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电流互感器原理(电流互感器的结构和工作原理)

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电流互感器电力系统电能计量和保护控制的重要设备,是电力系统电能计量以及,继电保护,系统诊断与检测分析的重要组成部分,其测量精度,运行可靠性是实现电力系统得安全,经济运行的前提。今天,贤集网小编就和大家细细地聊聊电流互感器的工作原理、结构、特点、分类、应用及选择方法。

电流互感器的工作原理

电流互感器的工作原理、等值电路与一般变压器相同,只是其原边绕组串联在被测电路中,且匝数很少;副边绕组接电流表、继电器电流线圈等低阻抗负载,近似短路。原边电流(即被测电流)和副边电流取决于被测线路的负载,与电流互感器副边负载无关。电流互感器运行时,副边不允许开路,也不允许在运行时未经旁路就拆卸电流表及继电器等设备。

电流互感器一、二次额定电流之比,称为电流互感器的额定互感比:kn=I1n/I2n ,因为一次线圈额定电流I1n己标准化,二次线圈额定电流I2n统一为5(1或0.5)安,所以电流互感器额定互感比亦已标准化。

电流互感器的结构

电流互感器的基本结构主要由一次绕组,二次绕组和铁芯构成,一次,二次和铁芯之间都有绝缘。最简单的电流互感器,有一个一次绕组一个二次绕组和一个铁芯。这样的电流互感器也只有一个电流比。

为了提高电流互感器的准确度,一般都对电流互感器的误差进行补偿,这样除了上述一次,二次绕组和铁芯之外,有的还另外绕制辅助线圈或者加入辅助铁芯。

10千瓦以上高压电流互感器,为了使用方便,经常把几个独立的互感器铁芯绕组,通过公用的一个一次绕组,绝缘和外壳,装在一个互感器上,制成多次电流互感器。这样,一台电流互感器就相当于两台或者三台电流互感器,两个或者三个次级可以分别用于测量和保护线路。

0.2级以上的精密电流互感器,一般都是做成多电流比的,即一台互感器有许多电流比,供使用时选择,多电流比互感器的一次绕组或者二次绕组都做成中间抽头型的,如果一次二次绕组不变,相当于二次或者一次的每一个抽头绕组,就得到一种电流比。这样一次和二次绕组组合,就有许多电流比。

电流互感器的特点

1、一次绕组串联在电路中,并且匝数很少,所以一次绕组中的电流完全取决与被测电路的负荷电流,而与二次电流的大小无关。

2、电流互感器二次绕组所接仪表的电流线圈阻抗很小,所以在正常的情况下,电流互感器在近乎短路的状态下运行。

电流互感器的分类

1、按用途分

1)测量用电流互感器或电流互感器的测量绕组。在正常工作电流范围内,向测量、计量等装置提供电网的电流信息。

2)保护用电流互感器或电流互感器的保护绕组。在电网故障状态下,向继电保护等装置提供电网故障电流信息。

2、按绝缘介质分

1)干式电流互感器,由普通绝缘材料包扎,经浸渍漆处理的,有塑料外壳和无塑料外壳的电流互感器,多数为低压电流互感器。

2)浇注式电流互感器。用环氧树脂或其他树脂混合材料浇注成型的电流互感器。

3)油浸式电流互感器。由绝缘纸和绝缘油作为绝缘,一般为户外型。目前我国在各种电压等级均为常用。

4)气体绝缘电流互感器。主绝缘由气体构成。

5)瓷绝缘,多数一杯浇注绝缘取代。

3、按电流变换原理分

1)电磁式电流互感器。根据电磁感应原理实现电流变换的电流互感器。

2)光电式电流互感器。通过光电变换原理以实现电流变换的电流互感器,目前还在研制中。

4、按安装方式分

1)贯穿式电流互感器。用来穿过屏板或墙壁的电流互感器。

2)支柱式电流互感器。安装在平面或支柱上,兼做一次电路导体支柱用的电流互感器。

3)套管式电流互感器。没有一次导体和一次绝缘,直接套装在绝缘的套管上的一种电流互感器。

4)母线式电流互感器。没有一次导体但有一次绝缘,直接套装在母线上使用的一种电流互感器。

电流互感器的应用

1、交流电流的测量

设备是否运行在额定电流值,设置电流测量装置是必要的技术措施。有关规定40KW以上的设备,必须装设电流表进行监控。

交流电流的测量有直接测量和经电流互感器扩大测量的方式。直接测量就是将适当的电流表串接电流回路上。而下图所示电路均为经电流互感器接入式测量。

1)采用一台电流互感器测量三相平衡线路中的电流。电流互感器选择的是以电流表量程依据,而电流表的量程则是根据负载电流的实际值,应占电流表总量程的2/3至满度值之间。

2)采用二台电流互感器,接成不完全星形,用以测量三相平衡或不平衡线路中的三相电流

3)采用三台电流互感器,接成完全星形接法,用以测量三相平衡或不平衡线路中的三相电流。

2、交流电度的测量

为了扩大交流电度表的量程,工厂最常用的是采用电流互感器的方法来扩大量程。

1)、采用单相电度表加电流互感器的测量方法,可用于测量三相平衡或单相电度计量。

2)、采用二元件三相三线有功电度表,加二个电流互感器的测量方法。可用于测量三相平衡或不平衡线路中的电度计量。

3)、采用三相四线有功电度表,加三个电流互感器的测量方法。可测量三相平衡或不平衡线路中的电度计量。

3、电力拖动线路中的保护

大功率电动机中的过载保护,往往由于电流大,而无法购到相应的热继电器,在这样的情况下,一般采用加装电流互感器的方法来解决。其实质是将大电流变换成小电流用5A以内的热继电器足可满足过载保护的要求。

1)、用于大功率自耦降压启动,电动机中的过载保护。

2)、用于大功率频敏变阻器启动,电动机中的过载保护。

3)、用于大功率星-角降压启动,电动机中的过载保护。

电流互感器的选择方法

1、额定一次侧电流应在运行电流的20%~120%范围内。

2、电流互感器的额定一次电压和运行电压相同。

3、注意使二次侧负载所消耗的功率不超过电流互感器的额定容量,否则电流互感器的准确等级将下降。

4、根据系统的供电方式,选择使用电流互感器的台数和不同的接线方式。

5、根据测量的目的和保护方式的要求,选择电流互感器的准确等级。

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