电流互感器变比计算与应用

电流互感器变比计算与应用内蒙古包头市014080摘要：电力系统中经常用到电流互感器，用来测量用电设备运行电流。电流互感器的变比是根据负荷电流来配置的，如果负荷电流变化超过允许值时必须调换变比来满足测量和保护的要求。但调换变比必须在停电条件下进行，由此带来经济损失。因此电流互感器和电能表选用不当、联用不妥的现象，会给供电企业造成很大损失。特别是在农村用电中，存在的问题更为普遍。由于电流互感器过载、轻载带有一定的隐蔽性，在进行追补电量时无法求证一个更正系数，所以，必须合理配置电流互感器，加强用电负荷。关键词：电流互感器；变比；匝数前言电流互感器在生产生活中应用极为广泛，无论低压设备还是高压设备，均能用来测量用电设备电流。因此在不同电压等级下运行需要的测量范围也有所不同，顾产生了变比的概念。这就要求电流互感器在制作工艺上产生了不同的要求。1电流互感器原理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。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，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，它的二次回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路。

图一电流互感器原理2电流互感器分类2.1按用途分类按照用途不同，电流互感器大致可分为两类[1]：测量用电流互感器（或电流互感器的测量绕组）：在正常工作电流范围内，向测量、计量等装置提供电网的电流信息。保护用电流互感器（或电流互感器的保护绕组）：在电网故障状态下，向继电保护等装置提供电网故障电流信息。2.2按绝缘介质分类1、干式电流互感器：由普通绝缘材料经浸漆处理作为绝缘。2、浇注式电流互感器：用环氧树脂或其他树脂混合材料浇注成型的电流互感器。3、油浸式电流互感器：由绝缘纸和绝缘油作为绝缘，一般为户外型。4、气体绝缘电流互感器：主绝缘由气体构成。2.3按安装方式分类1、贯穿式电流互感器：用来穿过屏板或墙壁的电流互感器。2、支柱式电流互感器：安装在平面或支柱上，兼做一次电路导体支柱用的电流互感器。3、套管式电流互感器：没有一次导体和一次绝缘，直接套装在绝缘的套管上的一种电流互感器。4、母线式电流互感器：没有一次导体但有一次绝缘，直接套装在母线上使用的一种电流互感器。3电流互感器变比3.1电流互感器变比概念电流互感器变比是指一次侧电流与二次侧电流的比例，比如500/5、250/5、100/5、75/5、50/5、25/5等，其中500/5是指一次侧电流为500A时，二次侧电流为5A，两侧的比值即为变比。从以上所列举的变比数值可以看到，变比是针对不同负荷大小情况下设计的，一次电流大时变比就大，反之就小，但电流互感器的二次侧都是5A。因为有了电流互感器，所以电流表制作时，量程都是5A，电力系统应用的电流继电器也是5A。电力互感器是将大电流转化成小电流。使计量、保护、信号、控制等二次回路元件能够做到规格统一。无论电流互感器变比是大是小，必须选择合适，比如一次电流最大值长时间超过300A，而选择的250/5的电流互感器就会因过载而烧毁；但一次电流较小，选用较大的电流互感器，计量就会不准确。3.2电流互感器变比计算电流法测量电流互感器的变比是一种传统的试验方法，现在各发电厂、变电站等基本上都采用该方法。由电流表A1测得标准电流互感器一次侧电流I1，电流表A2测得的二次侧电流I2，可以计算出被测电流互感器的变比。3.3电流互感器匝数其实这个问题主要涉及到的是穿芯式电流互感器，通过试验得知，电流互感器的一次电流和二次电流的比等于一次匝数和二次匝数比的反比：其中：I1-一次侧电流；I2-二次侧电流；N1-一次侧匝数;N2-二次侧匝数。3.4常见电流互感器变比种类电流互感器常见变比有以下25种：二次侧：5A,1A一次侧（A）：15,20,25,30,40,50,60,75,100,150,200,250,300,400,500,300,750,800,1000,1200，1500,2000,2500等3.5互感器变比和电度表比的区别：1、使用区别电流互感器的变比与电流表的变比不一致，将导致电流表显示值不能使用，必须进行比例换算。比5的互感器如果用在比1的表上，由于CT二次电流一般会超过1A，从而使得比1的表超出量程，而损坏电流表。2、精度区别比1的互感器如果使用在比5的表上，由于CT二次侧的电流不到1A，将使得比5的电流表测量精度大大降低。3、继电保护要求区别断路器出线出的短路容量，在最大及最小运行方式下保持不变，电流互感器为两相不完全星型接线，过负荷及速断保护采用GL-11型过电流继电器。一般情况下，计量用电流互感器变比的选择应使其一次额定电流不小于线路中的负荷电流。4电流互感器接线电流互感器接线应遵守串联原则[2]：即一次绕组应与被测电路串联，而二次绕组则与所有仪表负载电流互感器按被测电流大小。选择合适的变比，否则误差将增大。同时，电流互感器二次侧必须接地，而且二次回路有且只有一个接地点，不允许有多个接地点。它是为了保证安全，一是设备安全、二是人身安全。因为电流互感器一次绕组与二次绕组间及二次绕组与地之间是有分布电容存在的。那么这个分布电容的分压使二次绕组对地产生较高电压。还有就是一次绕组和二次绕组之间的绝缘由于某些原因导致破损，那么一次回路的高压会直接加到二次回路中，对二次设备和人身安全来说危害甚大。二次侧绝对不允许开路，因为电流互感器二次回路开路，那么二次电流消失，随之去磁作用也消失，将引起铁芯中磁密很高。又因为二次侧绕组匝数是远大于一次侧绕组匝数，所以二次侧一旦开路，也会出现好高的电压，有时会高达数千伏特，因此不仅危及二次侧设备，造成铁芯过度饱和磁化，发热严重乃至烧毁线圈，还危及人身安全。4结语电流互感器普遍应用于在生产过程中，对系统中各一次设备运行状况进行监控，来确保电力系统的安全运行。电流互感器通常是将一次回路的大电流变换成与其成正比例的二次小电流，最终将二次侧小电流输出给二次仪表、继电保护、自动装置来使用。电流互感器是电气控制、调节、测量及保护元件的交流电流源，也是电气二次回路与一次回路联络的枢纽。参考文献：[1]杨浩.电流互感器的分类与准确级[J].电子世界,2