電流互感器-趙修民VIP

1、電流互感器手冊(cè)電流互感器手冊(cè)目錄電流互感器的用途和基本結(jié)構(gòu)（2）一、電流互感器的用途（2）二、 電流互感器的容量（6）三、 電流互感器的基本結(jié)構(gòu)（8）電流互感器的誤差和計(jì)算 （10）一、 沒有誤差時(shí)的電流互感器（10）二、 電流互感器的誤差和準(zhǔn)確級(jí)（13）三、 電流互感器的等值電路和相量圖（16）四、 影響電流互感器誤差的各種因素（19）五、 電流互感器誤差計(jì)算舉例（22）電流互感器誤差的補(bǔ)償 （24）一、匝數(shù)補(bǔ)償（ 24）二、半匝或分?jǐn)?shù)砸補(bǔ)償（ 26）三、雙鐵心反勵(lì)磁補(bǔ)償（28）四、磁分路補(bǔ)償（29）五、短路匝補(bǔ)償（32）六、磁分路短路匝補(bǔ)償（33）七、圓環(huán)磁分路電勢(shì)補(bǔ)償（34）八、電容補(bǔ)償

2、（35）九、圓環(huán)磁分路補(bǔ)償電流互感器的計(jì)算舉例（38）十、分?jǐn)?shù)匝電容補(bǔ)償電流互感器的計(jì)算舉例（ 40）電流互感器的誤差試驗(yàn) （43）一、極性檢查（ 43）二、退磁（ 44）三、誤差試驗(yàn)（46）四、復(fù)合誤差試驗(yàn)（49）五、二次負(fù)荷測(cè)定（51）六、升流器的選用（ 53）- 1 -電流互感器手冊(cè)電流互感器的用途和基本結(jié)構(gòu)一、電流互感器的用途 電流互感器和變壓器很相象，變壓器在線路上，主要用來改變線路的電壓，而電流互感器接在線路上， 主要用來改變線路的電流， 所以電流互感器從前也叫做變流器。后來，一般把直流電變成交流電的儀器設(shè)備，叫做變流器，把改變線路上電流的大小的電器，根據(jù)它通過互感器的工作原理，叫

3、做電流互感器。線路上為什么需要變電流呢？這是因?yàn)楦鶕?jù)發(fā)電和用電的不同情況， 線路上的電流大小不一，而且相差懸殊，有的只有幾安，有的卻大至幾萬安。要直接測(cè)量這些大大小小的電流， 就需要根據(jù)線路電流的大小， 制作相應(yīng)為幾安直到幾萬安不同的許多電流表和其他電氣儀表。 這樣就會(huì)給儀表制造帶來極大的困難。 此外，有的線路是高壓的，例如 22 萬伏或 1 萬伏等高壓輸電供電線路，要直接用電氣儀表測(cè)量高壓線路上的電流，那是極其危險(xiǎn)的，也是絕對(duì)不允許的。如果在線路上接入電流互感器變電流，那么就可以把線路上大大小小的電流，按不同的比例，統(tǒng)一變成大小相近的電流。 只要用一種電流規(guī)格的電氣儀表，例如通用的電流為 5

4、a 的電氣儀表，就可以通過電流互感器，測(cè)量線路上小至幾安和大至幾萬安的電流。 同時(shí)電流互感器的基本結(jié)構(gòu)和變壓器很相象，它也有兩個(gè)繞組，一個(gè)叫原邊繞組或一次繞組；一個(gè)叫副邊繞組或二次繞組。兩個(gè)繞組之間有絕緣，使兩個(gè)繞組之間有電的隔離。電流互感器在運(yùn)行時(shí)一次繞組w1 接在線路上二次繞組 w2 接電氣儀表，因此在測(cè)量高壓線路上的電流時(shí)，盡管原邊電壓很高，但是副邊電壓卻很低，操作人員和儀表都很安全。由此可見，電流互感器除了可以將線路上大小不一的電流變成一定大小的電流，以便于測(cè)量之外， 還可以起到與線路絕緣的作用，以保證操作人員和儀表的安全。電流互感器既然用來變電流， 那么它最主要的參數(shù)就是電流比。 一

5、次電流 i1 與二次電流 i 2 之比，叫做實(shí)際電流比，一般用 k 表示，即：k=i 1/i2為了生產(chǎn)和使用的方便，電流互感器的一次電流和二次電流都是規(guī)定有標(biāo)準(zhǔn)，叫做額定一次電流和額定二次電流。 額定電流的意思就是說， 在這個(gè)電流下，繞組可以長期通電而不被燒壞。 當(dāng)繞組的電流超過額定電流時(shí)，叫做過負(fù)荷。 長期過負(fù)荷運(yùn)行，會(huì)把繞組燒壞或降低互感器的壽命。這樣，額定一次電流i1n 與額定二次電流i2n 之比，就叫做額定電流比，用- 2 -電流互感器手冊(cè)kn 表示，簡(jiǎn)稱為電流比。因此，一般所謂電流互感器的電流比，都是指它的額定電流比，即kn=i 1n/i 2n電流互感器有電力系統(tǒng)用和儀用兩大類。電力

6、系統(tǒng)用電流互感器是發(fā)電廠、變電所等輸出、供電系統(tǒng)中不可缺少的一種電器，長期接在線路上運(yùn)行，一般只有一個(gè)電流比， 又可分為測(cè)量用和保護(hù)用電流互感器。測(cè)量用電流互感器主要與測(cè)量?jī)x表配合，在線路正常工作狀態(tài)下， 用來測(cè)量線路上的電流、 功率和電能等；而保護(hù)用電流互感器則與繼電裝置配合，當(dāng)線路發(fā)生短路、過電流等故障時(shí)，向繼電裝置供電切斷故障線路，以保護(hù)線路中的貴重設(shè)備，如發(fā)電機(jī)和變壓器等。儀用電流互感器是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)使用的一種電工儀器，也叫做精密電流互感器，一般都有多個(gè)電流比，主要用來擴(kuò)大電流儀表的量限，所以又叫做擴(kuò)大量限裝置。它還可以作為標(biāo)準(zhǔn)電流互感器，與標(biāo)準(zhǔn)電流表、標(biāo)準(zhǔn)功率表或標(biāo)準(zhǔn)電度表等配合，來檢

7、定相位低準(zhǔn)確度的電表，功率表或電度表，或者以它為標(biāo)準(zhǔn)，來檢定低準(zhǔn)確度的電流互感器。電力系統(tǒng)用電流互感器的額定一次電流標(biāo)準(zhǔn)值列于表1。表中電流的單位為（ a ）。表中括號(hào)內(nèi)值僅限于老產(chǎn)品或與老產(chǎn)品配套的產(chǎn)品；第5 行 25000a 以上的電流值了取第4 行電流值的 10 倍數(shù)。表 1額定一次電流標(biāo)準(zhǔn)值（單位 a ）151015203040506075100160200315400500630（ 600）800（ 150）（300）（750）100012516002000250031504000500063008000（1200）（ 1500）（3000）（6000）（ 7500）10000125

8、00160002000025000（12000）（15000）額定二次電流標(biāo)準(zhǔn)值為 1a 和 5a 。 儀用電流互感器額定一次電流標(biāo)準(zhǔn)值2除了表 1 所列數(shù)之外，還有： 0.1、0.15、0.2、 0.25、0.3、0.35、0.4、0.5、0.75、1.5、2、2.5、3、4、7.5、8、25、80、120、250。額定二次電流標(biāo)準(zhǔn)值除 1a 和 5a 外，還有 0.5a。 此外，還有生產(chǎn)額定一次電流小于 0.1a的，如 0.01、0.015、0.02、0.025、0.03、0.04、0.05、0.075a和微機(jī)用額定二次電流為 0.1a 和 0.05a的儀用電流互感器。據(jù)此，式（ 2）就可

9、以寫出：（3）kn=i n/i n=5/5 或 10/5 或 0.1/5 或 5/1 或 5/0.0512當(dāng)略去電流互感器誤差不計(jì)時(shí)，實(shí)際電流比就等于額定電流比，即k=kn=i 1/i 2（4）由此可見，如果電流互感器的銘牌上標(biāo)明電流比為100/5，那么不僅說明互感器二次電流乘上 20 倍就等于一次電流，而且還說明互感器一次繞組允許長期通過的電流為5a。所以電流比 100/5 不能寫成 20/1，這是因?yàn)?20/1 說明互感器的額定一次電流為 20a ，額定二次電流為1a，與 100/5 比值雖同而實(shí)際意義不同。當(dāng)我們利用互感器進(jìn)行測(cè)量時(shí)， 就按圖 1 的原理接線， 一次繞組串聯(lián)接在被- 3

10、-電流互感器手冊(cè)測(cè)量的線路中，二次繞組則和5a 的電流表串聯(lián)。這樣，我們實(shí)際上測(cè)量到的是電流互感器二次繞組的電流，然后再根據(jù)銘牌上所標(biāo)明的電流比，折算出一次繞組（即被測(cè)線路上）的實(shí)際電流。在電力系統(tǒng)中，為了測(cè)量方便起見， 電流表都預(yù)先經(jīng)過折算， 直接按一次繞組的電流來刻度，同時(shí)在電流表上注明要用相應(yīng)電流比的電流互感器。 例如我們要測(cè)量線路上最大達(dá)到 200a 的電流，就可以選用 200/5 的電流互感器。這樣，可以由電流表的指示，直接讀出一次繞組電流值。這時(shí)電流表的刻度雖然標(biāo)的是200a，但實(shí)際上通過電流表的電流，也就是二次繞組的電流只有 5a 。因此，我們也可以用普通 5a 的電流表來測(cè)量，

11、只要把測(cè)得的電流表讀數(shù)，按電流比折算到原邊，同樣可以得到一次電流的值。例 1 設(shè)線路上的電流約為 900a，應(yīng)該怎樣測(cè)量？ 電流互感器額定一次電流大于 900a 的為 1000a，因此可選用 1000/5 的電流互感器和 1000 的電流表，這個(gè)電流表上標(biāo)有應(yīng)用 1000/5 的電流互感器，按圖 1 接線就可由電流表的指示直接讀出線路上的電流。例 2 在例 1 中，如線路電流為 900a，問實(shí)際通過電流表的電流有多大？通過線路的電流為i1 通過電流表的電流為i2，因此由式（ 3）可以得到：i 2 = i1/kn=900/（ 1000/5） =4.5a實(shí)際通過電流表的電流是4.5a。例 3 在例

12、 1 中，如改用普通 5a 電流表進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)電流表讀數(shù)為 4.8a 時(shí)，線路上的電流有多大？由公式（ 3）可以得到：i 1=kni 2=1000/5*4.8=960a例 4在 10kv 高壓線路上通過約3a 的電流，應(yīng)如何測(cè)量？線路上的電流大約只有3a，可以采用普通的5a 電流表進(jìn)行測(cè)量，但是在高壓線路上，不能直接用 5a 電流表進(jìn)行測(cè)量，必須通過高壓電流互感器，因此選用 10kv 5/5 高壓電流互感器和 5a 電流表，按圖 1 進(jìn)行測(cè)量。因?yàn)榛ジ衅鞯碾娏鞅葹?5/5，即一次電流等于二次電流，所以與直接測(cè)量時(shí)一樣，電流表可以直接讀出線路上的電流數(shù)值，這時(shí)電流互感器實(shí)際上是用來是絕緣隔離的作

13、用。由此可見，凡是不需要改變電流的大小，而需要二次和一次有絕緣隔離的，可以采用 5/5 的電流互感器。1、測(cè)量用電流互感器 測(cè)量用電流互感器的用途，如上所述，主要有下列兩方面：（1）用來測(cè)量高壓線路上的電流和功率，起絕緣隔離的作用，以保證操作人員和儀表的安全。（2）用來測(cè)量高壓或低壓線路上的大電流和大功率，使用統(tǒng)一的5a 的二次線路和測(cè)量?jī)x表。因此，對(duì)于測(cè)量用電流互感器主要有三個(gè)要求：第一，絕緣必須可靠，以保證安全；第二，必須有一定的測(cè)量準(zhǔn)確度；第三，儀表保安系數(shù)fs 較小。電流互感器在測(cè)量時(shí)，實(shí)測(cè)的二次電流都是按額定電流比折算為一次電流。這樣的折算實(shí)際上是有誤差的。 也就是說，電流互感器實(shí)際

14、電流比并不等于額定電流比，二者之間具有一定的誤差。因此，測(cè)量用電流互感器根據(jù)變電流時(shí)所產(chǎn)生的誤差，規(guī)定電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)。 國產(chǎn)電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)有： 0.01 級(jí)、0.02- 4 -電流互感器手冊(cè)級(jí)、 0.05 級(jí)、 0.1 級(jí)、 0.2 級(jí)、0.5 級(jí)、 1 級(jí)、3 級(jí)和 5 級(jí)等。各級(jí)電流互感器的允許誤差都有詳細(xì)的規(guī)定，這將在下一節(jié)介紹。 但是在額定電流附近， 各級(jí)電流互感器的誤差，也可以大致簡(jiǎn)單的認(rèn)為，相應(yīng)于 0.01 級(jí) 5 級(jí)，其允許誤差為 0.01% 5%。儀用電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)一般都高于 0.5 級(jí)，電力系統(tǒng)用的電流互感器：用于測(cè)量電能的，應(yīng)不低于 0.5 級(jí)，電能很大的，要求

15、 0.2 級(jí)或 0.1 級(jí)；測(cè)量電流和功率的，一般用 1 級(jí)； 3 級(jí)和 5 級(jí)只用來監(jiān)視電流，即大致觀察電流大小。 5 級(jí)（老產(chǎn)品還有 10 級(jí)）只用于高壓斷路器套管上，也就是以下所說的裝入式電流互感器或套管電流互感器。測(cè)量用電流互感器在額定二次負(fù)荷下，其復(fù)合誤差（見下節(jié)）不大于 10%時(shí)的最小一次電流值叫做額定儀表保安電流。 額定儀表保安電流與額定一次電流的比值就是儀表保安系數(shù)。2、保護(hù)用電流互感器 在電力系統(tǒng)中，為了保證正常供電以及保護(hù)貴重設(shè)備的安全，都有一套由各種繼電器控制設(shè)備組成的繼電保護(hù)線路。 當(dāng)電力系統(tǒng)中發(fā)生故障時(shí)， 這些保護(hù)裝置就會(huì)動(dòng)作，切斷故障的線路，如果是偶然的故障，還能夠

16、自動(dòng)合閘，保證正常供電。保護(hù)用電流互感器，就是將線路上的電流變?yōu)橐欢ù笮〉碾娏?。給繼電器等保護(hù)裝置供電。當(dāng)線路上發(fā)生短路或其它故障，使線路上電流劇增時(shí)，通過電流互感器供給繼電器等保護(hù)裝置的電流也劇增， 使繼電保護(hù)裝置動(dòng)作， 切斷故障線路。保護(hù)用電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)用5p 和 10p 表示，也相當(dāng)于其允許誤差為5%和10%。 由此可見，保護(hù)用電流互感器的工作條件與測(cè)量用電流互感器完全不同。測(cè)量用電流互感器是在線路正常供電時(shí)， 用來測(cè)量線路上的電流和功率， 而保護(hù)用電流互感器只是在線路發(fā)生故障時(shí)，比正常供電電流大幾倍甚至幾十倍的電流下，才開始有效的工作。 因此，對(duì)于保護(hù)用的電流互感器， 主要有下列三

17、個(gè)要求：（ 1） 絕緣必須可靠，以保證安全 ;（ 2） 必須有足夠大的準(zhǔn)確限值系數(shù)；（ 3） 必須有足夠的熱穩(wěn)定性和動(dòng)穩(wěn)定性。 電流互感器在正常運(yùn)行時(shí)，一次電流和二次電流基本上都是按式（ 1）的比例關(guān)系上升或下降的。但是當(dāng)發(fā)生故障，一次電流劇增時(shí)，由于鐵心飽和了，二次電流隨著一次電流增大至一定程度時(shí)， 就不再按一定比例增大， 甚至不再增大了。準(zhǔn)確限值系數(shù)就是用來說明電流互感器的這種性能的。保護(hù)用電流互感器在額定負(fù)載下能夠滿足準(zhǔn)確級(jí) 5p 或 10p 要求的最大一次額定準(zhǔn)確限值一次電流。 所謂準(zhǔn)確限值系數(shù)就是額定準(zhǔn)確限值一次電流與額定一次電流的比值。準(zhǔn)確限值系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值為 5、 10、15、20

18、、30。 由此可見，所謂準(zhǔn)確限值系數(shù)是說明電流劇增至多少倍額定電流后， 互感器誤差已經(jīng)達(dá)到 5%或 10%，再增加一次電流，誤差更大，二次電流就不再按比例增大，甚至不再增大了。因此，對(duì)于保護(hù)用電流互感器，必須要求有足夠大的準(zhǔn)確限值系數(shù)， 使線路發(fā)生故障一次電流劇增時(shí)， 能夠由二次電流反映給繼電保護(hù)裝置， 保證繼電保護(hù)及時(shí)可靠的動(dòng)作， 切斷故障線路。 在額定一次電流和額定二次電流負(fù)荷下保護(hù)用- 5 -電流互感器手冊(cè)電流互感器的比值差不超過1%或 3%。 保護(hù)用電流互感器是在線路發(fā)生過負(fù)荷或短路故障時(shí)起作用的， 這時(shí)線路上瞬時(shí)通過電流互感器的電流往往比額定電流大很多倍， 這樣大的電流一方面產(chǎn)生熱量

19、，一方面產(chǎn)生電動(dòng)力，因此電流互感器必須能承受這樣的熱量和電動(dòng)力，而不被它們所破壞。在二次繞組短路情況下， 電流互感器在一秒鐘內(nèi)所能承受而無損傷的一次電流有效值叫做額定短時(shí)熱電流。在二次繞組短路情況下， 電流互感器能承受其電磁力的作用而無電的或機(jī)械的損傷的一次電流峰值，叫做額定動(dòng)穩(wěn)定電流。保護(hù)用電流互感器最常用的有下列三種：（1） 過負(fù)荷保護(hù)電流互感器，用來保護(hù)線路的過負(fù)荷。（2） 差動(dòng)保護(hù)電流互感器，一般用來保護(hù)變壓器內(nèi)部故障。這種電流互感器過去稱為d 級(jí)。（3） 接地保護(hù)電流互感器，一般用來保護(hù)單相或兩相接地。這種電流互感器過去稱為 j 級(jí)，也叫做零序電流互感器。二、電流互感器的容量 在電流

20、互感器的銘牌上， 除了標(biāo)明電流比以外， 還標(biāo)有額定容量或額定負(fù)荷和額定電壓。電流互感器的負(fù)荷， 就是指電流互感器二次所接電氣儀表和聯(lián)結(jié)導(dǎo)線的總阻抗，它包括這些儀表或繼電器的阻抗， 以及聯(lián)結(jié)導(dǎo)線的電阻和聯(lián)結(jié)點(diǎn)的接觸電阻等所有二次外接負(fù)載的全部阻抗。電流互感器的負(fù)荷與電流互感器所接的線路上的負(fù)荷沒有任何直接的關(guān)系。只要電流互感器的二次接線不變， 不管線路上的負(fù)荷如何變化， 電流互感器的負(fù)荷都不變。由于電流互感器二次的接線是隨著線路的要求而改變的， 所以每個(gè)電流互感器的實(shí)際負(fù)荷都不同。 為了制造和使用的方便，對(duì)于各種電流互感器，也都規(guī)定有標(biāo)準(zhǔn)的負(fù)荷，叫做額定負(fù)荷。至于電流互感器的額定容量， 是指電流

21、互感器在額定電流和額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)二次所輸出的容量，容量的單位為伏安（ va ）。所以額定容量 sn 和額定負(fù)荷 zn 之間的關(guān)系，可以用下面的公式來表示：sn=i n2 *zn（5）2前已說過，對(duì)于一般電力系統(tǒng)用的電流互感器，額定二次電流i2n=5a，因此：sn=52*zn=25zn（ va ）（6）這就是說，額定容量額定負(fù)載之間只差一個(gè)系數(shù)（例如上式中的系數(shù)25），額定容量和額定負(fù)載一樣，都是說明電流互感器二次允許連接的各種電氣儀表（包括連接導(dǎo)線和接觸電阻） 的全部阻抗。 因此額定負(fù)荷也可以用額定容量的伏安數(shù)表示。按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，電流互感器的額定二次負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)為： 5、 10、15、20、

22、30、40、50、60、80 或 100va 。對(duì)于額定二次電流為 5a 的電流互感器，額定負(fù)荷的阻抗為： 0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、 1.6、 2.0、 2.4、 3.2 或 4.0? 。對(duì)于額定電流不足 5a 的，額定二次負(fù)荷還有 0.25、 0.5、 1、 2、 2.5va 。相應(yīng)于額定二次電流為 1a 時(shí)，其額定二次負(fù)荷阻抗為 0.25、0.5、1、2、2.5? ；相- 6 -電流互感器手冊(cè)應(yīng)于 0.5a 時(shí)，為 1、 2、4、8、10? 。對(duì)于額定二次電流為 0.1 和 0.05a 的，其額定二次負(fù)荷一般為 50 或 100? 。電流互感器的額定電壓， 是指一次

23、繞組所接線路上的線電壓。 電流互感器一次繞組是串聯(lián)接在線路上的， 所以電流互感器額定電壓并不是電流互感器一次繞組兩端的電壓， 而是電流互感器一次繞組對(duì)二次繞組和地的絕緣電壓， 因而電流互感器的額定電壓只是說明電流互感器的絕緣強(qiáng)度， 而和電流互感器的容量沒有任何直接的關(guān)系。由上面計(jì)算公式也可以看出， 電流互感器的額定容量只與額定負(fù)荷有關(guān)， 而與電流互感器的額定電壓沒有關(guān)系。 如果按照變壓器容量的概念來理解電流互感器的容量，認(rèn)為額定容量為額定電壓與額定電流的乘積，那顯然是錯(cuò)誤的，這是因?yàn)樽儔浩鞯念~定電壓就是變壓器一次或二次繞組的額定電壓， 而電流互感器的額定電壓，即不是它一次繞組的電壓，也不是它二

24、次繞組的電壓。電流互感器二次繞組電壓（指二次繞組兩端的電壓） ，等于二次電流和二次負(fù)荷的乘積。在線路上改變電流互感器的二次負(fù)荷時(shí)，二次電流基本不變，二次繞組的電壓就隨著二次負(fù)荷成正比的變化。 電流互感器一次繞組的電壓 （指一次繞組兩端的電壓），也相應(yīng)的隨著二次繞組電壓而增大或減小。但是，由于電流互感器運(yùn)行在短路狀態(tài)， 繞組內(nèi)阻抗壓降很大， 以致一次繞組電壓與二次繞組電壓的比例關(guān)系也不完全是固定不變的 。因?yàn)殡娏骰ジ衅饕淮卫@組和二次繞組電壓是隨著二次負(fù)荷的改變而改變， 所以在所有電流互感器中都不標(biāo)明一次繞組和二次繞組的電壓。在電力系統(tǒng)中所用電流互感器，電流比都大于1，一次繞組電壓一般都小于二次繞

25、組電壓。電流互感器的額定容量， 即在額定電流和額定負(fù)荷時(shí)二次輸出的容量， 也等于二次額定電流和這時(shí)二次繞組電壓的乘積，也就等于二次額定電流的平方和額定負(fù)荷的乘積，這就是上面所列的公式（5）。0.5、10、15、電流互感器的額定電壓，也按照線路上的額定電壓規(guī)定為：20、35、60、110、220、 330kv 等幾種電壓等級(jí)。國產(chǎn)各種電壓等級(jí)電流互感器的電流規(guī)格如表2 所示。 表 2各種電壓等級(jí)電流互感器的電流規(guī)格額定電壓（ kv ）0.510152035額定一次電流（ a ）5250005600080015000151500額定電壓（ kv ）60110220330額定一次電流（ a ）206

26、0075200030012003001200電流互感器的額定電壓一般都以 kv 為單位，標(biāo)在電流互感器的型號(hào)后面，例如 la-10 即為 10kv 電流互感器。例 5 lmzj-0.5 型電流互感器的額定容量為10va ，問它的額定負(fù)荷多大？由式（ 6）可以求得額定負(fù)荷zn=sn/25=10/25=0.4?例 6 例 5lmzj-0.5 型電流互感器的額定電壓多高？型號(hào)上所標(biāo)的 0.5，說明其額定電壓為0.5 kv ，即為 500v 低壓電流互感器。例 7 額定負(fù)荷為 0.2 的電流互感器，其額定容量多大？由式（ 6）可以求得額定容量- 7 -電流互感器手冊(cè)sn=25zn=25*0.2=5va

27、例 8 額定容量為 5va 的電流互感器，如果其額定二次電流為 1a ，求它的額定負(fù)荷。由式（ 5）可以求得額定負(fù)荷zn=sn/in2=5/ in2=5?例 9 額定容量為 5va 的 100/5 電流互感器，在20%額定電流時(shí)的容量多大？由例 7 計(jì)算結(jié)果知道 5va 互感器的額定負(fù)荷是 0.2 歐，所以在 20%in 時(shí)的容量為：s=i2*zn= （ 20%*5）2*0.2=0.2va由此可見，電流互感器的額定容量或者簡(jiǎn)稱電流互感器的容量，都是指在額定電流和額定負(fù)荷時(shí)的容量。當(dāng)電流不是額定值時(shí)，例如10%in 時(shí)互感器的容量只有額定容量的1%。100/5、5va 電流互感器，在20%in

28、即二次電流比為1a 時(shí)，由以上計(jì)算可知其容量只有0.2va 。而 20/1、 5va 電流互感器，在二次電流為1a 時(shí)，其容量即為 5va 。由例 7 和例 8 計(jì)算結(jié)果可見，額定容量為 5va 的電流互感器，如額定二次電流為 5a 時(shí)，其額定負(fù)荷為 0.2? ，如額定二次電流為 1a 時(shí)，其額定負(fù)荷則為 5? 。從以上幾個(gè)例子更可以清楚地看出，100/5 和 20/1 電流互感器，不僅兩者的一次和二次額定電流不同，而且在相同的電流下，兩者的容量相差25 倍，在相同的容量時(shí)，兩者所帶的二次負(fù)荷阻抗值，也相差25 倍，所以 100/5 與 20/1 互感器除了比例數(shù)字相同外，實(shí)際上是很不同的。在

29、一般情況下，100/5 互感器都不能作為 20/1 互感器使用。例 10 5/0.05 電流互感器的額定二次負(fù)荷為100? ，其額定容量是多少？由式（ 5）可以求得額定容量sn=（ i2n）2*zn=0.052*100=0.25va例 11 例 10 這臺(tái)電流互感器黨二次電流為額定值時(shí)，二次輸出電壓有多大？二次輸出電壓為二次電流和二次負(fù)荷阻抗的乘積， 因此當(dāng) i2n=0.05a，zn=100歐時(shí)，二次輸出電壓 un 為un=i 2nzn=0.05*100=5v例 12 額定容量為 5va 的電流互感器，其額定二次電流為 5a，求額定二次輸出電壓。u2n=i2n*zn=sn/i 2n=5/5=1

30、v由例 11 和 12 可見，額定二次電流小的互感器（例如 i2n=0.05a），盡管其額定容量?。ɡ?0.25va ），但其額定二次輸出電壓卻比較高（例如 5v）。微機(jī)一般要求輸入電壓為 5v，因此給微機(jī)供電用的電流互感器應(yīng)選用額定二次電流為 0.1 或 0.05a 的，這樣，只要較小的容量就可以得到較大的輸出電壓。三、電流互感器的基本結(jié)構(gòu) 電流互感器的基本結(jié)夠主要由一次繞組、二次繞組和鐵心構(gòu)成，一次、 二次和鐵心之間都有絕緣。 最簡(jiǎn)單的電流互感器， 有一個(gè)一次繞組一個(gè)二次繞組和一個(gè)鐵心。這樣的電流互感器也只有一個(gè)電流比。- 8 -電流互感器手冊(cè)為了提高電流互感器的準(zhǔn)確度， 一般都對(duì)電流互

31、感器的誤差進(jìn)行補(bǔ)償。 這樣除了上述一次、二次繞組和鐵心之外，有的還另外繞制輔助線圈或加入輔助鐵心。10kv 以上高壓電流互感器，為了使用上的方便，經(jīng)常把幾個(gè)獨(dú)立的互感器鐵心繞組，通過公用的一個(gè)一次繞組，絕緣和外殼，裝在一個(gè)互感器上，制成多次電流互感器。這樣， 一臺(tái)電流互感器就相當(dāng)于兩臺(tái)或三臺(tái)互感器，兩個(gè)或三個(gè)次級(jí)可以分別用于測(cè)量或保護(hù)線路。0.2 級(jí)以上精密電流互感器，一般都是做成多電流比的，即一臺(tái)互感器有許多電流比， 供使用時(shí)選擇， 多電流比互感器的一次繞組或二次繞組都做成中間抽頭式的，如果一次（或二次）繞組不變，相應(yīng)于二次（或一次）的每一個(gè)抽頭繞組，就得到一種電流比。這樣一次和二次繞組組合

32、，就有許多電流比。電流互感器的鐵心有方形、圓環(huán)形兩種形式：方形，也就是疊片式，如圖 2 所示。用一片一片的硅鋼片疊成方形鐵心。這種鐵心的優(yōu)點(diǎn)是線圈繞制方便， 繞組可以預(yù)先在機(jī)器上繞制好后， 再套在硅鋼片鐵心上成為繞組；缺點(diǎn)是鐵心之間有氣隙，磁性能低，繞組漏磁大，且疊片和安裝都比較麻煩。圓環(huán)形，如圖 3 所示，圓環(huán)形鐵心開頭都采用硅鋼片沖成圓環(huán)片一片一片的疊起來，現(xiàn)在絕大部分都改為用硅鋼片帶直接卷制鐵心。這種鐵心的優(yōu)點(diǎn)是沒有氣隙，磁性能高，卷制也很方便。如繞組均勻繞線，則漏磁很小。因此，0.2 級(jí)以上精密電流互感器都采用這種帶繞鐵心。 它的缺點(diǎn)是繞制繞組特別是繞粗導(dǎo)線繞組比較困難，不易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化

33、繞線。電流互感器的一次繞組結(jié)構(gòu)有單匝式、多匝式兩種形式：?jiǎn)卧咽剑阂淮卫@組只有一匝，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。一次電流在300 至 600a 以上的多采用。它又分桿式、母線型兩種。桿式：一次繞組就是一根銅桿、銅管或銅排，從鐵心內(nèi)孔中穿過，如現(xiàn)在生產(chǎn)的 la-10 型電流互感器，原邊電流從300 至 1000a。 母線型：在電流互感器上沒有一次繞組，制作最方便。安裝時(shí)，母線從互感器鐵心窗口中間穿過，主要用于600a以上大電流的電流互感器?，F(xiàn)在生產(chǎn)的lmzj-0.5 型電流互感器就是采用母線型的，其一次電流最小達(dá)到100a（1 匝穿心時(shí)）而且在安裝時(shí)，母線還可以在電流互感器鐵心窗口上繞 2、3、或 4等匝，而得

34、到較小電流比的互感器。多匝式：一次繞組多于一匝，因而結(jié)構(gòu)比單匝式復(fù)雜。一般用于一次電流在300 至 600a 以下的電流互感器，它分繞組式、回鏈?zhǔn)健? 字型三種。繞組式：一次繞組由普通繞組構(gòu)成，繞組繞制好后，再套在鐵心上，如現(xiàn)在生產(chǎn)的 lqg-0.5 型電流互感器。- 9 -電流互感器手冊(cè)回鏈型：一次繞組從兩個(gè)絕緣套管的孔中穿過，繞成回鏈型，結(jié)構(gòu)最復(fù)雜，繞制也最困難。現(xiàn)在只有 lfc-10 型一種電流互感器上采用，而且正在被繞組式所代替。8 字型：一次繞組從圓環(huán)形鐵心內(nèi)孔穿過，并在一次繞組上包扎主絕緣。這樣，一次繞組和鐵心構(gòu)成一個(gè) 8 字型。主要用在 35kv 以上高壓戶外式電力互感器。如現(xiàn)在

35、生產(chǎn)的 lcw-35 、110 或 220 型等電流互感器。此外，根據(jù)電力互感器安裝的不同， 又可分為戶內(nèi)式、 戶外式、裝入式三種。戶內(nèi)式： 10kv 以下的電流互感器和儀用電流互感器大多是戶內(nèi)式的，采用干式絕緣。戶外式：35kv 以上的電流互感器都是戶外式的， 利用瓷瓶和變壓器油絕緣。裝入式：這種電路互感器只有鐵心和二次繞組， 裝在油斷路器或變壓器的套管上，也叫套管互感器。 油斷路器或變壓器的導(dǎo)電桿， 就是互感器的一次繞組 （1匝），有斷路器的套管絕緣，也就是互感器一次和二次之間的主絕緣。所以這種互感器的結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，實(shí)際上相當(dāng)于油斷路器或變壓器的一個(gè)附件。電流互感器的誤差和計(jì)算一、沒有誤差時(shí)

36、的電流互感器如果電流互感器的鐵心不消耗能量，那么根據(jù)能量不滅定律， 這時(shí)原邊的能量就會(huì)全部傳到副邊，即：e1i 1=e2i2（7）式中1 和2ee 分別表示一次和二次繞組的感應(yīng)電勢(shì)。由電磁感應(yīng)原理知道，繞組的感應(yīng)電勢(shì)和匝數(shù)成正比，即：e1/e2=w1/w 2（8）式中w1 和 w2 分別表示一次和二次繞組匝數(shù)。將式（ 8）代入式（ 7），就可以求得沒有誤差時(shí)電流比和匝數(shù)的關(guān)系：k=i 1/i2=w2/w 1（9）即電流互感器一次、 二次電流大小與一次二次繞組匝數(shù)成反比。 這是電流互感器計(jì)算的最基本公式。因?yàn)殡娏骰ジ衅髡`差比較小，所以在粗略計(jì)算時(shí)，可以略去互感器的誤差不計(jì)，由式（ 9）即可求出電

37、流比，或者算出一次或二次繞組的匝數(shù)。由式（ 9）還以得到：i 1 w 1 =i 2 w 2（ 10）電流與匝數(shù)的乘積，單位為安匝（ a ），所以也叫做安匝數(shù)。由式（ 10）可見，一臺(tái)電流互感器的一次安匝數(shù)等于二次安匝數(shù)。 采用一次和二次安匝數(shù)相等，來計(jì)算一次或二次繞組匝數(shù)，有時(shí)是很方便的。例 13一臺(tái)額定二次電流為5a 的電流互感器，一次繞組25 匝，二次繞組 150 匝，求它的電流比。由式（ 9）即可求得電流比k=i 1/i2=w2/w 1=150/25=30/5其電流比為 30/5。例 14上述這臺(tái)電流互感器， 要改為 50/5，它的一次繞組要改成多少匝？- 10 -電流互感器手冊(cè)這臺(tái)互感

38、器的安匝數(shù)為：i 1 w 1 =i 2 w 2=5*150=750aw=750/ i =750/50=15 匝11改為 50/5 時(shí)，一次繞組匝數(shù)應(yīng)改為15 匝。例 15一臺(tái) 600/5 母線型電流互感器，二次繞組有多少匝？母線型電流互感器一次繞組就是母線通過，也就是1 匝，那么由式（ 9）即可求得二次繞組匝數(shù)：w2=i1/i2*w 1=600/5*1=120 匝二次繞組為 120 匝。例 16上述這臺(tái) 600/5 母線型互感器，如果要當(dāng)150/5 用，一次繞組要穿多少匝？由例 14 計(jì)算結(jié)果，知道這臺(tái)互感器的安匝數(shù)為：i 1 w 1 =600*1=600a150a 時(shí)的匝數(shù) w1，即：根據(jù)安

39、匝數(shù)相等，很容易求得，當(dāng)一次電流為w1 =600/150=4 匝 同樣原理，還可以列出這臺(tái)互感器在不同一次繞組穿心匝數(shù)下的電流比， 如表 3 所示。表 3穿心匝數(shù)與電流比穿心匝數(shù)12346812電 流 比600/5300/5200/5150/5100/575/550/5由表 3 中可以看出， 電流互感器的電流大小與繞組匝數(shù)成反比。 穿心式電流互感器由于一次繞組穿心匝數(shù)的不同， 就可以得到不同的電流比， 例如現(xiàn)在生產(chǎn)的 lmz-0.5 型電流互感器就是最簡(jiǎn)單的多變化低能流互感器。0.2 級(jí)以上精密電流互感器，一般都是多變化的電流互感器，如果二次繞組匝數(shù)不變時(shí)，也就是只有一個(gè)安匝數(shù)時(shí)，那么在不同電

40、流比時(shí)，一次繞組的匝數(shù)就是按例 16 這樣計(jì)算的。有的多變化電流互感器二次繞組有兩種以上安匝數(shù)，例如 hl37 型 0.2 級(jí)電流互感器， 有 750 安匝和 1000 安匝兩種安匝數(shù)， 這時(shí)一次繞組一種匝數(shù)，就有兩種電流比?？梢园瓷鲜鐾瑯臃椒ǚ謩e算出。例如 hl37 型電流互感器，當(dāng)一次繞組為 10 匝時(shí)，對(duì)于 750 安匝，其電流比為 75/5，而對(duì)于 1000 安匝，其電流比為 100/5。同時(shí)可以列出不同一次繞組匝數(shù)時(shí)的電流比，如表4 所示。表 4雙安匝數(shù)的匝數(shù)與電流比一次繞組匝數(shù)電流比10255010025050010001500安匝數(shù)750 安匝75/530/515/57.5/53

41、/51.5/50.75/50.5/51000 安匝100/540/520/510/54/52/51/5表中當(dāng)一次繞組為 1500 匝時(shí)，對(duì)于 1000 安匝，其電流比為 0.666/5，一次電流不是額定電流， 故不用。由表中可見，當(dāng)兩種安匝數(shù)的比例為 3：4（即 750：- 11 -電流互感器手冊(cè)1000）時(shí)，對(duì)應(yīng)于每一種一次繞組匝數(shù)，都有兩種額定電流比，所以這種結(jié)構(gòu)的電流互感器，出線頭少，電流比多；制作和使用都比較方便。例 17 山西省互感器研究所研制的 hl46-11 型 55000/5 電流互感器，其電流比銘牌如表 5 所示。求各繞組的匝數(shù)。由表 5 可以畫出 hl46-11 型電流互感

42、器一次和二次繞組的線路原理圖如圖 4 所示。表 5hl46-11 型電流比一次電流一次接線二次接線（a ）k k50001114000k 1k 103000k1k 82500k k712000lalb=1k1k 61500k1k 51250k1k 41200k1k 31000k1k 2800k 1k 10750k1k 9600k k8l 1l 21k1k 7400k1k 6300k k51一次電流一次接線二次接線（a ）k k2504l1l21200k 1k 2150k 1k 8100l lk 1k 6753k k51160k 1k 350k 1k 240k k10130k 1k 825l1l

43、4k 1k 720k k6115k 1k 5k 1k 27.515k 1k 45l lk 1k 2圖 4 hl46-11 型繞組原理線路圖一般多電流比的電流互感器都是采用一次和二次繞組抽頭式的， 一次繞組標(biāo)志為 l 1、l2、，二次繞組標(biāo)志為 k 1、k 2、。這樣，每一個(gè)一次繞組 l1lx或 lylx 與每一個(gè)二次繞組 k 1kx 或 kykx 都可以組成一個(gè)電流比， 如表 5 所示，就是由 l1lx 和 k 1kx 組成的各電流比。因?yàn)?lalb=1 即穿心 1 匝，所以根據(jù) 1 匝的一次繞組就可求出相應(yīng)的二次繞組匝數(shù)：k 1k 2 為 1000 安匝，故其匝數(shù)w12=1000/5=200

44、 匝k 1k 3 為 1200 安匝，故其匝數(shù)w13=1200/5=240 匝- 12 -電流互感器手冊(cè)k 1k4為1250安匝，故其匝數(shù)w 14=1250/5=250 匝k 1k5為1500安匝，故其匝數(shù)w 15=1500/5=300 匝k 1k6為2000安匝，故其匝數(shù)w 16=2000/5=400 匝k k7為 2500 安匝，故其匝數(shù)w = 2500/5=500 匝1300017k k8為安匝，故其匝數(shù)w =3000/5=600 匝118k 1k10 為 4000 安匝，故其匝數(shù)w110=4000/5=800 匝k 1k11 為 5000 安匝，故其匝數(shù) w111=5000/5=100

45、0 匝再求一次繞組匝數(shù)：l 1l 2/k 1k 10=800/5，故 l 1l 2 繞組 w21=4000/800=5 匝l 1l 3/k 1k 8=150/5，故 l 1l3 繞組 w31=3000/150=20 匝l 1l 4/k 1k 10=40/5，故 l1l 4 繞組 w 41=4000/40=100 匝l l /k k =5/5，故 l l繞組 w=1000/5=200 匝15121551最后求出 k 1k 9 二次繞組匝數(shù)：l 1l 2 /k 1k 9=750/5，故 w 19=（ 750*5）/5=750 匝二、電流互感器的誤差和準(zhǔn)確級(jí) 任何能量在傳遞過程中，都要有損耗，電流互

46、感器也不例外。 當(dāng)一次電流通過互感器的一次繞組時(shí)， 必須消耗一小部分電流來勵(lì)磁， 勵(lì)磁就是使鐵心有磁性，這樣二次繞組才能產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)， 也才能有二次電流。用來勵(lì)磁的電流。 就叫做勵(lì)磁電流，一般用 i 0 表示。勵(lì)磁電流與一次繞組匝數(shù)的乘積 i0 w 1，叫做勵(lì)磁安匝，也叫做勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)。如果電流互感器沒有誤差， 一次安匝就等于二次安匝。 但是實(shí)際上由于互感器鐵心要消耗勵(lì)磁安匝，這個(gè)勵(lì)磁安匝由一次安匝中提供，這就是說，在一次安匝中要扣去勵(lì)磁安匝后，才傳遞成為二次安匝。因此，這時(shí)二次安匝就不等于一次安匝，電流互感器也就有了誤差。很明顯， 電流互感器的誤差就是由鐵心所消耗的勵(lì)磁安匝引起的。在交流電中，電流除了大小以外， 還有方向，就象鐘表中的時(shí)針和分針一樣。如果我們將一次電流 i1 和經(jīng)過折算后的二次電流 kni 2 當(dāng)做時(shí)針和分針，也放在鐘表盤中，那么當(dāng)電流互感器沒有誤差時(shí)， kni 2 這支針和 i1 這支針的長短應(yīng)該相同，而且這兩支針應(yīng)該成一直線，這也就是說，如果將 kni 2 這支針轉(zhuǎn) 180o即轉(zhuǎn)半圈