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電流互感器簡介

電力系統(tǒng)中廣泛采用的是電磁式電流互感器(以下簡稱電流互感器),它的工作原理和變壓器相似.
    電流互感器的特點(diǎn)是:
    一 一次線圈串聯(lián)在電路中,并且匝數(shù)很少,因此,一次線圈中的電流完全取決于被測電路的負(fù)荷電流.而與二次電流無關(guān);
    二 電流互感器二次線圈所接儀表和繼電器的電流線圈阻抗都很小,所以正常情況下,電流互感器在近于短路狀態(tài)下運(yùn)行.
    電流互感器一、二次額定電流之比,稱為電流互感器的額定互感比:kn=I1n/I2n
    因?yàn)橐淮尉€圈額定電流I1n己標(biāo)準(zhǔn)化,二次線圈額定電流I2n統(tǒng)一為5(1或0.5)安,所以電流互感器額定互感比亦已標(biāo)準(zhǔn)化.kn還可以近似地表示為互感器一、二次線圈的匝數(shù)比,即kn≈kN=N1/N2式中N1、N2為一、二線圈的匝數(shù).                     
                
    電流互感器的作用就是用于測量比較大的電流.
    電流互感器是電力系統(tǒng)中很重要的一個(gè)一次設(shè)備,其原理是根據(jù)電磁感應(yīng)原理而制造的.它的一次線圈匝數(shù)很少,通常采用單匝線圈,即一根銅棒或一根銅排.二次線圈主要接測量儀表或繼電器的線圈.電流互感器的二次側(cè)不能開路運(yùn)行,當(dāng)二次側(cè)開路時(shí),一次側(cè)的電流主要用于激磁,這樣會(huì)在二次側(cè)感應(yīng)出很高的電壓,從而危及二次設(shè)備和人身的**,也會(huì)造成電流互感器燒毀.
    它的主要作用是:
    1、將很大的一次電流轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的5安培;
    2、為測量裝置和繼電保護(hù)的線圈提供電流;
    3、對一次設(shè)備和二次設(shè)備進(jìn)行隔離. 

                          

    1. 普通電流互感器結(jié)構(gòu)原理
  電流互感器的結(jié)構(gòu)較為簡單,由相互絕緣的一次繞組、二次繞組、鐵心以及構(gòu)架、殼體、接線端子等組成.其工作原理與變壓器基本相同,一次繞組的匝數(shù)(N1)較少,直接串聯(lián)于電源線路中,一次負(fù)荷電流()通過一次繞組時(shí),產(chǎn)生的交變磁通感應(yīng)產(chǎn)生按比例減小的二次電流;二次繞組的匝數(shù)較多,與儀表、繼電器、變送器等電流線圈的二次負(fù)荷串聯(lián)形成閉合回路. 

                           

    2. 穿心式電流互感器結(jié)構(gòu)原理
  穿心式電流互感器其本身結(jié)構(gòu)不設(shè)一次繞組,載流(負(fù)荷電流)導(dǎo)線由L1至L2穿過由硅鋼片搟卷制成的圓形(或其他形狀)鐵心起一次繞組作用.二次繞組直接均勻地纏繞在圓形鐵心上,與儀表、繼電器、變送器等電流線圈的二次負(fù)荷串聯(lián)形成閉合回路.
  由于穿心式電流互感器不設(shè)一次繞組,其變比根據(jù)一次繞組穿過互感器鐵心中的匝數(shù)確定,穿心匝數(shù)越多,變比越小;反之,穿心匝數(shù)越少,變比越大,額定電流比I1/n.
式中I1——穿心一匝時(shí)一次額定電流;
  n——穿心匝數(shù). 

                              

    3. 特殊型號電流互感器
    3.1 多抽頭電流互感器.這種型號的電流互感器,一次繞組不變,在繞制二次繞組時(shí),增加幾個(gè)抽頭,以獲得多個(gè)不同變比.它具有一個(gè)鐵心和一個(gè)匝數(shù)固定的一次繞組,其二次繞組用絕緣銅線繞在套裝于鐵心上的絕緣筒上,將不同變比的二次繞組抽頭引出,接在接線端子座上,每個(gè)抽頭設(shè)置各自的接線端子,這樣就形成了多個(gè)變比.
  例如二次繞組增加兩個(gè)抽頭,K1、K2為100/5,K1、K3為75/5,K1、K4為50/5等.此種電流互感器的優(yōu)點(diǎn)是可以根據(jù)負(fù)荷電流變比,調(diào)換二次接線端子的接線來改變變比,而不需要更換電流互感器,給使用提供了方便.
    3.2 不同變比電流互感器.這種型號的電流互感器具有同一個(gè)鐵心和一次繞組,而二次繞組則分為兩個(gè)匝數(shù)不同、各自獨(dú)立的繞組,以滿足同一負(fù)荷電流情況下不同變比、不同準(zhǔn)確度等級的需要.
  例如在同一負(fù)荷情況下,為了保證電能計(jì)量準(zhǔn)確,要求變比較小一些(以滿足負(fù)荷電流在一次額定值的2/3左右),準(zhǔn)確度等級高一些(如1K1、1K2為200/5、0.2級);而用電設(shè)備的繼電保護(hù),考慮到故障電流的保護(hù)系數(shù)較大,則要求變比較大一些,準(zhǔn)確度等級可以稍低一點(diǎn)(如2K1、2K2為300/5、1級).
    3.3 一次繞組可調(diào),二次多繞組電流互感器.這種電流互感器的特點(diǎn)是變比量程多,而且可以變更,多見于高壓電流互感器.其一次繞組分為兩段,分別穿過互感器的鐵心,二次繞組分為兩個(gè)帶抽頭的、不同準(zhǔn)確度等級的獨(dú)立繞組.一次繞組與裝置在互感器外側(cè)的連接片連接,通過變更連接片的位置,使一次繞組形成串聯(lián)或并聯(lián)接線,從而改變一次繞組的匝數(shù),以獲得不同的變比.帶抽頭的二次繞組自身分為兩個(gè)不同變比和不同準(zhǔn)確度等級的繞組,隨著一次繞組連接片位置的變更,一次繞組匝數(shù)相應(yīng)改變,其變比也隨之改變,這樣就形成了多量程的變比,見圖5-5(圖中虛線為電流互感器一次繞組外側(cè)的連接片).
  帶抽頭的二次獨(dú)立繞組的不同變比和不同準(zhǔn)確度等級,可以分別應(yīng)用于電能計(jì)量、指示儀表、變送器、繼電保護(hù)等,以滿足各自不同的使用要求.例如當(dāng)電流互感器一次繞組串聯(lián)時(shí),1K1、1K2,1K2、1K3,2K1、2K2,2K2、2K3為300/5,1K1、1K3,2K1、2K3為150/5;當(dāng)電流互感器一次繞組并聯(lián)時(shí)(圖5-5b),1K1、1K2,1K2、1K3,2K1、2K2,2K2、2K3為600/5,1K1、1K3,2K1、2K3為300/5.其接線圖和準(zhǔn)確度等級標(biāo)準(zhǔn)在銘牌上或使用說明書中.
    3.4 組合式電流電壓互感器.組合式互感器由電流互感器和電壓互感器(詳細(xì)內(nèi)容本講第四節(jié)介紹)組合而成,多安裝于高壓計(jì)量箱、柜,用作計(jì)量電能或用作用電設(shè)備繼電保護(hù)裝置的電源.
  組合式電流電壓互感器是將兩臺或三臺電流互感器的一次、二次繞組及鐵心和電壓互感器的一、二次繞組及鐵心,固定在鋼體構(gòu)架上,浸入裝有變壓器油的箱體內(nèi),其一、二次繞組出線均引出,接在箱體外的高、低壓瓷瓶上,形成絕緣、封閉的整體.一次側(cè)與供電線路連接,二次側(cè)與計(jì)量裝置或繼電保護(hù)裝置連接.根據(jù)不同的需要,組合式電流電壓互感器分為V/V接線和Y/Y接線兩種,以計(jì)量三相負(fù)荷平衡或不平衡時(shí)的電能.
  由于一次繞組與二次繞組有相等的安培匝數(shù),I1N1=I2N2,電流互感器額定電流比.電流互感器實(shí)際運(yùn)行中負(fù)荷阻抗很小,二次繞組接近于短路狀態(tài),相當(dāng)于一個(gè)短路運(yùn)行的變壓器.