電流互感器基礎(chǔ)知識介紹

1、 2008 Eaton Corporation. All rights reserved.電流互感器基礎(chǔ)知識介紹電流互感器基礎(chǔ)知識介紹CT Basic Knowledge IntroductionR&D PCSOYang Zhenzhong 2008 Eaton Corporation. All rights reserved.目錄目錄 電流互感器的基本概念 電流互感器的接線形式 電流互感器的負(fù)載要求 電流互感器的類型及配置 2008 Eaton Corporation. All rights reserved.電流互感器的基本概念電流互感器的基本概念 什么是電流互感器？電流互感器是一

2、種專門用于將大電流變換成標(biāo)準(zhǔn)小電流（5A）的變換設(shè)備，它被廣泛應(yīng)用于供電系統(tǒng)中向測量儀表和繼電器的電流線圈供電。 在正常條件使用時，二次電流與一次電流大小成正比。 在連接方向正確時，二次電流對一次電流的相位差接近于零。 一次與二次之間按相應(yīng)的絕緣水平進(jìn)行絕緣，以保證所有低壓設(shè)備與高電壓相隔離。電流互感器一次繞組連接在電力系統(tǒng)中，二次繞組連接測量儀器或繼電保護(hù)、自動控制裝置。通常二次繞組的一端接地。 2008 Eaton Corporation. All rights reserved. （1）將一次回路的大電流變?yōu)槎位芈窐?biāo)準(zhǔn)的小電流，使測量儀表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化，并使其結(jié)構(gòu)輕巧、價格便

3、宜，并便于屏內(nèi)安裝。 （2）隔離高壓電路。電流互感器一次側(cè)和二次側(cè)沒有電的聯(lián)系，只有磁的聯(lián)系。使二次設(shè)備與高電壓部分隔離，且電流互感器二次側(cè)均接地，從而保證了設(shè)備和人身的安全。電流互感器的基本概念電流互感器的基本概念 電流互感器的作用 2008 Eaton Corporation. All rights reserved.電力系統(tǒng)中廣泛采用的是電磁式電流互感器，它的工作原理和變壓器相似，都是運(yùn)用電磁感應(yīng)的原理進(jìn)行工作的。根據(jù)磁動勢平衡的原理，鐵心的一次與二次的激磁按匝相同，通過匝數(shù)比實(shí)現(xiàn)電流的變換。 電流互感器一、二次電流之比稱為電流互感器的額定互感比。 式中 一次線圈的額定電流，A 二次線圈

4、的額定電流，5A21NNiIIK 2NI1NI 電流互感器的工作原理電流互感器的基本概念電流互感器的基本概念 2008 Eaton Corporation. All rights reserved. 電流互感器的特點(diǎn) （ 1）一次繞組串聯(lián)在電路中，并且匝數(shù)很少；故一次繞組中的電流完全取決于被測電路的負(fù)荷電流，而與二次電流大小無關(guān)； （2）電流互感器二次繞組所接儀表的電流線圈阻抗很小，所以正常情況下，電流互感器在近于短路的狀態(tài)下運(yùn)行。電流互感器的基本概念電流互感器的基本概念 2008 Eaton Corporation. All rights reserved.電流互感器的基本概念電流互感器的基

5、本概念 電流誤差 ：二次電流的測量值乘以額定互感比后與實(shí)際一次電流之差，以百分?jǐn)?shù)表示即 相位誤差 ：旋轉(zhuǎn)180的二次電流相量 與一次電流相量 之間的夾角，并規(guī)定 超前于 時，相位差 為正值；反之為負(fù)值。 電流互感器的誤差%100112IIIKfii1。I。2I。2Iifi1。Ii 2008 Eaton Corporation. All rights reserved.電流互感器的接線形式電流互感器的接線形式 電流互感器的接線形式指的是電流互感器與測量儀表或保護(hù)繼電器之間的連接形式。 （1）三相完全星形接線：可以準(zhǔn)確反映三相中每一相的真實(shí)電流。該接線方式應(yīng)用在大電流接地系統(tǒng)中，保護(hù)線路的三相短路

6、、兩相短路和單相接地短路。三相完全星形接線 2008 Eaton Corporation. All rights reserved.（2）兩相兩繼電器不完全星形接線：可以準(zhǔn)確反映兩相的真實(shí)電流。該接線方式應(yīng)用在610kV中性點(diǎn)不接地的小電流接地系統(tǒng)中，保護(hù)線路的三相短路、兩相短路。電流互感器的接線形式電流互感器的接線形式兩相不完全星形接線 2008 Eaton Corporation. All rights reserved.電流互感器的接線形式電流互感器的接線形式（3）兩相接差動式接線：反映兩相差電流。該接線特點(diǎn)是U、W相電流互感器接成電流差式，通過繼電器的電流是U、W相電流互感器二次側(cè)電流

7、差。 該接線方式應(yīng)用在610kV中性點(diǎn)不接地的小電流接地系統(tǒng)中，保護(hù)線路的三相短路、兩相短路、小容量電動機(jī)保護(hù)、小容量變壓器保護(hù)。兩相接差動式接線 2008 Eaton Corporation. All rights reserved.電流互感器的接線形式電流互感器的接線形式 （4）單相接線在三相負(fù)荷平衡時，可以用單相電流反映三相電流值，主要用于測量電路。單相接線 2008 Eaton Corporation. All rights reserved.電流互感器的接線形式電流互感器的接線形式（5）兩相三完全星形接線： 流入第三個繼電器的電流是 該接線方式應(yīng)用在大電流接地系統(tǒng)中，保護(hù)線路的三相短

8、路、兩相短路。vwujIIII.兩相三完全星形接線 2008 Eaton Corporation. All rights reserved.電流互感器的接線形式電流互感器的接線形式 電流互感器在接線中應(yīng)注意以下內(nèi)容：（1）電流互感器的二次側(cè)在使用時絕對不可開路。使用過程中拆卸儀表或繼電器時，應(yīng)事先將二次側(cè)短路。安裝時，接線應(yīng)可靠，不允許二次側(cè)安裝熔絲；（2）二次側(cè)必須有一端接地。防止一、二次側(cè)絕緣損壞，高壓竄入二次側(cè)，危及人身和設(shè)備安全；（3）接線時要注意極性。電流互感器一、二次側(cè)的極性端子，都用字母表明極性。（4）一次側(cè)串接在線路中，二次側(cè)的繼電器或測量儀表串接。 2008 Eaton Co

9、rporation. All rights reserved.電流互感器的接線形式電流互感器的接線形式 高壓電流互感器多制成兩個鐵芯和兩個副繞組的型式，分別接測量儀表和繼電器，滿足測量儀表和繼電保護(hù)的不同要求。 電流互感器供測量用的鐵芯在一次側(cè)短路時應(yīng)該容易飽和，以限制二次側(cè)電流增長的倍數(shù)； 供繼電保護(hù)用的鐵芯，在一次側(cè)短路時不應(yīng)飽和，使二次側(cè)的電流與一次側(cè)的電流成正比例增加。 2008 Eaton Corporation. All rights reserved.電流互感器的負(fù)載要求電流互感器的負(fù)載要求（1）電流互感器的準(zhǔn)確級 電流互感器根據(jù)測量時誤差的大小而劃分為不同的準(zhǔn)確級。準(zhǔn)確級是指在

10、規(guī)定的二次負(fù)荷范圍內(nèi)，一次電流為額定值時的最大誤差。 互感器在規(guī)定的使用條件下的誤差應(yīng)在規(guī)定的限值內(nèi)。例如對于測量或計量用電流互感器，準(zhǔn)確級用在額定電流下所規(guī)定的最大允許電流百分?jǐn)?shù)標(biāo)稱，如0.2、0.5等，對保護(hù)用電流互感器的準(zhǔn)確級，以該準(zhǔn)確級在額定準(zhǔn)確限值一次電流下所規(guī)定的最大允許復(fù)合誤差百分?jǐn)?shù)標(biāo)稱，其后標(biāo)以字母“P”(表示保護(hù))。保護(hù)用電流互感器的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確級有：5P和10P 。（2）電流互感器10誤差曲線 電流互感器的10誤差曲線就是在保證電流互感器誤差不超過10的條件下，一次電流的倍數(shù)n與電流互感器允許最大二次負(fù)載阻抗的關(guān)系曲線。 2008 Eaton Corporation. All

11、rights reserved.電流互感器的負(fù)載要求電流互感器的負(fù)載要求（3）電流互感器的額定容量 電流互感器的額定容量系指電流互感器在額定二次電流和額定二次阻抗下運(yùn)行時，二次線圈輸出的容量。由于電流互感器的二次電流為標(biāo)準(zhǔn)值（5A或1A），故其容量也常用額定二次阻抗來表示。因電流互感器的誤差和二次負(fù)荷有關(guān)，故同一臺電流互感器使用在不同準(zhǔn)確級時，會有不同的額定容量。電流互感器對負(fù)載的要求就是負(fù)載阻抗之和不能超過互感器的額定二次阻抗值。 2222NNNZIS 2008 Eaton Corporation. All rights reserved.電流互感器的類型電流互感器的類型 電流互感器的分類（

12、1）按安裝地點(diǎn)可分為戶內(nèi)式和戶外式。20kV以下制成戶內(nèi)式；35kV及以上多制成戶外式。（2）按安裝方式可分為穿墻式、支持式和裝入式。穿墻式裝在墻壁或金屬結(jié)構(gòu)的孔中，可節(jié)約穿墻套管；支持式則安裝在平面或支柱上；裝入式是套在35kV及以上變壓器或多油斷路器油箱內(nèi)的套管上，故也稱為套管式。 （3）按絕緣可分為干式、澆注式、油浸式等。干式用絕緣膠浸漬，適用于低壓戶內(nèi)的電流互感器；澆注式利用環(huán)氧樹脂作絕緣，多用于35kV及以下的電流互感器；油浸式多為戶外型。 （4）按一次繞組匝數(shù)可分為單匝和多匝式。 2008 Eaton Corporation. All rights reserved.電流互感器的類

13、型電流互感器的類型 （5）新型電流互感器按高、低壓部分的耦合方式，可分為無線電電磁波耦合、電容耦合和光電耦合式，其中光電式電流互感器性能更佳。新型電流互感器的特點(diǎn)是高低壓間沒有直接的電磁聯(lián)系，使絕緣結(jié)構(gòu)大為簡化；測量過程中不需要消耗很大能量；沒有飽和現(xiàn)象，測量范圍寬，暫態(tài)響應(yīng)快，準(zhǔn)確度高；重量輕、成本低。一 次 繞 組二 次 繞 組一 次 繞 組二 次 繞 組鐵 心 澆注絕緣互感器結(jié)構(gòu)簡圖： 2008 Eaton Corporation. All rights reserved.電流互感器的類型電流互感器的類型 電流互感器的結(jié)構(gòu)（1）單匝式結(jié)構(gòu)有貫穿式（一次繞組為單根銅管或銅桿）和母線式（以母

14、線穿過互感器作為一次繞組）。（2）額定電流在400A以下采用多匝式。多匝式接結(jié)構(gòu)可分為線圈式、“ 8”字型和“U”字型?！?”字型繞組結(jié)構(gòu)的電流互感器，只用于35110kV電壓級。220kV“U”字型繞組電流互感器，在110kV及以上的高壓電流互感器中得到廣泛的應(yīng)用。在同一回路中，往往需要數(shù)量很多的電流互感器，高壓電流互感器常由多個沒有磁聯(lián)系的獨(dú)立鐵芯和二次繞組與共用的一次繞組組成同一電流比、多二次繞組的電流互感器。對于110kV及以上的電流互感器，常將一次繞組分成幾組，通過切換來改變繞組的串、并聯(lián)，以獲得23種互感比。 2008 Eaton Corporation. All rights reserved.電流互感器的配置電流互感器的配置 互感器在主接線中的配置與測量儀表、同期點(diǎn)的選擇、保護(hù)和自動裝置的要求以及主接線的形式有關(guān)。 （1）為了滿足測量和保護(hù)裝置的需要，在發(fā)電機(jī)、變壓器、出線、母線分段及母聯(lián)斷路器、旁路斷路器等回路中均設(shè)有電流互感器。對于