電流互感器的用途與基本結(jié)構(gòu)

..-..-可修遍-電流互感器的用途與根本構(gòu)造一．電流互感器的用途：電流互感器：它接在線路上用來改變線路上的電流的大小。電流互感器在使用時(shí)一次繞組W1接在線路上，二次繞組W2接電器儀表；因此，在測(cè)量高壓線路上的電流時(shí)，盡管初級(jí)線圈上的電壓很高，但是次級(jí)上的電壓卻很低，操作人員和儀表都很平安。電流互感器用來變電流，因此其最主要的參數(shù)是電流比。一次電流與二次電流之比，叫實(shí)際電流比，用K表示，即：K=I1/I2為了生產(chǎn)使用方便，電流互感器的一次電流和二次電流都規(guī)定有標(biāo)準(zhǔn)，叫額定一次電流和二次電流。額定即：在這個(gè)電流下，繞組可以長期工作而不被破壞。電繞組的電流超過額定電流時(shí)，叫做過負(fù)荷。這樣，額定一次電流與額定二次電流之比用Kn表示，簡稱為電流比。一般所說的電流比，都是指它的額定電流比，即：Kn=I1n/I2n其中I1n-------額定一次電流，I2n-----額定二次電流;當(dāng)略去電流互感器的誤差時(shí)K=Kn.測(cè)量用電流互感器：用途：⑴用來測(cè)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平安。⑵用來測(cè)量高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(cè)量儀表。因此對(duì)測(cè)量用電流互感器有以下要求：絕緣必須可靠，以保證平安。必須郵筒一的測(cè)量準(zhǔn)確度；儀表保安系數(shù)Fs較小。當(dāng)有很大電流通過互感器時(shí)，儀表保安系數(shù)愈小說明互感器鐵心愈飽和，二次電流不會(huì)按比例上升，互感器二次所接的儀表愈平安。采用各種補(bǔ)償?shù)碾娏骰ジ衅?，可減小鐵心截面，從而減小儀表保安系數(shù)。2．保護(hù)用電流互感器：就是將線路上的電流變?yōu)橐欢ù笮〉碾娏鹘o繼電器等保護(hù)裝置供電。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%或10%?？梢姡瑴y(cè)量用互感器是在線路正常供電時(shí)，用來測(cè)量功率和電流的；而保護(hù)用電流互感器只是在線路發(fā)生故障時(shí)，才起作用。因此，對(duì)保護(hù)用電流互感器有三個(gè)要求：⑴絕緣必須可靠，以保證平安。⑵必須有足夠大的準(zhǔn)確限值系數(shù)。⑶必須有足夠大的熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定性。保護(hù)用電流互感器，在額定負(fù)荷下能夠滿足準(zhǔn)確級(jí)5P或10P要求的最大一次電流值叫額定準(zhǔn)確一次限值電流。所謂的準(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比值。準(zhǔn)確一次電流的標(biāo)準(zhǔn)值為5、10、15、20、30。保護(hù)用電流互感器常用的有以下三種：⑴過負(fù)荷保護(hù)電流互感器，用來保護(hù)電路上的過負(fù)荷。⑵差動(dòng)保護(hù)電流互感器，一般用來保護(hù)變壓器部故障。⑶接地保護(hù)電流互感器，用來保護(hù)單相或兩相接地。這種叫零序電流互感器。二．電流互感器的容量：電流互感器的額定容量：電流互感器在額定電流和額定負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)二次所輸出的容量，容量單電位是伏安〔VA〕。額定容量可用下式來表示：Sn=I2n*I2n*Zn三．電流互感器的構(gòu)造：它由一次繞組、二次繞組和鐵心構(gòu)成，一次繞組和二次繞組間都有絕緣。最簡單的電流互感器有一個(gè)一次繞組，一個(gè)二次繞組和一個(gè)鐵心。這樣的電互感器只有一個(gè)電流比。為了提高電流互感器的準(zhǔn)確度，對(duì)誤差進(jìn)展補(bǔ)償〔繞制輔助繞組或參加輔助鐵心〕。電流互感器的一次繞組構(gòu)造有單匝式、復(fù)匝式兩種形式。單匝式：構(gòu)造比擬簡單，一次繞組僅一匝。一次電流在300A——600A以上多采用。又分為桿式和母線型兩種。桿式：一次繞組就是一個(gè)銅桿、銅管和銅排，從鐵心部穿過。型號(hào)為：LA——10型電流互感器，初級(jí)繞組電流為：300至1000A。母線型：在電流互感器上沒有一次繞組，制作最簡單。安裝時(shí)，母線從互感器鐵心窗口中穿過，主要用于600A以上的大電流互感器。型號(hào)為：LMZJ——0.5型。復(fù)匝式：一次繞組多于一匝，因而構(gòu)造比單匝復(fù)雜。一般用于一次電流在300至600A以下的電流互感器。電流互感器的誤差和計(jì)算一．沒有誤差時(shí)的電流互感器理想互感器即沒有能量損耗的互感器〔依據(jù)能量守恒〕。E1I1=E2I2式中E1和E2分別表示一次和二次繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。由電磁感應(yīng)原理知：E1/E2=W1/W2〔正比〕式中W1和W2分別表示一次和二次繞組匝數(shù)。由E1/E2=W1/W2和E1I1=E2I2得到：K=I1/I2=W2/W1〔反比〕由I1/I2=W2/W1可得到：I1W1=I2W2由可此見：一臺(tái)電流互感器的安匝固定不變。電流互感器的電流大小與繞線匝數(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。二．電流互感器的誤差和準(zhǔn)確級(jí)任何能量在傳遞中都有損耗，電流互感器也不例外。當(dāng)一次電流通過互感器的繞組時(shí)，必須消耗小局部用來勵(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)電動(dòng)勢(shì)。也才能有二次電流。用來勵(lì)磁的電流，就叫勵(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，叫勵(lì)磁安匝，也叫勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)。由于鐵心能量的消耗：那么有I1W1≠12W2如果KnIn旋轉(zhuǎn)180度后與I1不完全重合，即電流互感器有誤差。KnI2與I1的長短之差就叫電流誤差，一般稱比值差，并用百分?jǐn)?shù)表示。KnI2與I1的位置差，也就是他兩之間的夾角就叫相位差。因此電流互感器的誤差包括交差和比差。比差：二次電流按額定電流比值折算到一次后，與實(shí)際一次電流大小之差，并用后者的百分?jǐn)?shù)表示，即：f=(KnI2-I1)/I1X100由式可見：如果：KnI2＞I1，即：f＞0KnI2＜I1即：f＜0相位差：二次電流反轉(zhuǎn)180度后，與一次電流象角之差并以分為單位。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)量用電流互感器測(cè)定規(guī)程的規(guī)定，各級(jí)電流互感器允許的比值差和相位差如表所示：準(zhǔn)確級(jí)額定電流百分?jǐn)?shù)〔%〕允許誤差比值差〔％〕相位差〔±′〕0.01510～120±0.2±0.01±0.6±0.30.02510～120±0.4±0.022±0.60.05510～120±0.10±0.05±4±20.151020100～120±0.4±0.25±0.2±0.1±15±10±8±50.251020100～12±0.75±0.5±0.35±0.2±30±20±15±100.551020100～12±1.5±1.0±0.75±0.5±90±60±45±30151020100～12±3±2±0.5±1±180±120±90±60350～120±3不規(guī)定550～120±5不規(guī)定注：國家標(biāo)準(zhǔn)的1級(jí)0.1級(jí)允許誤差中無10%額定電流點(diǎn)。由表6可見，電流互感器的運(yùn)行圍為5%-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%的額定電流時(shí)，其誤差顯著增大。按規(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的規(guī)定值。因此，在選用電流互感器的電流比時(shí)，應(yīng)該使被測(cè)電流等于或略小于電流互感器的一次額定電流，使互感器在額定一次電流附近運(yùn)行，這樣測(cè)量更準(zhǔn)確。對(duì)于滿足特殊使用要求〔著重用與特殊電度表相連接，這些電度表在0.05-6A之間，即額定電流在5A的1%-120%之間的某一電流下作正確測(cè)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，列于下表。準(zhǔn)確級(jí)額定電流百分比〔%〕允許誤差比值差〔％〕相位差〔′〕0.2S1520～100±0.75±0.35±0.2±30±15±100.5S1520～100±1.5±0.75±0.5±90±45±30上表中的準(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)〕，其誤差限值列于下表：準(zhǔn)確級(jí)在額定一次電流時(shí)在額定準(zhǔn)確限值一次電流時(shí)比值差〔％〕相位差〔′〕復(fù)合誤差〔%〕5P10P±1±3±60不規(guī)定510一般的電流互感器誤差在額定頻率〔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，除了基波外還有大量諧波分量。復(fù)合誤差：包括諧波和基波在的勵(lì)磁電流安匝〔有效值〕與額定準(zhǔn)確限值一次電流安匝〔有效值〕的比值，并一百