上海华通互感器有限公司
电流互感器简介
电力系统中广泛采用的是电磁式电流互感器(以下简称电流互感器),它的工作原理和变压器相似.
电流互感器的特点是:
一 一次线圈串联在电路中,并且匝数很少,因此,一次线圈中的电流完全取决于被测电路的负荷电流.而与二次电流无关;
二 电流互感器二次线圈所接仪表和继电器的电流线圈阻抗都很小,所以正常情况下,电流互感器在近于短路状态下运行.
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.kn还可以近似地表示为互感器一、二次线圈的匝数比,即kn≈kN=N1/N2式中N1、N2为一、二线圈的匝数.
电流互感器的作用就是用于测量比较大的电流.
电流互感器是电力系统中很重要的一个一次设备,其原理���根据电磁感应原理而制造的.它的一次线圈匝数很少,通常采用单匝线圈,即一根铜棒或一根铜排.二次线圈主要接测量仪表或继电器的线圈.电流互感器的二次侧不能开路运行,当二次侧开路时,一次侧的电流主要用于激磁,这样会在二次侧感应出很高的电压,从而危及二次设备和人身的**,也会造成电流互感器烧毁.
它的主要作用是:
1、将很大的一次电流转变为标准的5安培;
2、为测量装置和继电保护的线圈提供电流;
3、对一次设备和二次设备进行隔离.
1. 普通电流互感器结构原理
电流互感器的结构较为简单,由相互绝缘的一次绕组、二次绕组、铁心以及构架、壳体、接线端子等组成.其工作原理与变压器基本相同,一次绕组的匝数(N1)较少,直接串联于电源线路中,一次负荷电流()通过一次绕组时,产生的交变磁通感应产生按比例减小的二次电流;二次绕组的匝数较多,与仪表、继电器、变送器等电流线圈的二次负荷串联形成闭合回路.
2. 穿心式电流互感器结构原理
穿心式电流互感器其本身结构不设一次绕组,载流(负荷电流)导线由L1至L2穿过由硅钢片擀卷制成的圆形(或其他形状)铁心起一次绕组作用.二次绕组直接均匀地缠绕在圆形铁心上,与仪表、继电器、变送器等电流线圈的二次负荷串联形成闭合回路.
由于穿心式电流互感器不设一次绕组,其变比根据一次绕组穿过互感器铁心中的匝数确定,穿心匝数越多,变比越小;反之,穿心匝数越少,变比越大,额定电流比I1/n.
式中I1——穿心一匝时一次额定电流;
n——穿心匝数.
3. 特殊型号电流互感器
3.1 多抽头电流互感器.这种型号的电流互感器,一次绕组不变,在绕制二次绕组时,增加几个抽头,以获得多个不同变比.它具有一个铁心和一个匝数固定的一次绕组,其二次绕组用绝缘铜线绕在套装于铁心上的绝缘筒上,将不同变比的二次绕组抽头引出,接在接线端子座上,每个抽头设置各自的接线端子,这样就形成了多个变比.
例如二次绕组增加两个抽头,K1、K2为100/5,K1、K3为75/5,K1、K4为50/5等.此种电流互感器的优点是可以根据负荷电流变比,调换二次接线端子的接线来改变变比,而不需要更换电流互感器,给使用提供了方便.
3.2 不同变比电流互感器.这种型号的电流互感器具有同一个铁心和一次绕组,而二次绕组则分为两个匝数不同、各自独立的绕组,以满足同一负荷电流情况下不同变比、不同准确度等级的需要.
例如在同一负荷情况下,为了保证电能计量准确,要求变比较小一些(以满足负荷电流在一次额定值的2/3左右),准确度等级高一些(如1K1、1K2为200/5、0.2级);而用电设备的继电保护,考虑到故障电流的保护系数较大,则要求变比较大一些,准确度等级可以稍低一点(如2K1、2K2为300/5、1级).
3.3 一次绕组可调,二次多绕组电流互感器.这种电流互感器的特点是变比量程多,而且可以变更,多见于高压电流互感器.其一次绕组分为两段,分别穿过互感器的铁心,二次绕组分为两个带抽头的、不同准确度等级的独立绕组.一次绕组与装置在互感器外侧的连接片连接,通过变更连接片的位置,使一次绕组形成串联或并联接线,从而改变一次绕组的匝数,以获得不同的变比.带抽头的二次绕组自身分为两个不同变比和不同准确度等级的绕组,随着一次绕组连接片位置的变更,一次绕组匝数相应改变,其变比也随之改变,这样就形成了多量程的变比,见图5-5(图中虚线为电流互感器一次绕组外侧的连接片).
带抽头的二次独立绕组的不同变比和不同准确度等级,可以分别应用于电能计量、指示仪表、变送器、继电保护等,以满足各自不同的使用要求.例如当电流互感器一次绕组串联时,1K1、1K2,1K2、1K3,2K1、2K2,2K2、2K3为300/5,1K1、1K3,2K1、2K3为150/5;当电流互感器一次绕组并联时(图5-5b),1K1、1K2,1K2、1K3,2K1、2K2,2K2、2K3为600/5,1K1、1K3,2K1、2K3为300/5.其接线图和准确度等级标准在铭牌上或使用说明书中.
3.4 组合式电流电压互感器.组合式互感器由电流互感器和电压互感器(详细内容本讲第四节介绍)组合而成,多安装于高压计量箱、柜,用作计量电能或用作用电设备继电保护装置的电源.
组合式电流电压互感器是将两台或三台电流互感器的一次、二次绕组及铁心和电压互感器的一、二次绕组及铁心,固定在钢体构架上,浸入装有变压器油的箱体内,其一、二次绕组出线均引出,接在箱体外的高、低压瓷瓶上,形成绝缘、封闭的整体.一次侧与供电线路连接,二次侧与计量装置或继电保护装置连接.根据不同的需要,组合式电流电压互感器分为V/V接线和Y/Y接线两种,以计量三相负荷平衡或不平衡时的电能.
由于一次绕组与二次绕组有相等的安培匝数,I1N1=I2N2,电流互感器额定电流比.电流互感器实际运行中负荷阻抗很小,二次绕组接近于短路状态,相当于一个短路运行的变压器.