电流互感器的工作原理在供电用电的线路中电流大大小小相差悬殊从几安到几万安都有。
为便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流,另外线路上的电压都比较高如直接测量是非常危险的。
电流互感器就起到变流和电气隔离作用。
目前显示仪表大部分是指针式的电流表,所以电流互感器的二次电流大多数是安培级的(如5A等)。
现在的电量测量大多数字化,而计算机的采样的信号一般为毫安级(0-5V、4-20mA等)。
微型电流互感器二次电流为毫安级,主要起大互感器与采样之间的桥梁作用。
电流互感器由一次线圈、二次线圈、铁心、绝缘支持及出线端子等组成,如图1所示。
电流互感器的铁心由硅钢片叠制而成,其一次线圈与主电路串联,且通过被测电流I1,它在铁心内产生变磁通,使二次线圈感应出相应的二次电流I2(其额定电流为5A)。
如将励磁损耗忽略不计,则I1n1=I2n2,其中n1和n2分别为一、二次线圈的匝数,电流互感器的变流比K=I1/I2=n2/n1。
由于电流互感器的一次线圈连接在主电路中,所以一次线圈对地必须采取与一次线路电压相相适应的绝缘材料,以确保二次回路与人身的安全。
二次回路由电流互感器的二次线圈、仪表以及继电器的电流线圈串联组成。
电流互感器大致可分为两类,测量用电流互感器和保护用电流互感器。
一、测量用电流互感器测量用电流互感器主要与测量仪表配合,在线路正常工作状态下,用来测量电流、电压、功率等。
测量用电流互感器主要要求:1、绝缘可靠,2、足够高的测量精度,3、当被测线路发生故障出现的大电流时互感器应在适当的量程内饱和(如500%的额定电流)以保护测量仪表。
二、保护用电流互感器保护用电流互感器主要与继电装置配合,在线路发生短路过载等故障时,向继电装置提供信号切断故障电路,以保护供电系统的安全。
保护用电流互感器的工作条件与测量用互感器完全不同,保护用互感器只是在比正常电流大几倍几十倍的电流时才开始有效的工作。
保护用互感器主要要求:1、绝缘可靠,2、足够大的准确限值系数,3、足够的热稳定性和动稳定性。
保护用互感器在额定负荷下能够满足准确级的要求最大一次电流叫额定准确限值一次电流。
准确限值系数就是额定准确限值一次电流与额定一次电流比。
当一次电流足够大时铁芯就会饱和起不到反映一次电流的作用,准确限值系数就是表示这种特性。
保护用互感器准确等级5P、10P,表示在额定准确限值一次电流时的允许误差5%、10%线路发生故障时的冲击电流产生热和电磁力,保护用电流互感器必须承受。
二次绕组短路情况下,电流互感器在一秒内能承受而无损伤的一次电流有效值,称额定短时热电流。
二次绕组短路情况下,电流互感器能承受而无损伤的一次电流峰值,称额定动稳定电流。
保护用电流互感器分为:1、过负荷保护电流互感器,2、差动保护电流互感器,3、接地保护电流互感器(零序电流互感器)。
diandao9992008-11-10 15:15:35 电流互感器的用途和特点电流互感器是一种电流变换装置,又称仪用变流器(也称CT)。
它可以将高压电流或低压大电流变为电压较低的小电流,以供给仪表和继电器,并将仪表和继电器一高压电路和一次主回路隔离开,电流互感器的工作原理和变压器相似,是利用变压器在短路状态下电流与匝数成反比的原理制成的。
它的一次线圈匝数很少(有的利用穿过CT中孔的母线作为一次),而二次线圈的匝数很多。
电流互感器的二次额定电流均为5A。
这使得测量仪表和继电器的制造可以标准化,简化了工艺,降低了成本,并且安全,可靠。
从而电流互感器在变配电设备中得到了广泛的应用。
电流互感器有以下几个特点:1、由于其二次所接负载为电流表和继电器的电流线圈,阻抗很小,因此电流互感器在正常运行时,相当于二次短路的变压器。
2、变压器的一次电流随二次负载的变化而变化,而电流互感器的一次电流由主回路的负载而定,它与二次电流的大小无关。
3、变压器铁心中的主磁通由一次线圈所加电压的大小而定,当一次电压不变时,二次感应电势也不变。
电流互感器铁心中的磁通由一次电流决定,但二次回路阻抗变化时,也会影响二次电势。
阻抗大时,二次电势高,阻抗小时,二次电势低。
4、变压器二次负载的变化对其各个参数的影响均很大。
而电流互感器只要二次负载在额定范围内,就可以将其视为一个恒流源,也就是对二次电流影响不大。
diandao9992008-11-10 15:18:04 电流互感器的型号含义及技术参数一、电流互感器的型号含义电流互感器的型号通常由2~4位字母及数字组成,其含义如图1所示。
它可以表示出电流互感器的线圈型式、绝缘结构、使用场所等。
横线后面的数字表示电压等级、精确度等。
二、主要技术数据1、变流比通常以分数表示,分子表示一次线圈的额定电流(A),分母表示二次线圈的额定电流(A)。
如某电流互感器的变流比为150/5,即表示电流互感器一次额定电流为150A,二次额定电流为5A。
其变流比为30倍。
2、准确度准确度是以误差的大小决定的,通常分为0.2级、0.5级、3级、10级共五个等级。
使用时可根据负荷的要求来选用,例如,电度计量仪表一般可选用0.5级,而继电保护则可选用3级。
3、额定容量电流互感器的额定容量是指其允许承载的负荷功率(即伏安数)。
除了采用伏安数表示外,还可用二次负荷的欧姆值(即Z)来表示,由于S=I2Z,又因为I为一定值,因此,伏安数和欧姆值可由上式换算。
通常电流互感器铭牌上标示的是它所能达到的最高准确度等级和与其相应的额定阻抗。
4、极性一般在电流互感器的一、二次线圈引出线端子上都标有极性符号,其意义与变压器的极性是相同的。
电流互感器常用电流流向来表示极性,即当一次线圈一端流入电流,二次线圈则必有一端电流流出,这同一瞬间流入与流出的端子就是同极性端。
通常一次侧标示为L1、L2,二次侧标示为K1、K2,角注数字相同的为同极性端。
一般采用减极性标示方法。
5、热稳定及动稳定倍数变配电系统故障时,电流互感器承受由短路电流引起的热效应和电动力效应而不致受到破坏的能力,可用动稳定与热稳定倍数来表示。
所谓热稳定倍数是指热稳定电流(即一秒内不致使电流互感器的热超过允许限度的电流)与电流互感器额定电流之比。
所谓动稳定倍数是指电流互感器所能承受的最大电流的瞬时值与其额定电流之比。
diandao9992008-11-10 15:19:02 电流互感器的极性交流电流在电路中流动时,其方向随时间作周期性的变化。
但在某一瞬间,线圈中的电流端子必有一个流入,而另一个流出。
感应出的二次电流也同样有流入和流出。
电流互感的极性就是指其一次电流方向与二次电流方向之间的关系。
一般规定,一次线圈的首端L1,尾端标为L2。
二次线圈首端K1,尾端标为K2。
在接线中,L1和K1称为同极性端,L2和K2也为同极性端。
如图所示。
当一次电流I1由首端L1流入、尾端L2流出时,二次感应电流是从尾端K2流入,首端K1流出;或同时在一、二次线圈的同极性端子通入电流时,它们在铁心中产生的磁通方向相同,这样的极性标志称为减极性。
反之为加极性。
一般的电流互感器均为加极性。
diandao9992008-11-10 15:20:41 如何判定电流互感器的极性判定电流互感器的极性有很多种办法,一般常用以下几种:一、直流法直流法在测定极性时,方便准确,最为常用。
可仅用一块低量程电流表和1.5V的干电池,具体接线如图1表示。
一次侧接入一只指按钮开关S,二次侧接入电流表,当按下按钮开关时,一次电路接通,电流表指针向正向摆动,按钮开关断开时,电流表指针向反向摆动,则为减极性;反之则为加极性。
二、比较法准备一只已知极性的电流互感器,如图2所示方法接线。
如电流表读数很小(一般为数毫安)则减极性;反之为加极性。
三、差接法接线如图所示。
图中Q为单极双投开关。
当开关投向"1"时,电流表的读数较小,投至"2"时读数较大,则证明是减极性,否则为加极性。
diandao9992008-11-10 15:21:41 电流互感器极性接错的危害电流互感器在接线时把极性接错,将会产生以下危害:1、电流互感器如用在继电保护电路中,将引起继电保护层装置的误动或拒动。
2、电流互感器如用在仪表计量回路中,功率表和电度表的正确测量将受到影响。
3、采用不完全星形联结的电流互感器,如任一相极性接反,都会引起未接电流互感器(一般为中相)的一相较其它相电流增高倍。
4、采用不完全星形联接的电流互感器,如两相均接反,虽然二次测的三相电流仍平衡,但与相应的一次电流的相角差为180°,从而将使电度表反转。
diandao9992008-11-10 15:25:08 电流互感器有几种接线方法电流互感器根据其应用场合及不同的情况有几种不同的接线方式。
1、一台电流互感器用于单相回路的接线,如图所示。
这种接线方式常用于三相对称电路中,对其中一相负荷电流进行监视。
2、两台电流互感器接成不完全星形联结,如图所示。
这种接线方式适用于测量三相三线电流、有功、无功电力及保护相间短路故障等。
3、两台电流互器的差联结,如图所示。
这种接线方式适用于保护相间短路故障。
4、三台电流互感器接成星形联接如图所示。
这种联接方式用于三相四线制系统中,用以测量电流、电力和保护任何形式的短路故障。
5、用三台电流互感器接成三角形联接。
如图所示。
这种接线方式用于配合三只电流继电器保护各种短路故障。
6、三台电流互感器用于零序保护接线,如图所示这种接线方式用于零序保护。
diandao9992008-11-10 15:26:35电流互感器的二次侧接地的有关规定1、高压电流互感器的二次侧应有一点接地由于高压电源互感器的一次侧为高电压。
当一、二次线圈之间因绝缘损坏出现高压击穿时,将导致高压窜入低压。
如二次线圈有一点接地,就会将高压引入大地,使二次线圈保持地电位,从而确保了人身及设备的安全。
应当注意,电流互感器的二次回路只允许一点接地,而不允许再有接地点,否则有可能引起分流,造成测量误差的增大或者影响继电器的正常动作。
电流互感器二次回路的接地点应在K2端子处。
2、低压电流互感器的二次侧不应接地由于低压电流互感器的电压较低,一、二次线圈间的绝缘裕度大,发生一、二次线圈击穿的可能性小;另外,二次线圈的不接地将使二次回路及仪表的绝缘能力提高,还可使雷击烧毁仪表事故减小。
电流互感器二次侧为什么不允许开路由于电流互感器二次侧接的负载都是阻抗很小的电流线圈,因此它的二次测量是在接近于短路状态下工作的。
根据磁动势平衡可得公式:I1N1 - I2N2 = I0N1 可知,由于I1N1绝大部分被 I2N2 所抵消,所以总的磁动势 I0N1 很小,即激磁电流 I0(即空载电流)很小,只有一次电流 I1 的百分之几。
如果二次侧开路,则 I2 =0 ,有 I1N1 = I0N1 ,即 I1 =I0,而 I1 是一次电路负荷电流,不因互感器二次负载变化而变化。