互感器基礎(chǔ)知識

關(guān)于互感器基礎(chǔ)知識第1頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二電流互感器基礎(chǔ)知識本次主要學(xué)習(xí)主要內(nèi)容：一、電流互感器作用二、常用結(jié)構(gòu)不同的電流互感器外形圖三、電流互感器分類四、電流互感器的端子標(biāo)志五、電流互感器型號及含義六、電流互感器準(zhǔn)確級七、電流互感改變電流比的原理圖八、電流互感器的幾個有關(guān)問題九、電流互感器的接線方式第2頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二（一）電流互感器的作用電流互感器電流互感器作用是可以把數(shù)值較大的一次電流通過一定的變比轉(zhuǎn)換為數(shù)值較小的二次電流，用來進(jìn)行保護、測量等用途。

第3頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二（二）單匝式電流互感器外形圖第4頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二（二）復(fù)匝式電流互感器外形圖第5頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二（二）鏈?zhǔn)诫娏骰ジ衅魍庑螆D第6頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二（二）電容屏絕緣型電流互感器外形圖第7頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二（二）倒立式電流互感器外形圖第8頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二（二）正立式電流互感器外形圖油浸正立式電流互感器第9頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二（三）電流互感器分類1.按用途分(1)測量用電流互感器(或電流互感器的測量繞組)。在正常工作電流范圍內(nèi)，向測量、計量等裝置提供電網(wǎng)的電流信息。(2)保護用電流互感器(或電流互感器的保護繞組)。在電網(wǎng)故障狀態(tài)下，向繼電保護等裝置提供電網(wǎng)故障電流信息。2.按絕緣介質(zhì)分(1)干式電流互感器。由普通絕緣材料經(jīng)浸漆處理作為絕緣。(2)澆注式電流互感器。用環(huán)氧樹脂或其他樹脂混合材料澆注成型的電流互感器。(3)油浸式電流互感器。由絕緣紙和絕緣油作為絕緣，一般為戶外型。目前我國在各種電壓等級均為常用。(4)氣體絕緣電流互感器。主絕緣由SF6氣體構(gòu)成。第10頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二（三）電流互感器分類

3按電流變換原理分(1)電磁式電流互感器。根據(jù)電磁感應(yīng)原理實現(xiàn)電流變換的電流互感器。(2)光電式電流互感器。通過光電變換原理以實現(xiàn)電流變換的電流互感器，目前還在研制中。4.按安裝方式分(1)貫穿式電流互感器。用來穿過屏板或墻壁的電流互感器。(2)支柱式電流互感器。安裝在平面或支柱上，兼做一次電路導(dǎo)體支柱用的電流互感器。(3)套管式電流互感器。沒有一次導(dǎo)體和一次絕緣，直接套裝在絕緣的套管上的一種電流互感器。(4)母線式電流互感器。沒有一次導(dǎo)體但有一次絕緣，直接套裝在母線上使用的一種電流互感器。第11頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二（三）電流互感器分類

5.按一次繞組匝數(shù)分(1)單匝式電流互感器。大電流互感器常用單匝式。(2)多匝式電流互感器。中、小電流互感器常用多匝式。6.按二次繞組所在位置分(1)正立式。二次繞組在產(chǎn)品下部，是國內(nèi)常用結(jié)構(gòu)型式。(2)倒立式。二次繞組在產(chǎn)品頭部，是近年來比較新型的結(jié)構(gòu)型式。7.按電流比變換分(1)單電流比電流互感器。即一、二次繞組匝數(shù)固定，電流比不能改變，只能實現(xiàn)一種電流比變換的互感器。

第12頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二（三）電流互感器分類(2)多電流比電流互感器。即一次繞組或二次繞組匝數(shù)可改變，電流比可以改變，可實現(xiàn)不同電流比變換。(3)多個鐵芯電流互感器。這種互感器有多個各自具有鐵芯的二次繞組，以滿足不同精度的測量和多種不同的繼電保護裝置的需要。為了滿足某些裝置的要求，其中某些二次繞組具有多個抽頭。8.按保護用電流互感器技術(shù)性能分(1)穩(wěn)定特性型。保證電流在穩(wěn)態(tài)時的誤差，如P、PR、RX級等。(2)暫態(tài)特性型。保證電流在暫態(tài)時的誤差，如IPX、TPY、TPZ、TPS級等。第13頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二（三）電流互感器分類

9.按使用條件分(1)戶內(nèi)型電流互感器。一般用于35kV及以下電壓等級;(2)戶外型電流互感器。一般用于35kV及以上電壓等級。第14頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二（四）電流互感器的端子標(biāo)志電流互感器的端子標(biāo)志電流互感器的端子標(biāo)志如圖所示。一次端子起端標(biāo)為PI，末端標(biāo)為P2。串并聯(lián)端子標(biāo)為Cl、C2。例如圖(c)中一次繞組分為兩組，第一組的起、末端標(biāo)為Pl、C2.第二組的起、末端標(biāo)為C1,P2.當(dāng)C1端和C2端相連時，一次繞組的兩組串聯(lián)聯(lián)接；當(dāng)C1端與P1端相連，C2端與P2端相連時.一次繞組的兩組并聯(lián)聯(lián)接，從而可得到一次電流相對關(guān)系為1:2的兩種電流比。當(dāng)二次繞組抽頭較多時。二次端子標(biāo)志依次為S1,S2,S3,S4,….如圖(b)所示。當(dāng)有多個二次繞組時，各二次繞組的出頭相應(yīng)標(biāo)志為:1S1,1S2:2S1.2S2;3S1.3S2;4S1,4S2…。如圖(d)所示。第15頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二（四）電流互感器的端子標(biāo)志端子標(biāo)志一經(jīng)標(biāo)定，就決定了電流互感器的極性。GB1208-1997規(guī)定，所有標(biāo)有P1、S1和C1的接線端子。在同一瞬間具有同一極性，也就是說P1、S1和C1是同名端按照這樣標(biāo)志的互感器的極性就是減極性的。電流互感器安裝時，應(yīng)注意極性（同名端），一次側(cè)的端子為L1、L2（或P1、P2），一次側(cè)電流由L1流入，由L2流出。而二次側(cè)的端子為K1、K2（或S1、S2）即二次側(cè)的端子由K1流出，由K2流入。

第16頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二（五）電流互感器型號電流互感器型號第一個字母：L-電流互感器第二個字母：A-穿墻式；Z-支柱式；M-母線式；D-單匝貫穿式V-結(jié)構(gòu)倒置式；J-零序接地檢測用；W-抗污穢；R-繞組裸露式第三個字母：Z-環(huán)氧樹脂澆注式；C-瓷絕緣；Q-氣體絕緣介質(zhì)W-與微機保護專用第四個數(shù)字：B-帶保護級；C-差動保護；D-D級；Q-加強型；J-加強型ZG第五個數(shù)字：電壓等級序號例如：LDZB6-10Q

L

表示：

電流互感器

D

表示：

單匝式

Z

表示：

澆注式

B

表示：

帶保護級

6

表示：

設(shè)計序號

10

表示：

額定電壓（kV）

Q

表示：

結(jié)構(gòu)代號

第17頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二（六）電流互感器的準(zhǔn)確級1.準(zhǔn)確級

電流互感器的準(zhǔn)確度以標(biāo)稱準(zhǔn)確級來表征，對應(yīng)于不同的準(zhǔn)確級有不同的誤差要求，測量用電流互感器的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確級有0.1,0.2,0.5,1,3,5級，對特殊要求的還有0.2S和0.5S級。保護用電流互感器的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確級有5P和l0P級。

IEC標(biāo)準(zhǔn)IEC60044一1還規(guī)定了兩種特殊要求的保護用電流互感器，PR級和PX級.PR級是一種限制剩磁系數(shù)的電流互感器。其準(zhǔn)確級標(biāo)稱是以該準(zhǔn)確級在額定準(zhǔn)確限值一次電流下的最大允許復(fù)合誤差百分?jǐn)?shù)來表示，隨后加標(biāo)字母“PR”。例如：5PR和lOPR。它們的誤差限值分別與5P和10P相同。PX級是一種低漏抗電流互感器。暫態(tài)保護用電流互感器

GB16847-1997規(guī)定了四種暫態(tài)保護級:TPS、TPX、TPY和TPZ級。例如：5P15是指互感器復(fù)合誤差為5%，準(zhǔn)確限值系數(shù)為15.10P20是指互感器復(fù)合誤差為10%，準(zhǔn)確限值系數(shù)為20.第18頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二（六）電流互感器精度等級定義

精度等級定義互感器的精度是制造時就規(guī)定好的。常用的精度是0.1級、0.5級、10P級。不同的負(fù)載使用不同的精度。計量要求準(zhǔn)確，使用0.1級。當(dāng)發(fā)生短路時，電流很大、考慮互感器線圈的磁飽和問題，所以保護一般選擇10P級。測量選用0.5級。

5P10,5P20,10P10,10P20是電流互感器保護用繞組的準(zhǔn)確級標(biāo)示。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)。保護用電流互感器的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確級有：5P和10P。例如5P10后面的10是準(zhǔn)確限值系數(shù)，5P10表示當(dāng)一次電流是額定一次電流的10倍時，該繞組的復(fù)合誤差≤±5%例如：0.5/10P15，0.5-測量級，10P15-保護級-額定電流的15倍時誤差10%。（10P15表示15倍的額定電流下的誤差值為10%，如果超過15倍的額定電流下的誤差值將超過10%，使測量不準(zhǔn)確）。第19頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二

（七）電流互感器改變電流比的原理圖

一次繞組(一)改變電流比電流互感器在需要通過串、并聯(lián)換接以改變電流比的原理圖示(如下):圖1:由兩個線段組成通過串、并聯(lián)換接可以實現(xiàn)兩種電流比的原理圖。圖3為一次繞組分四段，通過全串聯(lián).并一串聯(lián)，全并聯(lián)實現(xiàn)三個電流比變換的原理圖。

第20頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二

（七）電流互感器改變電流比的原理圖

圖4;利用一次繞組抽頭也可實現(xiàn)改變電流比.第21頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二電流互感器改變電流比的原理

上圖為通過串聯(lián)方式實現(xiàn)電流比的改變

第22頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二圖為通過并聯(lián)方式實現(xiàn)電流比的改變第23頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二（八）電流互感器的幾個有關(guān)問題1、二次回路不允許開路運行電流互感器在正常運行情況下，二次電流產(chǎn)生的磁勢對一次電流產(chǎn)生的磁勢起去磁作用，勵磁電流甚小，鐵芯中的總磁通很小，二次繞組的感應(yīng)電勢不超過幾十伏。如果二次回路開路運行，則去磁作用消失，一次電流全部變?yōu)閯畲烹娏鳎F芯中磁通量劇增，鐵芯處于極度飽和狀態(tài)，而且磁通波形由原先的正弦波變?yōu)槠巾敳?，電流互感器二次?cè)感應(yīng)電勢與磁通變化率成正比，因此二次側(cè)開路時的感應(yīng)電勢波形呈尖頂波，且幅值很大，有可能達(dá)到數(shù)千伏。這樣高的二次電壓，不但威脅人身安全，而且有可能使二次繞組和二次設(shè)備的絕緣遭到損壞，甚至使鐵芯因過熱而燒毀。第24頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二

（八）電流互感器的幾個有關(guān)問題2、二次回路中不允許用熔斷器(絲)保護如果電流互感器二次側(cè)裝設(shè)熔斷器(絲)，當(dāng)一次回路發(fā)生短路故障時，有可能因二次電流過大而使熔斷器(絲)熔斷，結(jié)果造成二次回路開路故障。因此，二次回路中通常不需采用過電流保護措施。3、差動保護回路需用D級電流互感器

變壓器差動保護用的電流互感器，其型號和變比不可能完全一樣，總有不平衡電流流過差動繼電器。即使線路縱聯(lián)差動保護和發(fā)電機、電動機的縱聯(lián)差動保護回路中，兩側(cè)的電流互感器變比相同，其特性和剩磁也不可能完全相同，因此正常運行時也有不平衡電流流過差動繼電器。鐵芯飽和程度對不平衡電流的影響十分明顯，而且隨著一次電流的增大而顯著增大，為了減小不平衡電流，需要在電流互感器的結(jié)構(gòu)、鐵芯材料等方面采取措施，使一次側(cè)通過較大的短路電流時鐵芯也不至于飽和。第25頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二（八）電流互感器的幾個有關(guān)問題

D級的電流互感器就具有上述性能，它是專門用于縱聯(lián)差動保護回路的特殊電流互感器。（注：差動保護的接地在保護屏末端、其它保護接地一般在端子箱）。第26頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二九電流互感器的接線方式：

電流互感器在電力系統(tǒng)中根據(jù)所要測量的電流的不同，就有了不同的接線方式，最常見的有以下幾種，如圖所示。

（九）電流互感器的接線方式第27頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二1．兩相星形接線如圖（a）所示。兩相星形接線又稱不完全星形接線，這種接線只用兩只電流互感器，統(tǒng)一裝設(shè)在A、C相上。一般測量兩相的電流，但通過公共導(dǎo)線，也可測第三相的電流。主要適用于小接地電流的三相三線制系統(tǒng)，在發(fā)電廠、變電所6-10kv饋線回路中，也常用來測量和監(jiān)視三相系統(tǒng)的運行狀況。

（九）電流互感器的接線方式第28頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二2．兩相電流差接線如圖（b）所示。兩相電流差接線也稱為兩相交叉接線。由相量圖可知，二次側(cè)公共線上電流為

，其相量值為相電流的倍。這種接線很少用于測量回路，主要應(yīng)用于中性點不直