电流互感器.docx

1、电流互感器电流互感器科技名词定义中文名称：电流互感器英文名称：curre nt tran sformer定义1:将大电流变成小电流的互感器。在正常使用情况下其比差和角差都应在允许范围内。 所属学科：（一级学科）；（二级学科）定义2:利用电磁感应原理改变电流量值的器件。所属学科：（一级学科）；（二级学科）；（三级学科）定义3:将交流电流转换成可供仪表、继电器测量或应用的变流设备。所属学科：水利科技（一级学科）；（二级学科）；水电站电气回路及变电设备（三级学科）本内容由审定公布百科名片电流互感器原理是依据原理的。电流互感器是由闭合的铁心和组成。 它的一次绕 组匝数很少，串在需要测量的电流的中，因此

2、它经常有线路的全部电流流过， 二 次绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的 2次回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联的阻抗很小，电流互感器 的工作状态接近短路。展开测量用电流互感器电流互感器在测量的大电流时，为便于测量需要转换为比较统一的电流（我国规定电流 互感器的二次额定为 5A或1A）,另外上的电压都比较高如直接测量是非常 危险的。电流互感器就起到变流和作用。 它是中测量仪表、继电保护等获取电气一次回路电流信息的，电流互感器将高电流按比例转换成低电流， 电流互感器一次侧接在，二次侧接测量仪表、继电保护等。正常工作时互感器二次侧处于近似短路状态，输出电压

3、很低。在运行 中如果二次开路或一次绕组流过异常电流（如、谐振过电流、充电电流、 启动电流等），都会在二次侧产生数千伏甚至上万伏的过电压。这不仅给 绝缘造成危害，还会使互感器过激而烧损，甚至危及运行人员的生命安全。电流互感器1次侧只有1到几匝，导线截面积大，串入被测。 2次侧匝数多，导线细，与阻抗较小的仪表（/功率表的电流）构成闭路。电流互感器的运行情况相当于 2次侧短路的变压器，忽略，安匝数相等 I1N1=I2N2电流互感器一次绕组电流 I1与二次绕组I2的电流比，叫实际电流比I1/I2=N2/N 仁k。励磁电流是的主要根源。的精度等级020.5/1/3,1 表示误差不超过土 1%另外还有 0

4、.2S和0.5S 级。的精度等级5P/10P ，10P标示复合误差不超过 10%保护用电流互感器保护用电流互感器主要与继电装置配合，在线路发生短路过载等故障时，向继电装置提供信号切断故障电保护用电流互感器路，以保护的安全。保护用微型电流互感器的工作条件与完全不同，保护 用互感器只是在比正常电流大几倍几十倍的电流时才开始有效的工作。保 护用互感器主要要求：1、绝缘可靠，2、足够大的准确限值系数， 3、足够的热稳定性和动稳定性。保护用互感器在额定负荷下能够满足准确级的要求最大一次电流叫额 定准确限值一次电流。准确限值系数就是额定准确限值一次电流与额定一 次电流比。当一次电流足够大时铁芯就会饱和起不

5、到反映一次电流的作用，准确限值系数就是表示这种特性。保护用互感器准确等级 5P、10P，表示在额定准确限值一次电流时的允许误差 5% 10%线路发生故障时的产生热和电磁力，保护用电流互感器必须承受。二 次绕组短路情况下，电流互感器在一秒内能承受而无损伤的一次，称额定 短时。二次绕组短路情况下，电流互感器能承受而无损伤的一次电流峰值， 称额定动稳定电流。保护用电流互感器分为：1、电流互感器，2、差动保护电流互感器，3、 接地保护电流互感器（）使用注意事项电流互感器运行时，副边不允许开路。原因如下：1、 电流互感器一次被测电流磁势 I1N1在铁芯产生磁通 1;2、 电流互感器二次测量仪表电流磁势

6、I2N2在铁芯产生磁通 2;3、 电流互感器铁芯合磁通： =1 +2;4、 因为 1、2方向相反，大小相等，互相抵消，所以 =0 ;5、 若二次开路，即I2 = 0 ，贝=1,电流互感器铁芯磁通很 强，饱和，铁心发热，烧坏绝缘，产生漏电；6、 若二次开路，即I2 = 0 ，贝=1，在电流互感器二次线 圈N2中产生很高的感生电势 e，在电流互感器二次线圈两端形成高压，危及操作人员生命安全；7、 电流互感器二次线圈一端接地，就是为了防止高压危险而采取的保 护措施；因此，电流互感器副边回路中不许接，也不允许在运行时未经旁路就 拆下电流表、等设备。互感器原理在供电用电的线路中电流电压大大小小相差悬殊从

7、几安到几万安都 有。为便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流，另外线路上的电压 都比较高如直接测量是非常危险的。电流互感器就起到变流和电气隔离作 用。较早前，显示仪表大部分是指针式的电流电压表，所以电流互感器的 二次电流大多数是安培级的（如 5A等）。现在的电量测量大多数字化，而计算机的采样的信号一般为毫安级（ 0-5V、4-20mA等）。微型电流互感器二次电流为毫安级，主要起大互感器与采样之间的桥梁作用。微型电流互感器也有人称之为“”。（“仪用电流互感器”有一层含 义是在实验室使用的多电流比，一般用于扩大仪表。）微型电流互感器与变压器类似也是根据原理工作 ，变压器变换的是电压而微型电流互感

8、器变换的是电流罢了。如图绕组 N1接被测电流，称为一次绕组（或原边绕组、）；绕组 N2接测量仪表，称为二次绕组（或副边绕组、）。微型电流互感器一次绕组电流 11与二次绕组12的电流比，叫实际电流比K。微型电流互感器在额定工作电流下工作时的电流比叫电流互感器额 定电流比，用Kn表示。Kn=11 n/12 n微型电流互感器大致可分为两类，测量用电流互感器和保护用电流互 感器。接线方式电流互感器的接线方式按其所接负载的运行要求确定。最常用的接线 方式为单相，三相星形和不完全星形（图 4a、b、c）。电流互感器电流互感器接线方式A F Y | 11 c| X |pktIl l 1 1 ri II 11

9、丄4* Fl 卜申二、|r * 皿 1 -= *1 蹩 lit :U bpLj ft电流互感器接线方式额定变比和误差 互感器的额定变比 KN指的额定电压比和电流互感器的额定电流比。前者定义为原边绕组额定电压 U1N与副边绕组额定电压 U2N之比；后者则为额定电流 I1N与I2N之比。即KN= U1N/U2N（对电压互感器）KN= I1N/I2N（对电流互感器）电压（或电流）互感器原边电压（或电流）在一定范围内变动时 ，一般规定为0.851.15U1N （或10120%I1N）,副边电压（或电流）应按比例 变化,而且原、副边电压（或电流）应该同相位。但由于互感器存在内阻抗、 励磁电流和损耗等因素

10、而使比值及相位出现误差，分别称为比差和角差。比差为经折算后的二次电压（或二次电流）与一次电压（或一次电流） 量值大小之差对后者之比，即 fU为电压互感器的比差，fl为电流互感器的比差。当 KNU2U1（或KNI2I1 ）时，比差为正，反之为负。对没有采取补偿措施的电压互感器，比差为负，角差一般为正值，比 差的和角差均随电压的增大而减小；铁心饱和时，比差与角差均随电压的 增大而增大。对于没有采取补偿措施的电流互感器，比差为负值，角差为正值，比 差的绝对值和角差均随电流增大而减小。采用补偿的办法可以减小互感器的误差。一般通过在互感器上加绕或 增添附加铁心，以及接入相应的、电感、来补偿。常用的补偿法

11、有匝数补 偿、分数匝补偿、小铁心补偿、并联等。作用电流互感器的作用是可以把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较小的二次电流，用来进行保护、测量等用途。如变比为 400/5的电流互感器，可以把实际为 400A的电流转变为5A的电流。选择户外型电流互感器1电流互感器选择与检验的原则1） 电流互感器额定电压不小于装设点线路额定电压；2） 根据一次负荷计算电流 IC选择电流互感器变化；3） 根据的要求选择电流互感器的准确度并校验准确度；4） 校验动稳定度和热稳定度。2电流互感器变流比选择电流互感器一次额定电流 I1n和二次额定电流I2n之比，称为电流互感器的额定变流比， Ki = I1n /I

12、2nN2/ N1。式中，N1和N2为电流互感器一次绕组和二次绕组的匝数。电流互感器一次侧额定电流标准比 （如20、30、40、50、75、100、150（A）、2Xa/ C）等多种规格，二次侧额定电流通常为 1A或5A。其中2Xa/ C表示同一台产品有两种电流比，通过改变产品顶部储油柜外的连接片接线方式实现，当时，电流比为 a/ c,并联时电流比为 2Xa/ C。一般情况下，计量用电流互感器变流比的选择应使其一次额定电流 I1n不小于线路中的（即计算IC）。如线路中负荷计算电流为 350A，则电流互感器的变流比应选择400/ 5。保护用的电流互感器为保证其准确度要求，可以将变比选得大一 些。表

13、1电流互感器准确级和误差限值 aJIt. VIIIII諭EIM11 5z韋1iitv if*Ilx 41畑lorLti.h电流互感器准确级和误差限值3电流互感器准确度选择及校验所谓准确度是指在规定的二次范围内，一次电流为额定值时的最大误差。电流互感器的准确度和误差限值如表 1所示，对于不同的测量仪表，应选用不同准确度的电流互感器。准确度选择的原则： 计费计量用的电流互感器其准度为 0. 20. 5级;用于监视各进出线回路中负荷电流大小的电流表应选用 1 . 03. 0级电流互感器。为了保证准确度误差不超过规定值，一般还校验电流互感器二次 负荷（伏安），互感器二次负荷 S2不大于额定负荷 S2

14、n,所选准确度才能得到保证。准确度校验公式：S2W S2n=二次回路的负荷I :取决于二次回路的阻抗 Z2的值，则：S2= I2n2 | Z2 I2n2 （E| Zi | + RWI+RXQ或 S2V仁刀 Si+I2n2 （ RWI+RXC式中，Si、Zi为二次回路中的仪表、的额定负荷和阻抗， RXC为二次回路中所有接头、触点的接触电阻，一般取 0. 1Q，RWL为二次回路导线电阻，计算公式化为： RWA LC/（ r x S）。式中，r为导线的导电率，铜线r = 53m/（ Q mm2，铝线r = 32（ Q mm2，S为导线截面积（mm2 , LC为导线的计算长度（m）。设互感器到仪表单向

15、长度为L1，贝L1互感器为星形接LC= L1两相V形接线2L1 一相式接线继电保护用的电流互感器的准确度常用的有 5P和IOP。保护级的准确度是以额定准确限值一次电流下的电流互感器最大复合误差 & %来标称的(如 5P对应的& % 5%。所谓额定准确限值 一次电流即一次电流为额定一次电流的倍数( n= 11 /I1n )，也称为额定准确限值系数。即要求保护用的电流互感器在可能出现的范围内，其最大 复合误差不超过 & %值。电流互感器& %误差校验步骤：(1)按照保护装置类型计算流过电流互感器的一次电流倍数；(2)根据电流互感器的型号、变比和一次电流倍数，在 10%吴差曲线上确定电流互感器的允许

16、二次负荷；(3)按照对电流互感器二次负荷最严重的短路类型，计算电流互感器的 实际二次负荷；(4)比较实际二次负荷与允许二次负荷。如实际二次负荷小于允许二次负荷，表示电流互感器的误差不超过 10%误差：1)增大连接截面或缩短连接导线长度，以减小实际二次负荷；2)选择比较大的电流互感器，减小一次电流倍数，增大允许二次负荷；3)将电流互感器的二次绕组串联起来，使允许二次负荷增大一倍。4电流互感器动稳定度和热稳定度校验厂家的产品技术参数中都给出了动稳定倍数 Kes和热稳定倍数 Kt，因此按下列公式分别校验动稳定和热定度即可。1)动稳定度校验 Kesx I1NiSh ；2)热稳定度校验(KtI1 n)2

17、t I(3) %tima 式中，t为热稳定电流。使用1)电流互感器的接线应遵守串联原则： 即一次绕阻应与被测电路串联，而二次绕阻则与所有仪表负载电流互感器串联；2） 按被测电流大小，选择合适的变化，否则误差将增大。同时，二次 侧一端必须接地，以防绝缘一旦损坏时，一次侧高压窜入二次低压侧，造 成人身和设备事故；3） 二次侧绝对不允许，因一旦开路，一次侧电流 11全部成为，引起 m和E2骤增，造成铁心过度饱和磁化，发热严重乃至烧毁线圈；同时， 磁路过度饱和磁化后，使误差增大。另外，二次侧开路使 E2达几百伏，一旦触及造成触电事故。因此，电 流互感器二次侧都备有短路开关，防止一次侧开路。如图 I中K

18、0,在使用过程中，二次侧一旦开路应马上撤掉电路负载，然后，再停车处理。一切 处理好后方可再用。4） 为了满足测量仪表、 继电保护、失灵判断和故障录波等装置的需要，在、出线、分段断路器、旁路断路器等回路中均设具有 28个二次绕阻的电流互感器。对于大电流，一般按三相配置；对于接地系统，依具体要求按二相或三相配置；5） 对于保护用电流互感器的装设地点应按尽量消除主保护装置的不来 设置。例如：若有两组电流互感器，且位置允许时，应设在断路器两侧， 使断路器处于交叉保护范围之中；6） 为了防止套管闪络造成，电流互感器通常布置在断路器的出线或变 压器侧；7） 为了减轻发电机内部故障时的损伤，用于自动调节励磁

19、装置的电流 互感器应布置在发电机定子绕组的出线侧。为了便于分析和在发电机并入 系统前发现内部故障，用于测量仪表的电流互感器宜装在发电机中性点侧。产品选用指南工作原理电流互感器起到变流和电气隔离作用。便于二次仪表测量需要转换为 比较统一的电流，避免直接测量电流互感器线路的危险。电流互感器是升压 (降流)变压器，它是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获取电流信息的传感器，电流互感器将高电流按比例 转换成低电流，电流互感器一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表、继 电保护等。名词解释额定工作电压，互感器允许长期运行的最高相同电压有效值。额定一次电流，作为互感器性能基准的一次电流值。额定二次电流，作

20、为互感器性能基准的二次电流值，通常为 5A或1A。额定电流比，额定一次电流与额定二次电流之比。选用要点(1 )额定电流(一次侧)应为线路正常运行时的 1.01.3倍。(2)额定电压。应为 0.5kV或0.66kV。(3) 注意精度等级。若用于测量，应选用精度等级 0.5或0.2级；若 负载电流变化较大，或正常运行时负载电流低于电流互感器一次侧额定电流30%应选用0.5级。(4)根据需要确定变比与匝数。(5)型号规格选择。根据供电线路一次负荷电流确定变比后，再根据 实际安装情况确定型号。(6)额定容量的选择。电流互感器二次额定容量要大于实际二次负载， 实际二次负载应为 25100%二次额定容量。

21、容量决定二次侧负载阻抗，负 载阻抗又影响测量或控制精度。负载阻抗主要受测量仪表和继电器线圈电阻、电抗及接线接触电阻、二次连接导线电阻的影响。施工、安装要点1、二次绕组必须可靠接地，以防止由于绝缘损坏后，一次侧高电压传 入危及人身安全。2、二次测绝对不容许开路。开路时互感器成了空载状态，磁通高出额 定时许多（1.4-1.8T），除了产生大量铁耗损坏互感器外，还在副边绕组感 应出危险的高压，危及人身安全。电流互感器铭牌标志电流互感器型号由以下几部分组成，各部分字母、符号表示内容： 第一个字母：L电流互感器。第二个字母：F 风压式；M 母线式（穿芯式）。第三个字母：c瓷绝缘式；Z浇注式。第四个字母：

22、B保护；D差动。第一个字母：数字 电压等级 （kV）。例如LMZ0.66表示用环氧树脂浇注的穿芯式电流互感器 0.66kV。额定工作电压，互感器允许长期运行的最高相同电压有效值。额定一次电流，作为互感器性能基准的一次电流值。额定二次电流，作为互感器性能基准的二次电流值，通常为 5A或1A额定电流比，额定一次电流与额定二次电流之比。额定负荷，确定互感器准确级所依据的负荷值。电流互感器二次 K1、K2端子以外的回路阻抗都是电流互感器的负荷。通常以视在功率伏安或以 阻抗表示。额定，二次额定负荷阻抗的有功部分与额定阻抗之比。准确度等级，在规定使用条件下，互感器的误差在该等级规定的限值 之内电力工程中计量常用的等级有 0.2、0.5、0.2S、0.5S等。注意事项：副边绕组必须可靠接地，以防止由于绝缘损坏后，原边高电压传入危 及人身安全。副边绝对不容许开路。开路时互感器成了空载状态，磁通高出额定时 许多（1.4-1.8T）, 除了产生大量铁耗损坏互感器外，还在副边绕组感应出危 险的高压，危及人身安全。