第二章電流互感器方案

電流互感器高供高量用戶的電能計量裝置不僅包括電壓互感器，還包括電流互感器，除了高壓用戶，低壓大電流用戶也要用到電流互感器，因為電流互感器是將大電流或高壓大電流變成低壓小電流，供測量儀器、儀表或繼電保護(hù)裝置使用。電流互感器是根據(jù)什么原理工作的呢？在實際應(yīng)用中如何選擇使用電流互感器？電流互感器在使用過程中要注意哪些問題？在這節(jié)中我們會把上述問題全部解釋清楚。本節(jié)知識點：掌握電流互感器的結(jié)構(gòu)和工作原理掌握電流互感器主要技術(shù)指標(biāo)的含義能合理地選擇電流互感器能正確的使用電流互感器一、電流互感器(TA)的結(jié)構(gòu)和工作原理TA鐵芯一、二次繞組接線端子絕緣支撐物1、電流互感器（TA）的結(jié)構(gòu)電流互感器符號圖輔助繞組、鐵芯電流互感器原理是依據(jù)電磁感應(yīng)原理的。電流互感器是由閉合的鐵心和繞組組成。它的一次側(cè)繞組匝數(shù)很少，串在需要測量的電流的線路中，因此它經(jīng)常有線路的全部電流流過，二次側(cè)繞組匝數(shù)比較多，串接在測量儀表和保護(hù)回路中，電流互感器在工作時，它的二次側(cè)回路始終是閉合的，因此測量儀表和保護(hù)回路串聯(lián)線圈的阻抗很小，電流互感器的工作狀態(tài)接近短路。電流互感器是把一次側(cè)大電流轉(zhuǎn)換成二次側(cè)小電流來測量。

變壓器電磁感應(yīng)原理2、電流互感器（TA）的工作原理∴理想情況下工作原理電流互感器額定變比100A/5A150A/5A200A/5A不約分表示電磁式電壓互感器電流互感器二、電流互感器(TA)的銘牌參數(shù)1、電流互感器（TA）的全型號含義L繞組、安裝型式絕緣型式結(jié)構(gòu)型式額定電壓L電流互感器Q加強式；D差動保護(hù)；J加大容量型

絕緣型式結(jié)構(gòu)型式A穿墻式；B支持式；C瓷箱式；D單匝式；F多匝式；J接地保護(hù)；M母線式；Z支柱式；Q線圈式；R裝入式；Y低壓的繞組、安裝型式C瓷絕緣的；G改進(jìn)過的；K塑料外殼式；L電纜電容式；M母線式；P中頻的；M速飽和的；S速飽和的；Z澆注式；W戶外式LFC-10型為10KV多匝式瓷絕緣電流互感器2、電流互感器（TA）主要技術(shù)參數(shù)額定電壓額定變比額定二次負(fù)載準(zhǔn)確度等級電流互感器的額定電壓是指一次繞組長期能承受的最大工頻有效值電壓，通常用線電壓表示，如LCW-35額定一次、二次電流之比，也等于一、二次繞組匝數(shù)反比

額定二次電流通過二次額定負(fù)荷阻抗時所消耗的視在功率S2N=I22N*Z2N(VA)常用測量用互感器有0.1、0.2、0.2S、0.5S、0.5、1級

S級電流互感器與普通電流互感器相比，最大的區(qū)別在于S級電流互感器在低負(fù)載時的誤差特性比普通電流互感器好寬量限S級電流互感器與普通電流互感器的區(qū)別三、電流互感器(TA)的誤差大電流I1小電流I21、電流互感器（TA）比差比差比差折算到一次回路的二次電流與實際一次電流的差值的百分比值額定電流變比與實際電流變比之間的差異程度

單位（％）；一般情況下較?。ㄐ∮?％）

內(nèi)部損耗導(dǎo)致

2、電流互感器（TA）角差我們把旋轉(zhuǎn)180°后的二次電流相量與一次側(cè)電流相量之相位差稱為電流互感器的相位差，簡稱角差

單位（分）；一般情況下較?。ㄐ∮?°）角差角差有正負(fù)為正為負(fù)

3、影響電流互感器（TA）誤差的主要因素影響因素一次電流：二次負(fù)載：負(fù)載功率因數(shù)：一次電流越接近一次電流額定值，比差和角差越趨近于零

比差隨按正弦曲線規(guī)律變化，角差按余弦曲線規(guī)律變化

二次負(fù)荷阻抗增加，比差向負(fù)方向增大，角差向正向增大

此外，工作頻率也會對電流互感器的誤差產(chǎn)生影響?？稍?0Hz～60Hz的頻率范圍使用

四、電流互感器(TA)的正確使用1、電流互感器（TA）的接線方式1）電流互感器（TA）的V形混相接線方式電流互感器（TA）的V形混相接線在二次側(cè)的公共線上可獲得電流

缺點：接線容易出錯，且發(fā)生錯誤接線后，不易查找

常用于三相三線系統(tǒng)1、電流互感器（TA）的接線方式2）電流互感器（TA）的V形分相接線方式各相電流相互獨立，使得錯誤接線機率相對減少，提高了準(zhǔn)確度與可靠性DL/T448-2000《電能計量裝置技術(shù)管理規(guī)程》中，將分相接法列為三相三線系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)接線方式電流互感器（TA）的V形分相接線兩臺電流互感器宜采用四線連接1、電流互感器（TA）的接線方式3）電流互感器（TA）的Y形混相接線方式當(dāng)三相電流平衡時中線電流為零，否則中線電流不為零

常用于高壓大電流接地系統(tǒng)，發(fā)電機二次回路，低壓三相四線電路嚴(yán)禁公共線斷開，否則,會造成較大的計量誤差電流互感器（TA）的Y形混相接線1、電流互感器（TA）的接線方式4）電流互感器（TA）的Y形分相接線方式電流互感器（TA）的Y形分相接線各相電流相互獨立，使得錯誤接線機率相對減少，提高了準(zhǔn)確度與可靠性DL/T448-2000《電能計量裝置技術(shù)管理規(guī)程》中，將分相接法列為三相四線系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)接線方式三臺電流互感器宜采用六線連接2、電流互感器（TA）的選擇額定電壓準(zhǔn)確度等級額定容量額定變比為保證良好的電流特性，不應(yīng)使其工作在一次額定電流的1/3以下，應(yīng)該盡量使其在額定電流的2/3以上運行

—TA安裝處電壓，kV；—TA額定電壓，kV

—TA額定容量，VA；—二次總負(fù)載視在功率，VADL/T448-2000《電能計量裝置技術(shù)管理規(guī)程》規(guī)定，Ⅰ、Ⅱ類電能計量裝置，應(yīng)選用0.2S級的電流互感器，對其它類電能計量裝置應(yīng)選用0.5S級的電流互感器。

為什么選擇電流互感器的變流比過大時，將嚴(yán)重影響電能表的準(zhǔn)確計量？如果選擇電流互感器的變比過大，則當(dāng)一次側(cè)負(fù)荷電流較小時，電流互感器二次電流很小，小于電能表的啟動電流，圓盤轉(zhuǎn)不起來，使電能表出現(xiàn)很大的負(fù)誤差。因此在選用電流互感器時，變比不宜過大，應(yīng)盡量保證負(fù)荷電流達(dá)到電流互感器額定電流的1/3以上，最好能經(jīng)常達(dá)到額定電流的2/3左右。

ＴＡ如何選擇，簡單說來就是怎樣確定額定一次電流的問題。它應(yīng)“保證其在正常運行中的實際負(fù)荷電流達(dá)到額定值的６０％左右，至少應(yīng)不小于３０％”。如有一臺１００ｋＶ·Ａ配變供制磚機生產(chǎn)用電，負(fù)荷率為７０％左右，那么在正常生產(chǎn)時的實際負(fù)荷電流約１００Ａ，按上面所述標(biāo)準(zhǔn)選擇，應(yīng)選怎樣規(guī)格的TA？

答：就應(yīng)該配置１５０／５Ａ規(guī)格的ＴＡ，這

樣就保證了輕負(fù)荷時工作電流不低于３０％額定值，同時也滿足了對ＴＡ的二次側(cè)實際負(fù)荷的要求。

ＴＡ變比選大，在實際工作中常發(fā)生。當(dāng)用電處在輕負(fù)荷時，實際負(fù)荷電流將低于ＴＡ的一次額定電流的３０％，特別當(dāng)負(fù)載電流低到標(biāo)定電流值的１０％及以下時，比差增加，并且是負(fù)誤差。所以，為了避免ＴＡ長期運行在低值區(qū)間，對于農(nóng)村負(fù)荷或變化較大的負(fù)荷，宜選用高于６０％額定值，只要最大負(fù)荷電流不超過額定值的１２０％即可。ＴＡ變比選小，這種狀況僅發(fā)生在電工對實際負(fù)荷調(diào)查不清，或用電戶增加了用電負(fù)荷的時候。ＴＡ長時間過負(fù)荷運行也會增大誤差，并且鐵心和二次線圈會過熱使絕緣老化。所以，工作人員應(yīng)經(jīng)常測試實際負(fù)荷，及時調(diào)整ＴＡ變比。

3、電流互感器（TA）使用注意事項極性連接

電流互感器的極性，一般按減極性標(biāo)注即一次電流從同名端流入互感器時，二次電流從同名端流出互感器，這樣的極性稱為減極性單電流比：一次繞組標(biāo)為，；二次繞組標(biāo)為，

多量限：一次繞組標(biāo)為,

,……

；二次繞組標(biāo)為,,……目前多用P，S表示電流互感器一、二次側(cè)3、電流互感器（TA）使用注意事項二次側(cè)嚴(yán)禁開路二次側(cè)保護(hù)接地計量回路專用二次側(cè)開路，出現(xiàn)高電壓,危及人身和儀表的安全；出現(xiàn)不應(yīng)有的過熱,可能燒壞線圈繞組；誤差增大

用于電能計量的電流互感器，其二次回路不應(yīng)再接入繼保護(hù)裝置和自動控制裝置等，以防互相影響

防止電壓互感器一、二次間絕緣擊穿，高電壓竄入低壓側(cè)造成人員傷亡或設(shè)備損壞；接地點只允許有一個電流互感器的極性，一般按減極性標(biāo)注即一次電流從同名端流入互感器時，二次電流從同名端流出互感器，這樣的極性稱為減極性

極性連接

電流互感器的作用是什么？電流互感器的比差和角差是如何定義的？使用電流互感器時要注意哪些事項？練習(xí)1、兩臺單相電壓互感器按v／v形連接，二次側(cè)v相接地。若電壓互感器額定變比為10000V／100V．一次側(cè)接人線電壓為10000V的三相對稱電壓。

帶電檢查二次回路電壓時，電壓表一端V相，另一端接u相，此時電壓表的指示值為多少？兩只單相電壓互感器V／V接法．測得UUV=UVW=50V，UuW=100V，則可能是(

)。

(A)一次側(cè)U相熔絲燒斷；

(B)一次側(cè)V相熔絲燒斷；

(C)二次側(cè)熔絲W相燒斷；(D)一只互感器極性接反。某工廠有功負(fù)荷為1000kW，功率因數(shù)為cos

=0．8，以10kV電壓供電，高壓計量，求需配置多大的電流互感器?

配置75/5A或100/5A的電流互感器比較合適。

某低壓客戶報裝容量為單相220V、2kW電動機2臺和200W的照明負(fù)荷，問該戶應(yīng)配用多少安的電能表和至少多大截面的接戶線?電動機負(fù)載電流I=2×2×1000/220＝18.2(A)

照明負(fù)載電流I=200/220=0.9(A)

總負(fù)載電流I=18.2+0.9=19.1(A)

根據(jù)最大負(fù)載電流可知，應(yīng)選配5(20)或5(30)的單相220V電流互感器額定負(fù)載銅芯或10mm2鋁芯接戶線。有一電流互感器，銘牌標(biāo)明穿