変電所プロジェクト：
ある請負業者が、数値距離リレーを使用した 24kV フィーダー保護スキームにクラス 10P20 CT を指定した。試運転中、リレーエンジニアは実際の負担（40メートルのケーブル敷設を含む）が定格負担の35%しかないことを発見し、実効ALFを34近くまで押し上げた。CTは技術的には過剰性能であったが、当初の中継調整⁴ ALF=20に基づく計算を修正する必要がありました。Beptoの技術チームは、再計算されたALF曲線と更新されたリレー調整データを提供し、完全な保護調査の再実行を回避しました。. 教訓：銘板ALFだけでなく、常に実際のALFを計算すること。.

用途に合ったALFを選ぶには？

CT アプリケーションの正しい精度限界係数 (ALF) を選択する一連のプロセスを示す構造化された 3D インフォグラフィック。明確なアイコンとラベルが付いた4つのパネルが、システム障害レベルの定義（Isc、I1n）、実際の負担の計算（Rrelay、Rcable、2Lρ/A）、実際のALFの計算と検証（ALF_actual ≥ ALF_required * 1.1）、規格と環境定格の適合（IEC 61869-2、IP65/67/68、12-36kV Um）の各ステップを表しています。工場、風力タービン、ソーラーパネル、海洋プラットフォーム、地下トンネルなどのアプリケーション例のアイコンも含まれています。. — 構造化されたALF選定プロセスの概要

ALFの選択は、単なるCT銘板の選択ではなく、システムレベルの決定です。ここでは、実際のMV保護エンジニアリング・プロジェクトで使用されている構造化されたアプローチを紹介します。.

ステップ1：システム障害レベルの定義

を取得する。 最大見込み短絡電流（Isc） CT設置場所にて
必要なALFを計算する： $ALF_{required} = \frac{I_{sc}}{I_{1n}}}.$
例Isc＝16kA、I₁m_2099＝800A → 必要なALF＝次のとおり。 20

ステップ2：実際の負担を判断する

リレーの負担（リレーのデータシートからVAまたはΩ）を測定する。
ケーブル抵抗を計算する： $R_{cable} = ⅹfrac{2 ⅹL ⅹrho}{A}。$ (銅、0.0175Ω・mm²/m）
二次ループのすべての直列インピーダンスを合計する

ステップ3：実際のALFの計算とマージンの検証

上記のALFの公式を適用する
確保する ALF_actual≧ALF_required × 1.1 (10%の安全マージンを推奨）
マージンが不十分な場合：CT定格負荷クラスを上げるか、より高い銘板ALFを選択する。

ステップ4：規格と環境格付けの一致

IEC 61869-2 保護CT性能のために
最小IP65 屋内MVスイッチギア環境用
IP67またはIP68 屋外または沿岸設置用（IEC 60068-2-52に準拠した塩霧）
絶縁電圧：12kV/24kV/36kVクラスがシステムUmに適合することを確認する。

アプリケーション固有のALFの推奨事項

産業用MV配電（6-12kV）： クラス5P20、15VA - モータ保護およびフィーダ過電流用
送電網変電所（33-36kV）： クラス5P30、30VA - 距離および差動保護用
ソーラーファームMVコレクション： クラス10P10、10VA - 低い障害レベル、コスト最適化
海洋／オフショアプラットフォーム クラス5P20、エポキシ封止、IP67、防振マウンティング
都市型地下変電所： コンパクトなエポキシ鋳造CT、クラス5P20、最適化されたコア設計

ALFの仕様と設置におけるよくある間違いとは？

正式な工場受入試験（FAT）報告書と試験装置の横にある変流器（CT）メーカーの銘板の詳細なクローズアップ。このシーンでは、「比：800/1A」、「精度クラス：5P10」、「定格負荷：5P10」などの主要パラメータが強調されている：5P10」、「定格負荷：15VA」、「ALF：10」、「Rct（75℃）」：0.38Ω'.手前の負荷メーターの画面には「ACTUAL BURDEN: 0.22Ω」と表示され、マルチメーターのプローブがある。技術的なセットアップとドキュメント全体が、仕様と設置の間違いを防ぐための綿密な検証の重要性を視覚化している。人はいない。. — CT ALFおよび仕様検証細心のテストレポート

設置・試運転チェックリスト

銘板データを確認する - 取り付け前にALF、精度クラス、定格負荷、Rctを確認すること
実際の二次負担を測定する - 負荷メーターを使用するか、リレー＋ケーブルのデータから計算する。
実際のALFを再計算する - 銘板ALFと運転ALFが等しいと仮定しないこと
極性チェックを行う - CT の極性が正しくないと、差動リレーが誤動作します。
行動二次噴射テスト⁵ - 計算された故障倍数でリレーのピックアップを確認する
開回路保護をチェックする - 一次側通電状態で CT 二次側を決して開放しないこと

避けるべき一般的な仕様の誤り

高故障レベルのフィーダーに対するALFのアンダーサイジング - 故障時にCTが飽和し、リレーが必要時間内にトリップしない
負担計算におけるケーブル抵抗の無視 - 中継パネルから離れた場所に設置されたCTは特に重要です。
同じ保護スキームに5Aと1Aの二次側CTを混在させる - 深刻な負担のミスマッチを引き起こす
保護回路の測定クラスCT（クラス0.5または1.0）の指定 - これらはFS（インストゥルメント・セキュリティ・ファクター）が高く、早期に飽和するように設計されている。
Rctの温度補正を無視 - 巻線抵抗は20°Cから75°Cまで～20%増加し、実際のALFに影響を与える。

クライアント事例 - 産業プラント拡張の調達マネージャー：
ある調達マネジャーがRct値を検証することなく、低コストのサプライヤからCTを調達した。サプライヤが提示したRctは0.3Ωであったが、実際の測定値は0.72Ωであった。このため、実際のALFは計算上の22から14へとシフトし、要求される故障レベルの倍率を下回った。保護エンジニアはFAT（工場受入試験）中にこれを発見しましたが、交換ユニットの納期が3週間遅れる原因となりました。Beptoは以下を提供します。 Rct測定、励磁曲線、複合誤差検証を含む完全なテストレポート CT出荷のたびに。.

結論

ALFを正しく計算することが、故障時に正しく動作する保護システムと、最悪の瞬間に故障する保護システムの違いです。高圧配電の場合、保護の信頼性は、銘板データだけでなく、実際の負荷値を使用した正確なALF計算にかかっています。変電所の保護スキームの設計、産業用MVパネルのCTの指定、または太陽光発電所の収集システムの見直しのいずれにおいても、IEC 61869-2 ALF手法を適用することで、電流トランスが最も重要なときに確実に機能します。.

CT精度限界因子に関するFAQ

Q: 中圧フィーダ保護 CT の典型的な ALF 値は？

A: ほとんどの MV フィーダ保護アプリケーションでは、ALF 値 10 ～ 20 が使用されます。高故障レベルシステム（25kA 以上）には、IEC 61869-2 でクラス 5P30 として指定されている ALF 30 が必要な場合があります。.

Q: なぜ実際の ALF は CT の銘板 ALF と異なるのですか？

A: 実際のALFは接続負担によって変化する。実際の負荷が低いほど実効 ALF は増加し、負荷が高いほど減少する。常に実 Rct と実際の二次ループインピーダンスを用いて IEC 公式を用いて再計算する。.

Q: クラス 0.5 の測定用 CT を過電流保護リレー回路に使用できますか？

A: 測定用 CT は、早期に飽和してメータを保護するために、高い計器安全係数 (FS) で設計されています。保護 CT は、故障時に線形を維持するために高い ALF が必要です - クラス 5P または 10P を使用してください。.

Q: ケーブルの長さは、変電所パネルの CT 精度制限要因にどのように影響しますか？

A: ケーブルが長いと二次負荷抵抗が増加し、実際の ALF が減少します。2.5mm²の銅線で20メートルを超える場合は、仕様不足にならないよう、常にケーブル抵抗を負担計算に含めてください。.

Q: CT 精度限界因子試験と仕様を規定している IEC 規格は何ですか？

A: IEC 61869-2は、保護および測定用CTの主要規格です。この規格は、すべての保護クラスの変流器について、ALF、合成誤差限度、負担定格、および型式試験要件を定義しています。.

国際電気標準会議が定める計器用変圧器の詳細な技術要件。. ↩
IEC規格に従った変流器誤差の数学的定義を理解する。. ↩
電気鋼コアの磁気飽和特性と結晶粒方位を探る。. ↩
障害発生時のシステム停止時間を最小化するための保護装置の調整方法を学ぶ。. ↩
保護リレーの機能とCTの完全性を現場で検証するためのステップバイステップの手順。. ↩