电流互感器知识电流互感器
电流互感器知识简介
为了保证电力系统安全经济运行,必须对电力设备的运行情况进行监视和测量.但一般的测量和保护装置不能直接接入一次高压设备,而需要将一次系统的高电压和大电流按比例变换成低电压和小电流,供给测量仪表和保护装置使用.执行这些变换任务的设备,最常见的就是我们通常所说的互感器.进行电压转换的是电压互感器(voltagetransformer),而进行电流转换的互感器为电流互感器(currenttransformer),简称为CT.本文将讨论电流互感器的相关基本知识.
1. CT的命名方法
L...
电流互感器
电流互感器知识简介
为了保证电力系统安全经济运行,必须对电力设备的运行情况进行监视和测量.但一般的测量和保护装置不能直接接入一次高压设备,而需要将一次系统的高电压和大电流按比例变换成低电压和小电流,供给测量仪表和保护装置使用.执行这些变换任务的设备,最常见的就是我们通常所说的互感器.进行电压转换的是电压互感器(voltagetransformer),而进行电流转换的互感器为电流互感器(currenttransformer),简称为CT.本文将讨论电流互感器的相关基本知识.
1. CT的命名方法
LR(B)-35-100/5A/10P10/15VA
LR---电流互感器（B为保护级）
35---电压等级为35kV
100/5A---额定电流比
10P10---精度
15VA---额定容量
2. CT的基本原理
2.1 CT的基本原理如图1所示.
电流互感器的一次绕组和二次绕组绕在同一个磁路闭合的铁心上.如果一次绕组中有电流流过,将在二次绕组中感应出相应的电动势.在二次绕组为通路时,则在二次绕组中产生电流.此电流在铁心中产生的磁通趋于抵消一次绕组中电流产生的磁通.在理想条件下,电流互感器两侧的励磁安匝相等,二次电流与一次电流之比等于一次绕组与二次绕组匝数比。
即：I1×N1= I2× N2（理想的磁势平衡方程）
但理想的磁势平衡方程是不成立的，因为如果上式成立，则铁芯中磁通为0，二次侧没有感应电压和感应电流。所以铁芯中二次侧磁势抵消一次侧磁势后应有激磁磁势。
2.2 实际的磁势平衡方程
I1×N1-I2×N2=I0×N1 (1)
I1—— 一次侧电流
N1—— 一次侧匝数
I2—— 二次侧电流
N2—— 一次侧匝数
I0—— 激磁电流
从上式可以看出，如果I0×N1足够小，则I1×N1 ≈I2×N2
即I2=I1× N1/ N2
2.3.CT的精度
在理想条件下，电流互感器二次电流I2=I1× N1/ N2，不存在误差。但实际上一二次电流是存在误差的。从公式(1)中可以看到,实际流入互感器二次负载的电流，I2=(I1- I0)× N1/ N2其中I0为励磁电流，即建立磁场所需的工作电流。这样在电流幅值上就出现了误差。正常运行时励磁阻抗很大，励磁电流很小，因此误差不是很大经常可以被忽略。但在互感器饱和时，励磁阻抗会变小，励磁电流增大，使误差变大。
测量用的电流互感器,准确级分为0.1、0.2、0.5、1级，分别表示在二次负荷值为额定容量的100%时,其额定频率下的电流误差不超过0.1%、0.2%、0.5%、1%。
保护用电流互感器的准确级,以该准确级在额定准确限值一次电流下所规定的最大允许复合误差百分数标称,其后标以字母“P”(表示保护)。保护用电流互感器的标准准确级有：5P和10P。 例如5P10，后面的10是准确限值系数，5P10表示当一次电流是额定一次电流的10倍时，该绕组的复合误差≤±5%
2.4电流互感器各参数对成本的影响
.A.二次侧额定电流I2. I2越大,绕组所用导线越粗,成本越高.
B.额定电流比 额定电流比越高,绕组匝数越多,成本越高.
C.额定容量` 二次侧电流一定时,互感器容量越大,感应电动势越大,励磁阻抗越大,铁芯截面越大,成本越高.
D.互感器的精度.精度越高,由公式(1)可知,I0越小,铁芯截面增大或选用磁导率较高的铁芯,所以成本增加.
E. 准确限值系数越高,成本越高.
例:比较下例CT的成本
1. CT1: 100A/1A/0.2/10VA
CT2 100A/5A/0.2/10VA
2. CT1: 100A/5A/0.2/10VA
CT2 100A/5A/0.5/10VA
3. CT1: 100A/5A/0.2/10VA
CT2 200A/5A/0.2/10VA
4. CT1: 100A/5A/10P10/10VA
CT2 100A/5A/5P10/10VA
5. CT1: 100A/5A/10P10/10VA
CT2 100A/5A/10P20/10VA
3. 电流互感器的使用注意事项
3.1电流互感器在运行时,不能开路.如果开路会造成以下后果:
1.不能对电力设备进行测量和保护.
2.铁芯深度饱和使铁芯过热,甚至会烧毁铁芯.
由公式(1) I1×N1-I2×N2=I0×N1可知,当二次侧开路时,I2=0,则I0= I1,
此时激磁电流全部由一次侧电流承担,由于正常工作时的I0与I1相比很小,而设计电流互感器时设计的铁芯磁密值是按正常工作时的I0设计的,所以此时激磁电流比正常工作时大数百倍,铁芯因此饱和.
3.二次侧绕组感应电压过高而对人体产生危险.
二次绕组中产生的电动势U=4.44f*N*B*S*10-4 ,铁芯饱和使B增大,使U增大,U越过人体安全电压时,就会对人体产生安全危险.
3.2 油浸式互感器必须增强一次侧引线与互感器的绝缘.
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