电流互感器基础讲义

电流互感感器一、电流流互感器器（TA）的结构构和工作作原理1、电流互互感器的的作用：：由于电力力设备上上通过的的电流大大多数为为数值很很高的大大电流，，为了便便于测量量，采用用电流互互感器进进行变换换，其二二次侧额额定电流流值为5A（或1A）。电流流互感器器是用来来变换电电流的电电气设备备，实际际上相当当于一个个升压变变压器。。三相式电电流互感感器穿芯式电电流互感感器各类电流流互感器器图片2、电流互互感器的的结构和和类型电流互感感器的分分类如下下：(1)按按安装地地点，可可分为户户内式和和户外式式。一般般20kV及以内的的制成户户内式的的，35kV及以上的的制成户户外式的的。(2)按按绝缘可可分成干干式、浇浇注式、、油浸式式、串级级式、电电容式等等。干式式用绝缘缘胶浸渍渍，用于于低压的的屋内配配电装置置中；浇浇注式以以环氧树树脂作绝绝缘，用用于3～～35kV的电压等等级中；；油浸式和串串级式用用变压器器油作绝绝缘，用用于10～220kV的电流互互感器中中；电容容式用电电容器绝绝缘，用用于llOkV及以上的的电压等等级中。(3)按按安装方方式，可可分为支支持式、、装入式式和穿墙墙式等。。支持式安安装在平平面和支支柱上，，装入式式(套管管式)可可以节省省套管绝绝缘子而而套装在在变压器器导体引引出线穿穿出外壳壳处的油油箱上；；穿墙式式主要用用于室外外的墙体体上，可可兼作导导体绝缘缘和固定定设施。。(4)按按一次绕绕组的匝匝数，可可分为单单匝式和和多匝式式(复匝匝式)。。(5)按按电流互互感器的的工作原原理，可可分为电电磁式、、电容式式、光电电式和无无线电式式。电流互感感器的一一次绕组组串接被被测电路路中，一一次绕组组的额定定电流标标准有从从0.1~25000A等不同规规格。由由于电流流互感器器是将大大电流变变成小电电流，所所以它的一次次绕组的的匝数比比二次绕绕组的匝匝数要少少。3、电流互互感器的的极性电流互感感器的极极性一般般采用减减极性原原则标注注，即：：一、二二次绕组组中的电流在在铁芯中中产生的的磁通方方向相反反。如图图所示，，则L1与K1为一对同同极性端子。。电流互感感器在电电路中的的符号如如下图所所示，用用“TA”来表示,一次绕组组一般用一一根直线线表示，，一次绕绕组和二二次绕组组分别标标记““●”的两个端端子为同名端或或同极性性端。极性端子子关系到到二次电电流的方方向，非非常重要要。4、电流互互感器的的工作原原理：按电磁感感应原理理工作，，当一次次侧流过过电流i1时，在铁铁芯中产产生交变变磁通，，此磁通通穿过二二次绕组组，产生生感应电电动势，，在二次次回路中中产生电电流i2。二、电流流互感器器的误差差1、比差（（变比误误差）理想情况况下，电电流互感感器的额额定电流流比应为为常数，，但实际际情况下下，由于于铁芯损损耗、漏漏磁通和和绕组漏漏电阻等等因素的的存在，，实际电电流比不不等于额额定电流流比，所所以出现现数值上上的误差差，该误误差即为为比差。。比差为为：2、角差理想情况况下，电电流互感感器一次次电流与与二次电电流的相相量应为为同相位位，但因因为内阻阻抗和磁磁化电流流的影响响，实际际二次电电流相量量与一次次电流相相量之间间有一夹夹角δ，此夹角角称为电电流互感感器的相相角误差差，简称称角差。。角差的的大小和和正负，，取决于于空载电电流和负负载电流流的大小小和性质质，电流流互感器器的允许许角差为为7°。三、电流流互感器器的基本本参数1、额定电电流比KIN电流互感感器的一一次侧额额定电流流I1N与二次侧侧额定电电流I2N之比为额额定电流流比KIN，其表达达式为：：实际的一一次侧电电流I1与二次侧侧电流I2之比为实实际电流流比KI，其表达达式为：：由于电流流互感器器的二次次侧额定定电流已已规定为为5A或1A，所以在在测量中中对电流流比的选选择，实实际上是是选择一一次侧额额定电流流。一般般是按长长期通过过电流互互感器的的最大工工作电流流来选择择，但为为了保证证互感器器有较高高的测量量精确度度，不宜使其其工作在在一次侧侧额定电电流的三三分之一一以下。2、额定容容量SN电流互感感器的额额定容量量是指电电流互感感器在额额定电流流I2N和额定负负载Z2N下运行时时，二次次侧所消消耗的视视在功率率，其表表达式为为3、准确度度等级根据国家家标准，，工程测测量用电电流互感感器的准准确度等等级有0.1、0.2、0.2s、0.5、0.5s、1.0、3.0、5.0和10级，而0.01、0.02、0.05、0.1、0.2级电流互互感器主主要用于于精密测测量或作作标准互互感器来来检定低低等级的的电流互互感器。。4．额定电电压电流互感感器的额额定电压压是指其其一次绕绕组对地地或对二二次绕组组长期能能承受的的最大绝绝缘电压压值，而而不是指指一次绕绕组两端端所加的的电压值值。所以，电流互互感器的的额定电电压只是是反映该该电流互互感器的的绝缘水平平，而与电电流互感感器的额定容量量无关。当然，电电流互感感器的额额定电压压等级应应与电网网的额定定电压等等级一致致，故所所选的电电流互感感器的额额定电压压应与其其安装处处的电压压等级相相符。三、电流流互感器器的接线线方式电流互感感器在电电力系统统中根据据所要测测量的电电流的不不同，就就有了不不同的接接线方式式，最常常见的有有以下几几种，如如图所示示。1．单相式式接线单相连接接只能测测量一相相的电流流以监视视三相运运行，故故常用于于三相对对称电路路中，例例如电动动机回路路。2．两相星星形接线线如图（a）所示。。两相星星形接线线又称不不完全星星形接线线，这种种接线只用两只电电流互感感器，统统一装设设在A、C相上。一一般测量量两相的的电流，但通过过公共导线线，也可可测第三三相的电电流。主要适用用于小接接地电流流的三相相三线制制系统，在发发电厂、、变电所所6~10kv馈线回路路中，也也常用来来测量和和监视三三相系统统的运行状状况。3．三相相星形形接线线如图（（c）所示示。三三相星星形接接线又又称完完全星星形接接线，，它是由由三只只完全相同同的电电流互互感器器构成成。由于每每相都都有电电流流流过，，当三三相负负载不不平衡衡时，公公共线线中就就有电电流流流过，，此时时,公共线线是不不能断断开的的，否否则就就会产产生计量误误差。。该种接接线方方式适适用于于高压压大接接地电电流系系统、、发电电机和和变压压器二二次回路路、低低压三三相四四线制制电路路.4．两相相电流流差接接线如图（（b）所示示。两两相电电流差差接线线也称称为两两相交交叉接接线。。由相相量图可知知，二次侧侧公共共线上上电流流为Ia-Ic，其相相量值值为相相电流流的倍倍。这种接线线很少少用于于测量量回路路，主要应应用于于中性性点不不直接接接地地系统统的保保护回回路。四、电电流互互感器器使用用的注注意事事项1．电流流互感感器的的接线线应保保证正正确性性。一一次绕绕组和和被测测电路路串联，而二二次绕绕组应应和连连接的所所有测测量仪仪表、、继电电保护护装置置或自自动装装置的的电流流线圈圈串联，同时时要注注意极极性的的正确确性，，一次绕绕组与与二次次绕组组之间间应为为减极极性关关系，，一次电电流若若从同同名端端流入入，则则二次次电流流应从从同名端流流出。。2．电流流互感感器二二次侧侧所接接负载载是测测量仪仪表、、继电电器的的电流流线圈圈等，，它们们匝数数少、、阻抗小，，通过过的电电流非非常大大，因因此电流互互感器器在正正常运运行状状态下下近似似于短短路状状态。3．电流互互感器器的二二次绕绕组绝绝对不不允许许开路路。这是因因为电电流互互感器器正常常工作作时，，二次次电流有有去磁磁作用用，使使合成成磁势势很小小。当当二次次绕组组开路路时，，二次次电流流的去去磁作作用消消失，，一次次电流将将全部部用来来激磁磁，这这时，，将在在二次次侧产产生超超过正正常值值几十十倍的的磁通通，结结果会会使铁铁芯过过热而损损坏互互感器器。同同时，，由于于铁芯芯中磁磁通的的急剧剧增加加，在在二次次绕组组上产产生过过电压压，可可能达达到数百百甚至至数千千伏，，将危危及人人身和和设备备安全全。因因此，，为了防防止二二次绕绕组开开路，，规定定在二二次回路中中不准准装熔熔断器器等开开关电电器。。如果果在运运行中中必须须拆除除测量量仪表表或继继电器器及其其他工工作时时，应首先先将二二次绕绕组短短路。。4．电流互互感器器的二二次侧侧必须须可靠靠接地地，但但接地地点只只允许许有一一个。这是是为了了防止止一、、二次绕绕组之之间绝绝缘损损坏或或击穿穿时，，一次次高电电压窜窜入二二次回回路，，危及及人身身和设设备安安全。。五、电电流互互感器器的选选择1、额定定电压压的选选择电流互互感器器的额额定电电压UN应略高高于或或等于于其安安装处处的工工作电电压UXUNUX2、额定定电流流的选选择电流互互感器器的一一次额额定电电流I1N应大于于或等等于长长期通通过电电流互互感