供用电设备教学资料 第2章 互感器-2ppt课件

1、电流互感器电流互感器 电流互感器原理是依据电磁感应原理的。电流互感器原理是依据电磁感应原理的。电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。它的一次绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线它的一次绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中，因此它经常有线路的全部电流流过，路中，因此它经常有线路的全部电流流过，二次绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路二次绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的中，电流互感器在工作时，它的2次回路始终是闭次回路始终是闭合的，合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小

2、，电流互感器的工作状态接近短路。流互感器的工作状态接近短路。目目 录录1、测量用电流互感器、测量用电流互感器2、保护用电流互感器、保护用电流互感器3、使用注意事项、使用注意事项4、互感器原理、互感器原理5、接线方式、接线方式6、选择、选择7、运用、运用1、测量用电流互感器、测量用电流互感器 在测量交变电流的大电流时在测量交变电流的大电流时,为便于二次仪表测量需为便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流我国规定电流互感器的要转换为比较统一的电流我国规定电流互感器的二次额定为二次额定为5A或或1A），另外线路上的电压都比较），另外线路上的电压都比较高如直接测量是非常危险的。高如直接测量是非常危险的

3、。电流互感器就起到变流和电气隔离作用。电流互感器就起到变流和电气隔离作用。它是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获它是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获取电气一次回路电流信息的传感器，电流互感器将取电气一次回路电流信息的传感器，电流互感器将高电流按比例转换成低电流，电流互感器一次侧接高电流按比例转换成低电流，电流互感器一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表、继电保护等。在一次系统，二次侧接测量仪表、继电保护等。 1、测量用电流互感器、测量用电流互感器1、测量用电流互感器、测量用电流互感器正常工作时互感器二次侧处于近似短路状态，输出正常工作时互感器二次侧处于近似短路状态，输出电压很低。电

4、压很低。在运行中如果二次绕组开路或一次绕组流过异常电在运行中如果二次绕组开路或一次绕组流过异常电流如雷电流、谐振过电流、电容充电电流、电感流如雷电流、谐振过电流、电容充电电流、电感启动电流等），都会在二次侧产生数千伏甚至上万启动电流等），都会在二次侧产生数千伏甚至上万伏的过电压。伏的过电压。这不仅给二次系统绝缘造成危害，还会使互感器过这不仅给二次系统绝缘造成危害，还会使互感器过激而烧损，甚至危及运行人员的生命安全。激而烧损，甚至危及运行人员的生命安全。 1次侧只有次侧只有1到几匝，导线截面积大，串入被测电路。到几匝，导线截面积大，串入被测电路。2次侧匝数多次侧匝数多,导线细导线细,与阻抗较小的

5、仪表与阻抗较小的仪表(电流表电流表/功率表功率表的电流线圈的电流线圈)构成闭路。构成闭路。 电流互感器的运行情况相当于电流互感器的运行情况相当于2次侧短路的变压器，忽次侧短路的变压器，忽略励磁电流，安匝数相等略励磁电流，安匝数相等I1N1=I2N2 电流互感器一次绕组电流电流互感器一次绕组电流I1与二次绕组与二次绕组I2的电流比，叫的电流比，叫实际电流比实际电流比I1/I2=N2/N1=k。 励磁电流是误差的主要根源。励磁电流是误差的主要根源。 测量用电流互感器的精度等级测量用电流互感器的精度等级0.2/0.5/1/3,1表示变比误表示变比误差不超过差不超过1%，另外还有，另外还有0.2S和和

6、0.5S级。级。 保护用电流互感器的精度等级保护用电流互感器的精度等级5P/10P ，10P标示复合标示复合误差不超过误差不超过10%。 1、测量用电流互感器、测量用电流互感器2、保护用电流互感器、保护用电流互感器 保护用电流互感器主要与继电装置配合，在线路发保护用电流互感器主要与继电装置配合，在线路发生短路过载等故障时，向继电装置提供信号切断故生短路过载等故障时，向继电装置提供信号切断故障电障电 路，以保护供电系统的安全。路，以保护供电系统的安全。保护用微型电流互感器的工作条件与测量用互感器保护用微型电流互感器的工作条件与测量用互感器完全不同，保护用互感器只是在比正常电流大几倍完全不同，保护

7、用互感器只是在比正常电流大几倍几十倍的电流时才开始有效的工作。几十倍的电流时才开始有效的工作。保护用互感器主要要求：保护用互感器主要要求：1、绝缘可靠，、绝缘可靠，2、足够大、足够大的准确限值系数，的准确限值系数，3、足够的热稳定性和动稳定性。、足够的热稳定性和动稳定性。 2、保护用电流互感器、保护用电流互感器保护用互感器在额定负荷下能够满足准确级的要求保护用互感器在额定负荷下能够满足准确级的要求最大一次电流叫额定准确限值一次电流。最大一次电流叫额定准确限值一次电流。准确限值系数就是额定准确限值一次电流与额定一准确限值系数就是额定准确限值一次电流与额定一次电流比。次电流比。当一次电流足够大时铁

8、芯就会饱和起不到反映一次当一次电流足够大时铁芯就会饱和起不到反映一次电流的作用，准确限值系数就是表示这种特性。电流的作用，准确限值系数就是表示这种特性。保护用互感器准确等级保护用互感器准确等级5P、10P，表示在额定准确，表示在额定准确限值一次电流时的允许误差限值一次电流时的允许误差5%、10% 2、保护用电流互感器、保护用电流互感器2、保护用电流互感器、保护用电流互感器线路发生故障时的冲击电流产生热和电磁力，保护线路发生故障时的冲击电流产生热和电磁力，保护用电流互感器必须承受。用电流互感器必须承受。二次绕组短路情况下，电流互感器在一秒内能承受二次绕组短路情况下，电流互感器在一秒内能承受而无损

9、伤的一次电流有效值，称额定短时热电流。而无损伤的一次电流有效值，称额定短时热电流。二次绕组短路情况下，电流互感器能承受而无损伤二次绕组短路情况下，电流互感器能承受而无损伤的一次电流峰值，称额定动稳定电流。的一次电流峰值，称额定动稳定电流。 保护用电流互感器分为：保护用电流互感器分为：1、过负荷保护电流互感、过负荷保护电流互感器，器，2、差动保护电流互感器，、差动保护电流互感器，3、接地保护电流互、接地保护电流互感器零序电流互感器）感器零序电流互感器） 3、使用注意事项、使用注意事项 电流互感器运行时，副边不允许开路。原因如下：电流互感器运行时，副边不允许开路。原因如下： 1、电流互感器一次被测

10、电流磁势、电流互感器一次被测电流磁势I1N1在铁芯产生在铁芯产生磁通磁通1； 2、电流互感器二次测量仪表电流磁势、电流互感器二次测量仪表电流磁势I2N2在铁芯在铁芯产生磁通产生磁通2； 3、电流互感器铁芯合磁通：、电流互感器铁芯合磁通： = 1 + 2； 4、因为、因为1、2方向相反，大小相等，互相抵消，方向相反，大小相等，互相抵消，所以所以 = 0； 5、若二次开路，即、若二次开路，即 I2 = 0 ，那么：，那么： = 1，电流，电流互感器铁芯磁通很强，饱和，铁心发热，烧坏绝缘，互感器铁芯磁通很强，饱和，铁心发热，烧坏绝缘，产生漏电；产生漏电； 3、使用注意事项、使用注意事项6、若二次开路

11、，即、若二次开路，即 I2 = 0 ，那么：，那么： = 1，在电流在电流互感器二次线圈互感器二次线圈N2中产生很高的感生电势中产生很高的感生电势e，在电流互，在电流互感器二次线圈两端形成高压，危及操作人员生命安全；感器二次线圈两端形成高压，危及操作人员生命安全； 7、电流互感器二次线圈一端接地，就是为了防止高压、电流互感器二次线圈一端接地，就是为了防止高压危险而采取的保护措施；危险而采取的保护措施； 因此，电流互感器副边回路中不许接熔断器，也不允许因此，电流互感器副边回路中不许接熔断器，也不允许在运行时未经旁路就拆下电流表、继电器等设备。在运行时未经旁路就拆下电流表、继电器等设备。 4、互感

12、器原理、互感器原理 在供电用电的线路中电流电压大大小小相差悬殊从几安到几在供电用电的线路中电流电压大大小小相差悬殊从几安到几万安都有。为便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流，万安都有。为便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流，另外线路上的电压都比较高如直接测量是非常危险的。电流另外线路上的电压都比较高如直接测量是非常危险的。电流互感器就起到变流和电气隔离作用。互感器就起到变流和电气隔离作用。 较早前，显示仪表大部分是指针式的电流电压表，所以电流较早前，显示仪表大部分是指针式的电流电压表，所以电流互感器的二次电流大多数是安培级的如互感器的二次电流大多数是安培级的如5A等）。现在的等）。现在

13、的电量测量大多数字化，而计算机的采样的信号一般为毫安级电量测量大多数字化，而计算机的采样的信号一般为毫安级0-5V、4-20mA等）。微型电流互感器二次电流为毫安级，等）。微型电流互感器二次电流为毫安级，主要起大互感器与采样之间的桥梁作用。主要起大互感器与采样之间的桥梁作用。 微型电流互感器也有人称之为微型电流互感器也有人称之为“仪用电流互感器仪用电流互感器”。（。（“仪仪用电流互感器有一层含义是在实验室使用的多电流比精密用电流互感器有一层含义是在实验室使用的多电流比精密电流互感器，一般用于扩大仪表量程。）电流互感器，一般用于扩大仪表量程。） 微型电流互感器与变压器类似也是根据电磁感应原理工微

14、型电流互感器与变压器类似也是根据电磁感应原理工作作,变压器变换的是电压而微型电流互感器变换的是电变压器变换的是电压而微型电流互感器变换的是电流罢了。如图绕组流罢了。如图绕组N1接被测电流，称为一次绕组或接被测电流，称为一次绕组或原边绕组、初级绕组）；绕组原边绕组、初级绕组）；绕组N2接测量仪表，称为二接测量仪表，称为二次绕组或副边绕组、次级绕组）。次绕组或副边绕组、次级绕组）。 微型电流互感器一次绕组电流微型电流互感器一次绕组电流I1与二次绕组与二次绕组I2的电流比，的电流比，叫实际电流比叫实际电流比K。微型电流互感器在额定工作电流下工。微型电流互感器在额定工作电流下工作时的电流比叫电流互感器

15、额定电流比，用作时的电流比叫电流互感器额定电流比，用Kn表示。表示。 Kn=I1n/I2n 微型电流互感器大致可分为两类，测量用电流互感器和微型电流互感器大致可分为两类，测量用电流互感器和保护用电流互感器。保护用电流互感器。 5、接线方式 电流互感器的接线方式按其所接负载的运行电流互感器的接线方式按其所接负载的运行要求确定。要求确定。最常用的接线方式为单相，三相星形和不完最常用的接线方式为单相，三相星形和不完全星形图全星形图4a、b、c）。）。 6、选择电流互感器选择与检验的原则电流互感器选择与检验的原则 1)电流互感器额定电压不小于装设点线路额定电压；电流互感器额定电压不小于装设点线路额定电

16、压； 2)根据一次负荷计算电流根据一次负荷计算电流IC选择电流互感器变化；选择电流互感器变化； 3)根据二次回路的要求选择电流互感器的准确度并根据二次回路的要求选择电流互感器的准确度并校验准确度；校验准确度； 4)校验动稳定度和热稳定度。校验动稳定度和热稳定度。 选用要点选用要点1额定电流一次侧应为线路正常运行时负载额定电流一次侧应为线路正常运行时负载电流的电流的1.01.3倍。倍。 2额定电压。应为额定电压。应为0.5kV或或0.66kV。 3注意精度等级。若用于测量，应选用精度等级注意精度等级。若用于测量，应选用精度等级0.5或或0.2级；若负载电流变化较大，或正常运行时级；若负载电流变化

17、较大，或正常运行时负载电流低于电流互感器一次侧额定电流负载电流低于电流互感器一次侧额定电流30%，应，应选用选用0.5级。级。 4根据需要确定变比与匝数。根据需要确定变比与匝数。 5型号规格选择。型号规格选择。根据供电线路一次负荷电流确定变比后，再根据实根据供电线路一次负荷电流确定变比后，再根据实际安装情况确定型号。际安装情况确定型号。 6额定容量的选择。额定容量的选择。电流互感器二次额定容量要大于实际二次负载，实电流互感器二次额定容量要大于实际二次负载，实际二次负载应为际二次负载应为25100%二次额定容量。二次额定容量。容量决定二次侧负载阻抗，负载阻抗又影响测量或容量决定二次侧负载阻抗，负

18、载阻抗又影响测量或控制精度。控制精度。负载阻抗主要受测量仪表和继电器线圈电阻、电抗负载阻抗主要受测量仪表和继电器线圈电阻、电抗及接线接触电阻、二次连接导线电阻的影响。及接线接触电阻、二次连接导线电阻的影响。 7、运用、运用 1电流互感器的接线应遵守串联原则：即一次绕阻应与被电流互感器的接线应遵守串联原则：即一次绕阻应与被测电路串联，而二次绕阻则与所有仪表负载串联；测电路串联，而二次绕阻则与所有仪表负载串联； 2按被测电流大小，选择合适的变化，否则误差将增大。按被测电流大小，选择合适的变化，否则误差将增大。同时，二次侧一端必须接地，以防绝缘一旦损坏时，一次侧同时，二次侧一端必须接地，以防绝缘一旦

19、损坏时，一次侧高压窜入二次低压侧，造成人身和设备事故；高压窜入二次低压侧，造成人身和设备事故； 3二次侧绝对不允许开路，因一旦开路，一次侧电流二次侧绝对不允许开路，因一旦开路，一次侧电流I1全全部成为磁化电流，引起部成为磁化电流，引起m和和E2骤增，造成铁心过度饱和磁骤增，造成铁心过度饱和磁化，发热严重乃至烧毁线圈；同时，磁路过度饱和磁化后，化，发热严重乃至烧毁线圈；同时，磁路过度饱和磁化后，使误差增大。使误差增大。 另外，二次侧开路使另外，二次侧开路使E2达几百伏，一旦触及造成触电事故。达几百伏，一旦触及造成触电事故。因此，电流互感器二次侧都备有短路开关，防止一次侧开路。因此，电流互感器二次侧都备有短路开关，防止一次侧开路。如图如图l中中K0，在使用过程中，二次侧一旦开路应马上撤掉电，在使用过程中，二次侧一旦开路应马上撤掉电路负载，然后，再停车处理。一切处理好后方可再用。路负载，然后，再停车处理。一切处理好后方可再用。 7、运用、运用4为了满足测量仪表、继电保护、断路器失灵判断和为了满足测量仪表、继电保护、断路器失灵判断和故障录波等装置的