電流互感器基礎(chǔ)知識

1、 1 互感器定義1.1互感器互感器是一種特殊的變壓器,用于給測量儀器、儀表、繼電器和其它類似電器提供信息的變壓器。根 據(jù)提供的信息不同,主要分為電流互感器和電壓互感器。1.2 電流互感器(Current Transformer簡稱 CT 電流互感器是一種在短路狀態(tài)下運(yùn)行的變壓器,用于給測量儀器、儀表、繼電器和其它類似電器提供 電流信息,在正常使用條件下其二次電流與一次電流成正比,相位差在聯(lián)結(jié)方法正確時接近于零。電流互 感器接在線路上,主要用來改變線路的電流,所以電流互感器在一些地方也叫變流器。國標(biāo)代號為 GB 1208-1997 eqv IEC 185:1987。新的國際標(biāo)準(zhǔn)為 IEC 600

2、44-1:20001.3 電壓互感器 (voltage transformer簡稱 PT電壓互感器是一種在空載狀態(tài)下運(yùn)行的變壓器,用于給測量儀器、儀表、繼電器和其它類似電器提供 電壓信息的變壓器,在正常使用條件下其二次電壓與一次電壓成正比,而其相位差在聯(lián)結(jié)方法正確時接近 于零。國標(biāo)代號為 GB 1207-1997 eqv IEC 186:1987。新的國際標(biāo)準(zhǔn)為 IEC 60044-2:20002 電流互感器構(gòu)成 eqv IEC 186:1987電流互感器由閉合鐵心以及繞在該鐵心上的一次線圈、二次線圈和一些安裝部件組成,一、二次線圈之間,線圈與鐵心之間均有絕緣隔離。3 電流互感器工作原理電流互

3、感器的一次繞組串聯(lián)在電力線路中,線路電流就是互感器的一次電流 I 1,二次繞組外部接有負(fù)荷,形閉合回路。當(dāng)電流 I 1 流過互感器的一次繞組時,建立一次磁動勢, I 1與一次繞組匝數(shù) N 1的乘積就是一次磁動勢,也稱一次安匝。一次磁動勢分為兩部分,其中一小部分用來勵磁,使鐵心中產(chǎn)生磁通;另外一大部分用來平衡二次磁動勢。二次磁動勢也稱二次安匝,是二次 電流 I 2與二次繞組匝數(shù) N 2的乘積。用于勵磁的叫做勵磁磁動勢也叫勵磁安匝,是勵磁電流 I 0與一次繞組匝 數(shù) N 1的乘積。用于平衡二次磁動勢的這一部分一次磁動勢,其大小與二次磁動勢相等,但方向相反。所 以可寫出電流互感器的磁動勢平衡方程式如

4、下I 1N 1=I0N 1+(-I 2N 2 或?qū)懗?I 1N 1+I2N 2=I0N 1如果忽略很小的勵磁安匝,并且只考慮一、二次電流大小之間的關(guān)系,則可得出I 1N 1=I2N 2若以額定值表示,則可寫成 I 1N N 1=I2N N 2額定一次電流與額定二次電流之比稱為電流互感器的額定電流比,用 K N 表示K N =I1N /I2N =N2/N1因此只要適當(dāng)配置互感器的匝數(shù)比就可以將不同的額定一次電流變換成標(biāo)準(zhǔn)的二次電流。例如:電流比為 300/5A的電流互感器,一次繞組只有一匝時,二次繞組匝數(shù) =(300×1 /5=60(匝 如果一只電流比為 50/5A的電流互感器,一次繞

5、組有三匝時,二次繞組匝數(shù) =(50×3 /5=30(匝。在實(shí) 際生產(chǎn)時,我們繞制二次繞組為 29.5匝。其中少繞的 0.5匝即為補(bǔ)償互感器的勵磁安匝。當(dāng)一次安匝數(shù)較小時,勵磁安匝在一次安匝中占的比重較大,線性度較差,因此制造調(diào)試較困難。 4 電流互感器的作用電流互感器的一、二次繞組之間有足夠的絕緣,從而保證所有低電壓電器設(shè)備與高電壓的電力線路相 隔離;電力線路中的電流各不相同,通過電流互感器一、二次繞組匝數(shù)比的配置,可以將不同的一次電流 變換成較小的標(biāo)準(zhǔn)電流值,一般是 5A 或 1A 。這樣可以減小儀表和繼電器的尺寸,也可以簡化其規(guī)格;有 利于儀表和繼電器小型化、標(biāo)準(zhǔn)化。因此電流互感

6、器的主要作用是:a 給測量儀器、儀表或保護(hù)控制裝置傳遞電流信息。b 使測量儀表和保護(hù)設(shè)備與高壓電力線路相隔離,從而保證測量儀表、保護(hù)設(shè)備和人身的安全。 c 有利于儀表和保護(hù)繼電器的小型化、標(biāo)準(zhǔn)化。5電流互感器的用途 5.1 測量用 (用于測量線路中電流的大小 5.2 計(jì)量用 (計(jì)量電能 5.3 保護(hù)用 (在線路中作過電流保護(hù) 6 電流互感器的分類6.1 按一次線圈結(jié)構(gòu)分類:穿心式、單匝式、多匝式a 穿心式:又稱為母線式, 這種電流互感器沒有一次線圈, 鐵心上僅繞二次線圈組。 一次電流為 600A 以上的大電流測量用互感器多采用這種形式特點(diǎn):制作、使用方便,但因穿心導(dǎo)線位置不固定,性能不穩(wěn) 定,

7、準(zhǔn)確級低b 單匝式:電流互感器一次線圈僅有一匝,它是用匯流排或?qū)щ姉U從窗口穿過并且固定。主要適用于 一次電流為 300A 以上的電流互感器 特點(diǎn):性能穩(wěn)定c 多匝式:一次線圈匝數(shù)多于一匝。一般用于一次電流為 150A 以下的電流互感器 特點(diǎn):制作的互感器準(zhǔn)確度較高6.2 按電流互感器的絕緣方式分類:干式絕緣式、澆注絕緣式、瓷絕緣式、油絕緣式和 SF 6氣體絕緣式 a干式絕緣主要用于戶內(nèi)的低壓電流互感器。包括有塑料外殼的和無塑料外殼的由普通絕緣材料包扎,經(jīng)浸漬漆處理的電流互感器。b 澆注式絕緣分為半澆注、全澆注,多用不飽和樹脂及環(huán)氧樹脂作材料,主要用于戶內(nèi) 10kV 及以上 電流互感器。低壓電流

8、互感器多采用不飽和樹脂澆注。c 油絕緣式 即油浸式互感器, 實(shí)際上產(chǎn)品內(nèi)部是油和紙的復(fù)合絕緣, 多用于戶外 35kV 及以上電壓等 級的電流互感器。電壓可達(dá) 500kV 1100kV 。d 瓷絕緣式 即主絕緣由瓷材料構(gòu)成,這種絕緣結(jié)構(gòu)已被澆注絕緣所取代。e 氣體絕緣式電流互感器多用于 35kV 及以上電力系統(tǒng)中,利用 SF 6氣體所具有的良好的絕緣性能和 消弧性能,投資較大、工藝水平較高。6.3 按電流互感器的用途分類:測量用電流互感器和保護(hù)用電流互感器a 測量用電流互感器用于電力線路中, 用來測量電路上的電流大小或用來計(jì)量電能。 要求絕緣性能好, 精度高,常用的準(zhǔn)確度等級有:1級、 0.5級

9、、 0.2級、 0.5S 級和 0.2S 級。b 保護(hù)用電流互感器用于電力線路中,與電流繼電器共同對線路進(jìn)行短路保護(hù)或過載保護(hù)。常用的準(zhǔn) 確度等級有 5P 級和 10P 級。6.4 按裝置種類分類:戶內(nèi)式和戶外式戶內(nèi)式:只能安裝于戶內(nèi)的電流互感器,其額定電壓多不高于 35Kv ;戶內(nèi)式電流互感器不能安裝在 戶外使用。戶外式:可以在戶外安裝使用的電流互感器。戶外式電流互感器可以安裝在戶內(nèi)使用。7 電流互感器的基本參數(shù)7.1型號含義 特殊使用環(huán)境代號電壓等級設(shè)計(jì)序號絕緣介質(zhì)結(jié)構(gòu)形式產(chǎn)品用途產(chǎn)品用途:L 電流互感器; J 電壓互感器結(jié)構(gòu)形式:Q 線圈式; M 母線式; K 開合式;F (復(fù)匝貫穿式:

10、D (單匝貫穿式絕緣介質(zhì):G 空氣(干式 ; Q 氣體絕緣式; Z 澆注成形固體C 瓷絕緣式; K 絕緣殼式特殊使用環(huán)境代號:GY 高原地區(qū)用; TA 干熱帶地區(qū)用;TH 濕熱帶地區(qū)用; W 污穢地區(qū)用。7.2 額定電流比:額定一次電流與額定二次電流的比。 (注意:100/5A 20/1A7.3 額定一次電流:作為電流互感器性能基準(zhǔn)的一次電流值。額定一次電流的標(biāo)準(zhǔn)值為:10、 12.5、 15、 20、 25、 30、 40、 50、 60、 75A 以及它們十進(jìn)位倍數(shù)或小 數(shù),有下標(biāo)線的是優(yōu)先值。7.4 額定二次電流:作為電流互感器性能基準(zhǔn)的二次電流值。額定二次電流的標(biāo)準(zhǔn)值為:1、 2和 5

11、A 。 5A 為優(yōu)先值。7.5 額定負(fù)荷:確定電流互感器準(zhǔn)確級所依據(jù)的負(fù)荷值。也就是互感器的二次回路阻抗值。7.6 額定輸出:在額定二次電流及接有額定負(fù)荷條件下,互感器供給二次回路的視在功率值(在規(guī)定功率 因數(shù)下以伏安表示 。額定輸出的標(biāo)準(zhǔn)值:2.5、 5、 10、 15、 20、 25、 30、 40、 50、 60、 80、 100V A額定輸出與額定負(fù)荷的關(guān)系:S n =I2n 2Z n (VA S n 額定輸出; I 2n 額定二次電流; Z n 額定負(fù)荷。7.7 準(zhǔn)確級:對電流互感器所給定的等級。對于同一只互感器,其所帶的負(fù)荷不同時,對應(yīng)的準(zhǔn)確級也不 相同。負(fù)荷越大,對應(yīng)的準(zhǔn)確級越低

12、?；ジ衅髟谝?guī)定使用條件下的誤差應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi)。常用的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確級有:3、 1、 0.5、 0.2、 0.5S 、 0.2S 級和 10P10、 5P15級等。 7.8 額定絕緣水平:一組耐受電壓值,它表示互感器絕緣所能承受的耐壓強(qiáng)度。 低壓互感器的絕緣水平有:0.5/3kV、 0.72/3kV和 1.2/6kV、 12/42/75 kV。8產(chǎn)品介紹: 澆注式電流互感器: LMZ(J1-0.66系列:LMZ1-0.5系列防竊電措施:9 電壓互感器構(gòu)成 電壓互感器由閉合鐵心以及繞在該鐵心上的一次 線圈、二次線圈和一些安裝部件組成,一、二次線圈 之間,線圈與鐵心之間均有絕緣隔離。 10 電壓互感器工作

13、原理電壓互感器的一次繞組并聯(lián)在電力線路上,線路電壓 就是互感器的一次電壓 U 1,二次繞組外部接有測量儀表和 保護(hù)設(shè)備 , 它們與二次繞組并聯(lián)連接。電壓互感器的工作原 理和變壓器相同,只不過電壓互感器的二次負(fù)荷很小,因此 可以說電壓互感器是一種容量很小的變壓器。 一二次繞組的電壓比等于它們的匝數(shù)比。11 電壓互感器的作用電壓互感器的一、二次繞組之間有足夠的絕緣,從而保證所有低電壓電器設(shè)備與高電壓的電力線路相 隔離;電力線路中的電壓各不相同,通過電壓互感器一、二次繞組匝數(shù)比的配置,可以將不同的一次電壓 變換成較小的標(biāo)準(zhǔn)電壓值,一般是 100V 或 100/ 3V 。這樣可以減小儀表和繼電器的尺寸

14、,也可以簡化其 規(guī)格;有利于儀表和繼電器小型化、標(biāo)準(zhǔn)化。因此電壓互感器的主要作用是:a 給測量儀器、儀表或保護(hù)控制裝置傳遞電壓信息。b 使測量儀表和保護(hù)設(shè)備與高壓電力線路相隔離,從而保證測量儀表、保護(hù)設(shè)備和人身的安全。 c 有利于儀表和保護(hù)繼電器的小型化、標(biāo)準(zhǔn)化。12電壓互感器的用途12.1 測量用 (用于測量線路中電壓的大小 12.2 計(jì)量用 (計(jì)量電能 12.3 保護(hù)用 (在線路中作欠壓、過電壓保護(hù) 13 電壓互感器的分類 13.1 按電壓互感器的絕緣方式分類：干式絕緣式、澆注絕緣式、油絕緣式和 SF6 氣體絕緣式 a 干式絕緣主要用于戶內(nèi)的低壓電壓互感器。由普通絕緣材料包扎，經(jīng)浸漬漆處理

15、的電壓互感器。 b 澆注式絕緣分為半澆注、全澆注，多用不飽和樹脂及環(huán)氧樹脂作澆注材料，主要用于戶內(nèi) 10kV 及 以上電流互感器。低壓電流互感器多采用不飽和樹脂澆注。 c 油絕緣式 即油浸式互感器，實(shí)際上產(chǎn)品內(nèi)部是油和紙的復(fù)合絕緣，多用于戶外 10kV 及以上電壓等 級的電壓互感器。電壓可達(dá) 500kV1100kV。 d 氣體絕緣式電壓互感器多用于 66kV 及以上電力系統(tǒng)中，利用 SF6 氣體所具有的良好的絕緣性能和 消弧性能，來作為電壓互感器的絕緣材料。投資較大、工藝水平較高。 13.2 按電壓互感器的用途分類：測量用電壓互感器和保護(hù)用電壓互感器 a 測量用電壓互感器并接在線路上，用來測量

16、線路上的電壓大小或用來計(jì)量電能。要求絕緣性能好， 精度高，常用的準(zhǔn)確度等級有：1 級、0.5 級、0.2 級、0.1 級。 b 保護(hù)用電流互感器用于電力線路中，與電壓繼電器共同對線路進(jìn)行過電壓保護(hù)或接地保護(hù)。常用的 準(zhǔn)確度等級有 3P 級和 6P 級。 13.3 按裝置種類分類：戶內(nèi)式和戶外式 戶內(nèi)式：只能安裝于戶內(nèi)的電流互感器，其額定電壓多不高于 35Kv；戶內(nèi)式電流互感器不能安裝在 戶外使用。 戶外式：可以在戶外安裝使用的電流互感器。戶外式電流互感器可以安裝在戶內(nèi)使用。 14 電壓互感器的基本參數(shù) 14.1 型號含義 1 2 特殊使用環(huán)境代號 電壓等級 設(shè)計(jì)序號 絕緣介質(zhì) 結(jié)構(gòu)形式 產(chǎn)品用

17、途 產(chǎn)品用途：J電壓互感器，L電流互感器； 結(jié)構(gòu)形式：D單相； S三相； 絕緣介質(zhì)：G空氣（干式） ；Q氣體絕緣式； Z澆注成形固體；J油浸式； 帶零序繞組： J X 特殊使用環(huán)境代號：GY高原地區(qū)用； TA干熱帶地區(qū)用； TH濕熱帶地區(qū)用；W污穢地區(qū)用。 14.2 額定電壓比：額定一次電壓與額定二次電壓的比。 （注意：10000/100V100/1V） 14.3 額定一次電壓：作為電壓互感器性能基準(zhǔn)的一次電壓值。 額定一次電壓的標(biāo)準(zhǔn)值為：100、110、220、380、500、660、1000、1140、3k、6k、10 、15k 、20k、 35k、60k、110k、220k、380k、5

18、00kV 等以及它們十進(jìn)位倍數(shù)或小數(shù)，有下標(biāo)線的是優(yōu)先值。 14.4 額定二次電壓：作為電壓互感器性能基準(zhǔn)的二次電壓值。 額定二次電壓的標(biāo)準(zhǔn)值為：100、110、100/3 和 150V。100V 和 100/3 為優(yōu)先值。 14.5 額定輸出：在額定二次電壓及接有額定負(fù)荷條件下，互感器供給二次回路的視在功率值（在規(guī)定功率 因數(shù)下以伏安表示） 。 額定輸出的標(biāo)準(zhǔn)值：2.5、5、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100VA 14.6 準(zhǔn)確級：對電壓互感器所給定的等級。對于同一只互感器，其所帶的負(fù)荷不同時，對應(yīng)的準(zhǔn)確級也不 相同。負(fù)荷越大，對應(yīng)的準(zhǔn)確級越低?；ジ衅髟谝?guī)定使用條件下的誤差應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi)。 常用的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確級有：3、1、0.5、0.2、0。1 級和 3P、6P 級等。 在下列額定電壓(%時的電壓誤差 準(zhǔn)確級 80 3 1 0.5 0.2 0.1 3 1.0 0.5 0.2 0.1 ±% 100 3 1.0 0.5 0.2