电流互感器工作原理

电流互感器的工作原理电流互感器1电流互感器电流互感器作为一次系统和二次系统间联络元件，起着将一次系统的大电流变换成二次系统的小电流，用以分别向测量仪表、继电器的电流线圈供电，正确反映电气设备的正常运行参数和故障情况，使测量仪表和继电器等二次侧的设备与一次侧高压设备在电气方面隔离，以保证工作人员的安全。2电流互感器的原理互感器，一般N1≤N2，可见电流互流感器为一“变流”器，基本原理与变压器相同，工作状况接近于变压器短路状态，原边符号为P1、P2，副边符号为S1、S2。互感器的原边串接入主线路，被测电流为I1，原边匝数为N1，副边接内阻很小的电流表或功率表的电流线圈，副边电流为I2，副边匝数为N2。原副边电磁量及规定正方向由电工学规定。在理想情况下，即忽略线圈的电阻，铁心损耗及漏磁通可得：I1N1＝I2N2有：Il／I2＝N2／N1，即线圈的匝数与电流成反比3电流互感器的分类按用途分：保护用（用于机电保护和自动控制装置的电流互感器），测量用（测量电流和电能的电流互感器）按安装种类分：户内式（一般额定电压不高于35kV），户外式（一般额定电压高于35kV）按结构形式分：贯穿式，支柱式，母线式，套管式，正立式，倒立式4电流互感器的误差特性A、电流误差GB1208-87对电流误差的定义是从电流互感器的原理知道，由于励磁电流的存在，二次电流乘以额定电流比总是小于实际一次电流，所以电流互感器的误差总是负值，只有采取了补偿以后，才可能出现正值电流误差。211100%NKIII211100%NKIII保护用电流互感器误差准确度等级5P电流误差＋1%，准确度等级10P电流误差＋3%，5、电流互感器的选择5．1电流互感器选择与检验的原则1)电流互感器额定电压不小于装设点线路额定电压；2)根据一次负荷计算电流Ic选择电流互感器变化；3)根据二次回路的要求选择电流互感器的准确度并校验准确度；4)校验动稳定度和热稳定度。5．2电流互感器变流比选择电流互感器一次额定电流I1n和二次额定电流I2n之比，称为电流互感器的额定变流比，Ki＝I1n／I2n≈N2／N1。式中，N1和N2为电流互感器一次绕组和二次绕组的匝数。电流互感器一次侧额定电流标准比(如20、30、40、50、75、100、150(A)、)等多种规格，二次侧额定电流通常为1A或5A。一般情况下，计量用电流互感器变流比的选择应使其一次额定电流I1不小于线路中的负荷电流(即计算Ic)。如线路中负荷计算电流为350A，则电流互感器的变流比应选择400／5。保护用的电流互感器为保证其准确度要求，可以将变比选得大一些。3．3电流互感器准确度选择及校验所谓准确度是指在规定的二次负荷范围内，一次电流为额定值时的最大误差。对于不同的测量仪表，应选用不同准确度的电流互感器。准确度选择的原则：计费计量用的电流互感器其准度为0．2～0．5级；用于监视各进出线回路中负荷电流大小的电流表应选用1．0—3．0级电流互感器。为了保证准确度误差不超过规定值，一般还校验电流互感器二次负荷(伏安)，互感器二次负荷S2不大于额定负荷S2n，所选准确度才能得到保证。准确度校验公式：S2≤S2n。6、电流互感器的正确使用1)电流互感器的接线应遵守串联原则：即一次绕阻应与被测电路串联，而二次绕阻则与所有仪表负载串联。2)按被测电流大小，选择合适的变化，否则误差将增大。同时，二次侧一端必须接地，以防绝缘一旦损坏时，一次侧高压窜入二次低压侧，造成人身和设备事故；3)二次侧绝对不允许开路，因一旦开路，一次侧电流I1全部成为磁化电流，引起φm和E2骤增，造成铁心过度饱和磁化，发热严重乃至烧毁线圈；同时，磁路过度饱和磁化后，使误差增大。另外，二次侧开路使E2达几百伏，一旦触及造成触电事故。4)在安装和使用互感器时,一定要注意端子的极性。否则,其二次侧所接的仪表、继电器中流过的电流就不是设计时的电流,因而引起计量和测量不准确,并可能引起继电保护装置的误动作或拒动。5)为了满足测量仪表、继电保护、断路器失灵判断和故障录波等装置的需要，在发电机、变压器、出线、母线分段断路器、母联断路器、旁路断路器等回路中均设具有2～8个二次绕阻的电流互感器。对于大电流接地系统，一般按三相配置；对于小电流接地系统，依具体要求按二相或三相配置；6)对于保护用电流互感器的装设地点应按尽量消除主保护装置的不保护区来设置。例如：若有两组电流互感器，且位置允许时，应设在断路器两侧，使断路器处于交叉保护范围之中；7)为了防止支柱式电流互感器套管闪络造成母线故障，电流互感器通常布置在断路器的出线或变压器侧。8)为了减轻发电机内部故障时的损伤，用于自动调节励磁装置的电流互感器应布置在发电机定子绕组的出线侧。为了便于分析和在发电机并入系统前发现内部故障，用于测量仪表的电流互感器宜装在发电机中性点侧。7,电流互感器的接线方式电流互感器在电力系统中通常有如下四种接线方式。电流互感器二次侧电流线圈通过的电流,反映了一次电路对应相的电流。该接线方式通常用在负荷平衡的三相电路中电流的测量,或在继电保护中作为过负荷保护接线。7.2两相式V型接线两相形接线,又称为两相继电器接线如图。二次设备电流线圈流过的电流就等于互感器的二次电流,它反映了相电流的大小。又由Ia+Ic=-Ib可知,互感器二次侧公共线上的电流,正好是未接互感器相的反相二次电流,因此这种接线的三个电流线圈分别反映了三相电流,所以,广泛应用于中性点不接地而负载不论平衡与否的三相三线制电路中,供继电保护测量之用。7.3两相电流差接线方式两相电流差接线,又称为两相单继电器接线如图说示，其二次侧公共线流过的电流等于两个相电流的向量差，这种接线多用于三相三线制电路的继电保护中7.4三相完全星形接线这种接线中的三个电流线圈,正好反映了各相的电流。该接线法被广泛应用于负荷不论平衡与否的三相电路中,特别用于三相四线制系统包括一或一一系统电路的继电保护测量