電流互感器工作原理

關(guān)于電流互感器工作原理第1頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三電流互感器第2頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三1電流互感器

電流互感器作為一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間聯(lián)絡(luò)元件，起著將一次系統(tǒng)的大電流變換成二次系統(tǒng)的小電流，用以分別向測量儀表、繼電器的電流線圈供電，正確反映電氣設(shè)備的正常運行參數(shù)和故障情況，使測量儀表和繼電器等二次側(cè)的設(shè)備與一次側(cè)高壓設(shè)備在電氣方面隔離，以保證工作人員的安全。第3頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三2電流互感器的原理互感器，一般N1≤N2，可見電流互流感器為一“變流”器，基本原理與變壓器相同，工作狀況接近于變壓器短路狀態(tài)，原邊符號為P1、P2，副邊符號為S1、S2。互感器的原邊串接入主線路，被測電流為I1，原邊匝數(shù)為N1，副邊接內(nèi)阻很小的電流表或功率表的電流線圈，副邊電流為I2，副邊匝數(shù)為N2。原副邊電磁量及規(guī)定正方向由電工學(xué)規(guī)定。第4頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三

在理想情況下，即忽略線圈的電阻，鐵心損耗及漏磁通可得：

I1N1＝I2N2

有：Il／I2＝N2／N1，即線圈的匝數(shù)與電流成反比第5頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三3電流互感器的分類按用途分：保護用（用于機電保護和自動控制裝置的電流互感器），測量用（測量電流和電能的電流互感器）按安裝種類分：戶內(nèi)式（一般額定電壓不高于35kV），戶外式（一般額定電壓高于35kV）按結(jié)構(gòu)形式分：貫穿式，支柱式，母線式，套管式，正立式，倒立式第6頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三4電流互感器的誤差特性A、電流誤差GB1208-87對電流誤差的定義是從電流互感器的原理知道，由于勵磁電流的存在，二次電流乘以額定電流比總是小于實際一次電流，所以電流互感器的誤差總是負值，只有采取了補償以后，才可能出現(xiàn)正值電流誤差。第7頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三保護用電流互感器誤差準(zhǔn)確度等級5P電流誤差＋1%，準(zhǔn)確度等級10P電流誤差＋3%，第8頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三5、電流互感器的選擇5．1電流互感器選擇與檢驗的原則1)電流互感器額定電壓不小于裝設(shè)點線路額定電壓；2)根據(jù)一次負荷計算電流Ic選擇電流互感器變化；3)根據(jù)二次回路的要求選擇電流互感器的準(zhǔn)確度并校驗準(zhǔn)確度；4)校驗動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。第9頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三5．2電流互感器變流比選擇電流互感器一次額定電流I1n和二次額定電流I2n之比，稱為電流互感器的額定變流比，Ki＝I1n／I2n≈N2／N1。式中，N1和N2為電流互感器一次繞組和二次繞組的匝數(shù)。第10頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三

電流互感器一次側(cè)額定電流標(biāo)準(zhǔn)比(如20、30、40、50、75、100、150(A)、)等多種規(guī)格，二次側(cè)額定電流通常為1A或5A。一般情況下，計量用電流互感器變流比的選擇應(yīng)使其一次額定電流I1不小于線路中的負荷電流(即計算Ic)。如線路中負荷計算電流為350A，則電流互感器的變流比應(yīng)選擇400／5。保護用的電流互感器為保證其準(zhǔn)確度要求，可以將變比選得大一些。第11頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三3．3電流互感器準(zhǔn)確度選擇及校驗所謂準(zhǔn)確度是指在規(guī)定的二次負荷范圍內(nèi)，一次電流為額定值時的最大誤差。對于不同的測量儀表，應(yīng)選用不同準(zhǔn)確度的電流互感器。準(zhǔn)確度選擇的原則：計費計量用的電流互感器其準(zhǔn)度為0．2～0．5級；用于監(jiān)視各進出線回路中負荷電流大小的電流表應(yīng)選用1．0—3．0級電流互感器。為了保證準(zhǔn)確度誤差不超過規(guī)定值，一般還校驗電流互感器二次負荷(伏安)，互感器二次負荷S2不大于額定負荷S2n，所選準(zhǔn)確度才能得到保證。準(zhǔn)確度校驗公式：S2≤S2n。第12頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三6、電流互感器的正確使用1)電流互感器的接線應(yīng)遵守串聯(lián)原則：即一次繞阻應(yīng)與被測電路串聯(lián)，而二次繞阻則與所有儀表負載串聯(lián)。2)按被測電流大小，選擇合適的變化，否則誤差將增大。同時，二次側(cè)一端必須接地，以防絕緣一旦損壞時，一次側(cè)高壓竄入二次低壓側(cè)，造成人身和設(shè)備事故；第13頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三3)二次側(cè)絕對不允許開路，因一旦開路，一次側(cè)電流I1全部成為磁化電流，引起φm和E2驟增，造成鐵心過度飽和磁化，發(fā)熱嚴(yán)重乃至燒毀線圈；同時，磁路過度飽和磁化后，使誤差增大。另外，二次側(cè)開路使E2達幾百伏，一旦觸及造成觸電事故。4)在安裝和使用互感器時,一定要注意端子的極性。否則,其二次側(cè)所接的儀表、繼電器中流過的電流就不是設(shè)計時的電流,因而引起計量和測量不準(zhǔn)確,并可能引起繼電保護裝置的誤動作或拒動。

第14頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三5)為了滿足測量儀表、繼電保護、斷路器失靈判斷和故障錄波等裝置的需要，在發(fā)電機、變壓器、出線、母線分段斷路器、母聯(lián)斷路器、旁路斷路器等回路中均設(shè)具有2～8個二次繞阻的電流互感器。對于大電流接地系統(tǒng)，一般按三相配置；對于小電流接地系統(tǒng)，依具體要求按二相或三相配置；第15頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三6)對于保護用電流互感器的裝設(shè)地點應(yīng)按盡量消除主保護裝置的不保護區(qū)來設(shè)置。例如：若有兩組電流互感器，且位置允許時，應(yīng)設(shè)在斷路器兩側(cè)，使斷路器處于交叉保護范圍之中；第16頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三7)為了防止支柱式電流互感器套管閃絡(luò)造成母線故障，電流互感器通常布置在斷路器的出線或變壓器側(cè)。8)為了減輕發(fā)電機內(nèi)部故障時的損傷，用于自動調(diào)節(jié)勵磁裝置的電流互感器應(yīng)布置在發(fā)電機定子繞組的出線側(cè)。為了便于分析和在發(fā)電機并入系統(tǒng)前發(fā)現(xiàn)內(nèi)部故障，用于測量儀表的電流互感器宜裝在發(fā)電機中性點側(cè)。第17頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三7,電流互感器的接線方式

電流互感器在電力系統(tǒng)中通常有如下四種接線方式。電流互感器二次側(cè)電流線圈通過的電流,反映了一次電路對應(yīng)相的電流。該接線方式通常用在負荷平衡的三相電路中電流的測量,或在繼電保護中作為過負荷保護接線。第18頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三7.2兩相式V型接線

兩相形接線,又稱為兩相繼電器接線如圖。二次設(shè)備電流線圈流過的電流就等于互感器的二次電流,它反映了相電流的大小。又由Ia+Ic=-Ib可知,互感器二次側(cè)公共線上的電流,正好是未接互感器相的反相二次電流,因此這種接線的三個電流線圈分別反映了三相電流,所以,廣泛應(yīng)用于中性點不接地而負載不論平衡與否的三相三線制電路中,供繼電保護測量之用。第19頁，講稿共21頁