电流互感器分析和总结.docx

电流互感器 1、原理 一次电流 I 流过一次绕组，建立一次磁动势 （N I ），亦被称为 １ 1 1 一次安匝，其中 N 为一次绕组的匝数；一次磁动势分为两部分，其中 1 小一部分用于励磁，在铁心中产生磁通，另一部分用来平衡二次磁动 势（N I ），亦被称为二次安匝，其中 N 为二次绕组的匝数。励磁电流 2 2 2 设为 I ，励磁磁动势（N I ），亦被称为励磁安匝。平衡二次磁动势的 0 1 0 这部分一次磁动势，其大小与二次磁动势相等，但方向相反。磁势平 衡方程式如下： I N I N I N 1 1 2 2 0 1 在理想情况下，励磁电流为零，即互感器不消耗能量，则有 I N I N 0 1 1 2 2 若用额定值表示，则 I N I N 1 N 1 2 N 2 其中I 1N ， I 2 N 为一次、二次绕组额定电流。 额定一次、 二次电流之比为电流互感器额定电流比， I K 1N N I 2 N I1 I 1 I 2 1 P 2 Z B 电流互感器工作原理 0E2N1 0 E 2 N 1 N I N 1 2 2 I 2 2 0 1 电流互感器的等值电路如下图所示： Z Z I1 I 1 I 2 I 0 Z M U 2 E E 1 2 Z B 根据电工原理，励磁电流在铁心中建立主磁通，它穿过一次、二次绕组的全部线匝。由于互感器铁心有磁滞和涡流损耗，励磁电流的一部分供给这些损耗，称为有功部分，另一部分用于励磁，称为无功部分。所以励磁电流与主磁通相差 角，这个角称为铁损角。主磁通在 2二次绕组中感应出电动势E ，相位相差 90 （滞后）；则： 2 E I (Z Z ) 2 2 2 B 式中 Z ---二次绕组的内阻抗， 2 Z = R +ｊＸ 2 2 2 Z 二次负荷，Z ＝R +ｊＸ B――― B Ｂ Ｂ 二次电流的相位滞后于二次感应电动势 角。 X X arctan 2 B R R 2 B I 一次电流 1 是（ I I ）和 0 之和，一次电流与（ I ）相差 角。 22I 2 2 可见由于励磁电流 0 的存在，一、二次电流在变换的大小和相 位上都存在差别，这就是互感器的误差。 特别要注意，电流互感器在运行中不允许开路，如果二次开路， 二次电流I 2 为零，一次安匝全部用于励磁，铁心高度饱和，励磁磁通由正弦波变为平顶波，二次感应电动势变为峰值很高的尖顶波，对人 身和设备将造成危害。二、电流互感器的分类1、分类 分 类 说 明 保护用（用于机电保护和自动控制装置的电流互感器） 按 用 途 测量用（测量电流和电能的电流互感器） 分 按 安 装 户内式（一般额定电压不高于 35kV） 种类分 户外式（一般额定电压高于 35kV） 油绝缘（即油浸式电流互感器，电压可高达 500 kV） 按 绝 缘 浇注绝缘（以环氧树脂浇注成型，多在35 kV 以下使用） 介质分 一般干式绝缘（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） 瓷绝缘（多数已被浇注绝缘取代） 气体绝缘（如 SF6 气体作为绝缘的，多用于高压和超高压） 贯穿式：单匝、多匝贯穿式支柱式 按 结 构 母线式：用于大电流场合，一次绕组只有一匝。 形式分 套管式：安装在变压器或断路器套管的中间法兰处，主 绝缘是套管，一次绕组是导电杆，一次绕组只有一匝 正立式：二次绕组在下部，国内高压油浸式电流互感器 正立式：二次绕组在下部，国内高压油浸式电流互感器 常用结构。详见“白”P57 倒立式：二次绕组在上部，一次绕组较短，瓷套较细， 多用于 SF 气体作为绝缘。 6 2、电流互感器型号组成 下表为部分电流互感器型号代表字母表 特殊使用环境代号电压等级 设计序号 产品型号字母 电流互感器型号代表字母及涵义 分类 涵义 代 表 分类用 涵义 代 表 字母 途 字母 用途 电流互感器 L 绕组外 变压器油 -- 结构 套管式（装入 式） R 绝缘介 质 空气（干式） 气式 G 形式 支柱式 Z 瓷式 Q 浇注成型固体 C 线圈式 Q 绝缘“壳” Z 贯穿式（复匝） F K 贯穿式（单匝） D 结构特 带保护级 B 母线型 M 征及用 带保护级（暂 BT 开合式 K 途 “态”误差） 倒立式 V 油保护 带金属膨胀器 -- 链型 A 方式 不带金属膨胀 器 N 特殊使用环境代号主要有以下几种： GY 高原地区使用； W---污秽地区使用（W 、W 、W 对应污秽等级为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ）； 1 2 3 TA 干热带地区使用； TH 湿热带地区使用。 三、电流互感器的电气特性 1、术语 A、额定电流：电流互感器的误差性能、发热性能和过流性能都是以额定电流为基数作出的相应规定的。对一、二次绕组而言，就是额定一、 二次电流。电力系统额定