電流互感器手冊(cè)

1、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)磁分路電勢補(bǔ)償 (34八、電容補(bǔ)償 (35九、圓環(huán)磁分

2、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)荷測定 (51六、升流器的選用 (53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

3、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5A的電氣儀表,就可以通過電流互感器,測量線路上小至幾安和大至幾萬安的電流。同時(shí)電流

4、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。一次電流I1與二次電流I2之比,叫做實(shí)際電流比,一般用K表示,即:K=I1/I2為了生產(chǎn)和使用的方

5、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Kn表示,簡稱為電流比。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=I1n/I2n電流互感器有電力系統(tǒng)用和儀用兩大類。電力系統(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,又可分為測量用和保護(hù)用電流互感器。測量用電流

6、互感器主要與測量儀表配合,在線路正常工作狀態(tài)下,用來測量線路上的電流、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

7、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A1 5 10 15 2030 40 50 60 75100 160(150200 315(300400500 630(600800(7501000125(12001600(1500200025003150(3000400050006300(60008000(75001000012500(1200016000(150002000025000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

8、.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就可以寫出:Kn=I1n/I2n=5/5或10/5或0.1/5或5/1或5/0.05 (3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=I1/I2 (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

9、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)?0/1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)行測量時(shí),就按圖1的原理接線,一次繞組串聯(lián)接在被測量的線路中,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(即被測線路上的實(shí)際電流。在電力系統(tǒng)中,為了測量方便起見,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。

10、例如我們要測量線路上最大達(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的電流表來測量,只要把測得的電流表讀數(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

11、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: I2 = 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1中,如改用普通5A電流表進(jìn)行測量,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:I1=KnI2=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)行測量,但是在高壓線路上,不能直接用5A電流表進(jìn)行測量,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

12、進(jìn)行測量。因?yàn)榛ジ衅鞯碾娏鞅葹?/5,即一次電流等于二次電流,所以與直接測量時(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、測量用電流互感器測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的二次線路和測量儀表。因此,對(duì)于測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,必須有一定的測量準(zhǔn)確度

13、;第三,儀表保安系數(shù)Fs較小。電流互感器在測量時(shí),實(shí)測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

14、系統(tǒng)用的電流互感器:用于測量電能的,應(yīng)不低于0.5級(jí),電能很大的,要求0.2級(jí)或0.1級(jí);測量電流和功率的,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

15、路,如果是偶然的故障,還能夠自動(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量用電流互感器完全不同。測量用電流互感器是在線路正常供電時(shí),用來測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

16、有下列三個(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、30。由此可見,所謂準(zhǔn)確限值

17、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,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

18、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

19、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(V A。所以額定容量S

20、n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=I2n² *Zn (5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(V A(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、30、40、50、60、80或100V A。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

21、、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、2.5V A。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

22、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

23、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。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:0.5、1

24、0、15、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(KV0.5 10 1520 35 額定一次電流(A 525000 56000 80015000 151500 額定電壓(KV 60 110 220 330額定一次電流(A 20600 752000 3001200 3001200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10V A,問它的額定負(fù)荷多大?由式(6可以求得額定負(fù)荷

25、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Sn=25Zn=25*0.2=5V A例8 額定容量為5V A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5V A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5V A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=

26、I²*Zn=(20%*5²*0.2=0.2V A由此可見,電流互感器的額定容量或者簡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、5V A電流互感器,在20%In即二次電流比為1A時(shí),由以上計(jì)算可知其容量只有0.2V A。而20/1、5V A電流互感器,在二次電流為1A時(shí),其容量即為5V A。由例7和例8計(jì)算結(jié)果可見,額定容量為5V A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

27、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=(I2n²*Zn=0.05²*100=0.25V A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)

28、,二次輸出電壓Un為Un=I2nZn=0.05*100=5V例12額定容量為5V A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/I2n=5/5=1V由例11和12可見,額定二次電流小的互感器(例如I2n=0.05A,盡管其額定容量小(例如0.25V A,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。最簡單的電流

29、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。為了提高電流互感器的準(zhǔn)確度,一般都對(duì)電流互感器的誤差進(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

30、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,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

31、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:單匝式:一次繞組只有一匝,結(jié)構(gòu)比較簡單。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

32、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?；劓溞?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?，F(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

33、力互感器。如現(xiàn)在生產(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)的電流互感器如果

34、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:E1I1=E2I2 (7式中E1和E2分別表示一次和二次繞組的感應(yīng)電勢。由電磁感應(yīng)原理知道,繞組的感應(yīng)電勢和匝數(shù)成正比,即:E1/E2=W1/W2 (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=I1/I2=W2/W1 (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即可求出電流比,或者算出一次或二次繞組的匝數(shù)。由式(9還以得到

35、:I1 W1 =I2 W2 (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=I1/I2=W2/W1=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?這臺(tái)互感器的安匝數(shù)為:I1 W1 =I2 W2=5*150=750AW1=750/ I1=750/50=15匝改為50/5時(shí),一次繞組

36、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*W1=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:I1 W1 =600*1=600A根據(jù)安匝數(shù)相等,很容易求得,當(dāng)一次電流為150A時(shí)的匝數(shù)W1,即: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) 1 2 3

37、 4 6 8 12 電流比 600/5300/5 200/5150/5100/575/5 50/5 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

38、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)電流比安匝數(shù)10 25 50 100 2505001000 1500750安匝1000安匝75/5100/530/540/515/520/57.5/510/53/54/51.5/52/50.75/51/50.5/5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

39、數(shù)的比例為3:4(即750:1000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型電流互感器一次和二次繞組的線路原理圖如圖4所示。表5 HL46-11型電流比 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、L 2、,二次繞組標(biāo)志為K 1、K 2、。這樣,每一個(gè)一次繞組L 1Lx 或LyLx 與每一個(gè)二次繞組K 1K

40、x 或KyKx 都可以組成一個(gè)電流比,如表5所示,就是由L 1Lx 和K 1Kx 組成的各電流比。因?yàn)長aLb=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)W 12=1000/5=200匝K 1K 3為1200安匝,故其匝數(shù)W 13=1200/5=240匝 一次電流(A 一次接線 二次接線 一次電流 (A 一次接線 二次接線 250 200 L 1L 2 K 1K 4 500040003000250020001500125012001000LaLb=1 K 1K 11 K 1K 10 K 1K 8 K 1K 7 K 1K 6 K 1K 5

41、 K 1K 4 K 1K 3 K 1K 2 150 100 75 60 K 1K 8 K 1K 6 K 1K 5 K 1K 3 K 1K 2 L 1L 3 K 1K 2 80075050 40 K 1K 10 30 25 20 15 10 K 1K 8 600500400300L 1L 2 K 1K 10 K 1K 7 K 1K 6 L 1L 4 K 1K 9 K 1K 8 K 1K 7 K 1K 6 K 1K 5 K 1K 5 K 1K 2 7.5 K 1K 4L 1L 55 K 1K 2K1K4為1250安匝,故其匝數(shù)W14=1250/5=250匝K1K5為1500安匝,故其匝數(shù)W15=1

42、500/5=300匝K1K6為2000安匝,故其匝數(shù)W16=2000/5=400匝K1K7為2500安匝,故其匝數(shù)W17= 2500/5=500匝K1K8為3000安匝,故其匝數(shù)W18=3000/5=600匝K1K10為4000安匝,故其匝數(shù)W110=4000/5=800匝K1K11為5000安匝,故其匝數(shù)W111=5000/5=1000匝再求一次繞組匝數(shù):L1L2 /K1K10=800/5,故L1L2繞組W21=4000/800=5匝L1L3 /K1K8=150/5,故L1L3繞組W31=3000/150=20匝L1L4/K1K10=40/5,故L1L4繞組W41=4000/40=100匝L

43、1L5/K1K2=5/5,故L1L5繞組W51=1000/5=200匝最后求出K1K9二次繞組匝數(shù):L1L2 /K1K9=750/5,故W19=(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,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I0表示。勵(lì)磁電流與一次繞組匝數(shù)的乘積I0W1,叫做勵(lì)磁安匝,也叫做勵(lì)磁磁動(dòng)勢。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

44、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KnI2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),KnI2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KnI2這支針轉(zhuǎn)180º即轉(zhuǎn)半圈后,KnI2同I1這兩支針完全重合,即長短和位置都完全一致,則電流互感器就沒有誤差。如果KnI

45、2轉(zhuǎn)180º后,與I1不完全重合,即電流互感器有誤差。 KnI2與I1的長短之差,就叫做電流誤差,一般簡稱比值差,并用百分?jǐn)?shù)表示。KnI2與I1的位置之差,也就是KnI2與I1之間所夾的角度,就叫做相位誤差,一般簡稱相位差。因此,電流互感器的誤差分比值差和相位差兩部分。比值差就是二次電流按額定電流比折算到一次值后,與實(shí)際一次電流大小之差,并用后者的百分?jǐn)?shù)表示。故根據(jù)定義,比值差f為:f= (KnI2-I1/ I1*100% (11 由式中可見,如果折算后的二次電流大于一次電流,即KnI2 I1,則比值差為正值;反之,如果KnI2 < I1,則比值差為負(fù)值。相位差就是二次電流反轉(zhuǎn)

46、180º后,與一次電流相角之差,并以分(´為單位。根據(jù)定義,當(dāng)二次電流逆時(shí)針方向反轉(zhuǎn)180º后,超前于一次電流時(shí),相位差為正值,反之滯后于一次電流時(shí),相位差為負(fù)值。超前或滯后,也可以從鐘表來看,鐘表中1超前于2、2超前于3、,而12滯后于11、11滯后于10、。根據(jù)測量時(shí)電流互感器誤差的大小,電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)分為0.01級(jí)、0.02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)。根據(jù)電流互感器國家標(biāo)準(zhǔn)1和測量用電流互感器檢定規(guī)程2的規(guī)定,各級(jí)電流互感器允許的比值差和相位差如表6所示。 表6 測量用電流互感器誤差限值允許誤差 準(zhǔn)確級(jí) 額定電流百 分

47、數(shù)(% 比值差(% 相位差(´0.01 5 10120 ±0.02 ±0.01 ±0.6 ±0.30.02 5 10120 ±0.04 ±0.02 ±1.2 ±0.60.05 5 10120 ±0.10 ±0.05 ±4 ±20.1 5 10 20 100120 ±0.4 ±0.25 ±0.2 ±0.1 ±15±10 ±8±50.2 5 10 20 100120 ±0.75 &

48、#177;0.5 ±0.35 ±0.2 ±30±20 ±15±100.5 5 10 20 100120 ±1.5 ±1.0 ±0.75 ±0.5 ±90±60 ±45±301 5 10 20 100120 ±3 ±2 ±1.5 ±1 ±180±120 ±90±603 50120 ±3 不規(guī)定5 50120 ±5 不規(guī)定由表6中可見,電流互感器的運(yùn)行范圍為5%

49、120%額定電流,這時(shí)各級(jí)電流互感器的誤差,不得超過表6中所規(guī)定的允許值各點(diǎn)連成的折線。所有各級(jí)電流互感器,都允許短期過載20%,同時(shí)互感器的誤差也不超出允許值。各級(jí)電流互感器在額定電流附近運(yùn)行時(shí),誤差最小。表中0.1級(jí)以下電流互感器的允許誤差,就是根據(jù)這種性能規(guī)定的;在5%額定電流時(shí),互感器的誤差最大,允許誤差也相應(yīng)規(guī)定大一些。當(dāng)互感器運(yùn)行在小于5%額定電流時(shí),其誤差顯著增大,按照規(guī)定,這時(shí)互感器的準(zhǔn)確度沒有保證,誤差可能超出表6所列的允許值。因此,在選用電流互感器的電流比時(shí),應(yīng)該使被測電流等于或略小于電流互感器的額定一次電流,使互感器在額定電流附近運(yùn)行,這樣測量更準(zhǔn)確。對(duì)于滿足特殊使用要求

50、(著重用于與特殊電度表相連接,這些電度表在0.056A 之間,即額定電流5A 的1%120%之間的某一電流下能做正確測量的0.2S 級(jí)和0.5S 級(jí)(S 表示特殊使用電流互感器的允許誤差,列于表7。表7的準(zhǔn)確級(jí)主要用于額定一次電流為25、50和100A 以及其10的倍數(shù)、額定二次電流為5A 的電流互感器。保護(hù)用電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)有:5P 和10P (P 表示保護(hù),其誤差限值列于表8。 表7 特殊使用要求的電流互感器的誤差限值允許誤差 準(zhǔn)確級(jí) 額定電流百分?jǐn)?shù) (% 比值差(% 相位差(´0.2S 1 5 20100 ±0.75 ±0.35 ±0.2

51、77;30±15±100.5S 1 5 20100 ±1.5 ±0.75 ±0.5 ±90±45±30表8 保護(hù)用電流互感器的誤差限值在額定一次電流時(shí) 在額定準(zhǔn)確限值一次電流時(shí)準(zhǔn)確級(jí) 比值差(% 相位差(´ 復(fù)合誤差(%5P 10P ±1 ±60 5±3 不規(guī)定 10一般電流互感器誤差都是在額定頻率(例如50赫茲下基波所產(chǎn)生的誤差,保護(hù)用電流互感器由于鐵心飽和,除了基波外還有很大的諧波分量。所謂復(fù)合誤差就是包括基波和諧波在內(nèi)的勵(lì)磁電流安匝(有效值與額定準(zhǔn)確限值一次電流安匝(有

52、效值的比值,并以百分?jǐn)?shù)表示。即c =I 1 N 1*100/I 1C N=I 1*100/I 1C (% (12 式中 c 復(fù)合誤差;I 1 N 1勵(lì)磁電流安匝;I 1C 額定準(zhǔn)確限值一次電流。電流互感器的誤差,除了與運(yùn)行時(shí)電流的大小有關(guān)外,還與互感器副邊所接的二次負(fù)荷有關(guān)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,電流互感器的二次負(fù)荷必須在額定負(fù)荷和下限負(fù)荷的范圍內(nèi),各級(jí)電流互感器的誤差才不超出表6或表7所列的允許值。對(duì)于0.01級(jí)至1級(jí)電流互感器,下限負(fù)荷一般規(guī)定為25%額定負(fù)荷。對(duì)于3級(jí)和5級(jí)電流互感器,下限負(fù)荷一般規(guī)定為50%額定負(fù)荷。但是當(dāng)額定負(fù)荷等于或小于10V A 時(shí),各級(jí)電流互感器的下限負(fù)荷對(duì)于額定二次電

53、流為5A 的,為2.5或3.75V A ;對(duì)于額定二次電流為1A 的,均為2.5V A 。所以額定二次電流為5A 的電流互感器,其下限負(fù)荷最小為0.1或0.15,額定二次電流為1A 的電流互感器,其下限負(fù)荷最小為2.5。對(duì)于保護(hù)用電流互感器5P 和10P 級(jí),只考慮額定二次負(fù)荷,因?yàn)檫@種互感器負(fù)荷越小,誤差越小。如果電流互感器實(shí)際所接的二次負(fù)荷大于額定負(fù)荷或小于下限負(fù)荷,其準(zhǔn)確度同樣沒有保證,誤差也可能超出表6至表8所列的允許值。當(dāng)電流互感器實(shí)際負(fù)荷比額定負(fù)荷大好幾倍時(shí),互感器的二次電流可能不隨著一次電流的增大而成比例的增大,實(shí)際數(shù)值要比按額定電流比折算的數(shù)值小很多,這樣的電流互感器就不能使用

54、。因此,額定二次負(fù)荷是用來確定互感器是否符合規(guī)定的準(zhǔn)確級(jí)要求所依據(jù)的負(fù)荷值。在產(chǎn)品銘牌上標(biāo)明的額定二次符合與準(zhǔn)確級(jí)是相對(duì)應(yīng)的。在選用電流互感器時(shí),除了選擇合適的電流比外,還要選用合適的額定負(fù)荷;是電流互感器的實(shí)際負(fù)荷在額定負(fù)荷和下限負(fù)荷范圍之內(nèi),才能保證測量的準(zhǔn)確度。電流互感器的誤差還和二次負(fù)荷的功率因數(shù)或者叫做力率有關(guān),功率因數(shù)就是二次負(fù)荷阻抗角度的余弦,常用cos表示。一般電力系統(tǒng)用的電流互感器的二次負(fù)荷功率因數(shù)應(yīng)是0.8(滯后,即二次負(fù)荷為感性。負(fù)荷小于5V A時(shí),允許功率因數(shù)為1。精密電流互感器的功率因數(shù)為0.8(滯后或1,或0.81。0.05級(jí)及以上高準(zhǔn)確度電流互感器的功率因數(shù)一般均

55、為1。保護(hù)用電流互感器的功率因數(shù)為0.8(滯后至1之間,由制造廠自定。例18 額定容量為20V A二次電流為5A的電流互感器,求其額定負(fù)荷和下限負(fù)荷。額定負(fù)荷Zn=Sn/25=20/25=0.8下限負(fù)荷Zx=25%*Zn=25%*0.8=0.2額定負(fù)荷為0.8,下限負(fù)荷為0.2。例19 額定容量為10V A二次電流為5A的電流互感器,求其額定負(fù)荷和下限負(fù)荷。額定負(fù)荷Zn=Sn/25=10/25=0.4下限負(fù)荷Zx=25%*Zn=25%*0.4=0.1 0.15按照規(guī)定最小負(fù)荷為0.15,故額定負(fù)荷為0.4,下限負(fù)荷為0.15。三、電流互感器的等值電路和相量圖電流互感器是通過電磁感應(yīng),將一次繞組

56、中的電流,感應(yīng)傳到二次繞組,所以互感器的一次回路和二次回路是相互隔離的。為了便于分析和討論,經(jīng)常采用等值電路,將一次和二次直接通過電路聯(lián)系起來,而電路中所有參數(shù)都與實(shí)際參數(shù)等值,因此叫做等值電路。電流互感器和變壓器的等值電路相同,等值電路先假定一次和二次繞組匝數(shù)相等,如果實(shí)際不等,可通過電流比Kn折算成相等,折算后的參數(shù)一律在右上角加一撇表示。對(duì)于電勢(電壓、電流和阻抗,一次折算至二次的計(jì)算公式分別為:E1´=Kn* E1 (13I1´= I1/Kn (14Z1´=Kn²Z1(15式中 E1、I1、Z1分別表示一次回路的感應(yīng)電勢、電流、阻抗。E1、I1字

57、母表示相量,也叫做矢量。E、I字母表示相應(yīng)相量的大小,也叫做模數(shù),有時(shí)也用|E1|、|I1|表示。Z表示阻抗,為復(fù)數(shù),其角度叫做阻抗角,它的余數(shù)cos就是阻抗的功率因數(shù)。經(jīng)過折算后,一次和二次的感應(yīng)電勢相等,即:E1´=E2(16相量相等就是二者不僅大小相等,而且方向相同,也就是相位相同,這時(shí)兩個(gè)相量完全重合。既然一次和二次感應(yīng)電勢相等,那么通過感應(yīng)電勢就可以把一次和二次的其它參數(shù)聯(lián)系起來,畫出等值電路如圖5所示。 二次電流I2通過外接負(fù)荷阻抗Z,產(chǎn)生二次電壓降U2:U2= I2* Z (17 式中U2單位為V,I2單位為A,單位為。I2還通過繞組內(nèi)阻抗Z2,產(chǎn)生電壓降I2Z2;二次

58、回路的總阻抗為:Z02 = Z + Z2(18 其壓降全部由二次繞組感應(yīng)電勢E2提供,即:E2= U2 +I2Z2 = I2(U2 +Z2=I2Z02 (19 要產(chǎn)生感應(yīng)電勢E2,鐵心就必須勵(lì)磁,勵(lì)磁電流I0為:I0 =- E1/Zm I0´=- E2/Zm´ (20式中,Zm為鐵心等值阻抗,也叫做勵(lì)磁阻抗。折算后的一次和二次電流的相量和就是勵(lì)磁電流。I0´ = I1´ + I2 (21一次電流I1通過一次繞組內(nèi)阻抗Z1,產(chǎn)生壓降I1Z1,因此一次電壓U1為:U1 = I1Z1- E1(22為了直接看出各相量之間的關(guān)系,經(jīng)常將有關(guān)的相量畫在一起,這就是相量圖,也叫矢量圖。電流互感器的相量圖如圖6所示。 先在水平軸上從左到右畫相量I2 ,箭頭所指就是I2的方向,長短就表示它的大小。根據(jù)式(17畫出U2,其大小為I2和Z的乘積,用相量的長度表示,其相位超前于I2 一個(gè)角度,用箭頭表示,就是Z的阻抗角。根據(jù)式(19畫出E2,其大小為I2和Z02的乘積,其