电流互感器及其应用
电流互感器是一种特殊变压器，其工作原理和变压器相似。所不同的是在变压器的铁芯内，产生交变主磁通是由一次绕组两端所加的交流电压的电流产生。铁芯内的交变主磁通在电流互感器的二次绕组内感应出相应的二次电动势和二次电流。
由于一次绕组和二次绕组绕制于同一个铁芯故被同一交变主磁通所交链，所以在数值上一次绕组和二次绕组的电流和匝数积应相等，即I1n1=I2n2，所以I1/I2=n2/n1=K，K称为电流互感器的变比。
电流互感器主要用于将电力系统中的高电压大电流按一定比例转换成低电压、小电流，即不管一次侧电流有多大，二次侧（一般）都是5A。供给仪表、仪器、继电器等作为测量，保护用。
二、电流互感器在使用中应注意事项：
1、运行中的电流互感器二次侧决不允许开路，在二次侧不能安装熔断器、刀开关。这是因为电流互感器二次侧绕组匝数远远大于一次侧匝数，在开路的状态下，电流互感器相当于一台升压变压器。根据有关资料显示，其电压值可达1000V左右。危及工作人员安全。故在一次侧有电流的情况下，二次侧除了采用相应短接措施外（电流互感器在工作时近似处于短路状态，故可将K1、K2直接短接并接地），不得施工。切记。
2、电流互感器安装时，应将电流互感器的二次侧的一端（一般是K2）、铁芯、外壳做可靠接地。以预防一、二侧绕组因绝缘损坏，一次侧电压串至二次侧，危及工作
人员安全。
3、电流互感器安装时，应考虑精度等级。精度高的接测量仪表，精度低的用于保护。选择时应予注意。
4、电流互感器安装时，应注意极性（同名端），一次侧的端子为L1、L2（或P1、P2），一次侧电流由L1流入，由L2流出。而二次侧的端子为K1、K2（或S1、S2）即二次侧的端子由K1流出，由K2流入。L1与K1，L2与K2为同极性（同名端），不得弄错，否则若接电度表的话，电度表将反转。
5、电流互感器一次侧绕组有单匝和多匝之分，LQG型为单匝。而使用LMZ型（穿心式）时则要注意铭牌上是否有穿心数据，若有则应按要求穿出所需的匝数。注意：穿心匝数是以穿过空心中的根数为准，而不是以外围的匝数计算（否则将误差一匝）。
6、电流互感器的二次绕组有一个绕组和二个绕组之分，若有二个绕组的，其中一个绕组为高精度（误差值较小）的一般作为计量使用，另一个则为低精度（误差值较大）一般用于保护。
7、电流互感器的联接线必须采用2.5mm2的铜心绝缘线联接，有的电业部门规定必须采用4mm2的铜心绝缘线，但我的看法没必要。
三、电流互感器的应用
1、交流电流的测量
设备是否运行在额定电流值，设置电流测量装置是必要的技术措施。有关规定40KW以上的设备，必须装设电流表进行监控。
交流电流的测量有直接测量和经电流互感器扩大测量的方式。直接测量就是将适当的电流表串接电流回路上。而下图所示电路均为经电流互感器接入式测量。（a
的量程则是根据负载电流的实际值，应占流表总量程的2/3至满度值之间。比如一台设备额定电流为100A，则选择满度值为150A的电流表。此时电流互感器的互感比则应选150/5A，电流表也相应选比值为150/5A的电流表。读数时则以表指示值直读。
（b）采用二台电流互感器，接成不完全星形，用以测量三相平衡或不平衡线路中的三相电流。
（c）采用三台电流互感器，接成完全星形接法，用以测量三相平衡或不平衡线路中的三相电流。
2、交流电度的测量
为了扩大交流电度表的量程，工厂最常用的是采用电流互感器的方法来扩大量程。
（1）、第一图是采用单相电度表加电流互感器的测量方法。可用于测量三相平衡或单相电度计量。
（2）、第二图是采用二元件三相三线有功电度表，加二个电流互感器的测量方法。可用于测量三相平衡或不平衡线路中的电度计量。
（3）、第三图是采用三相四线有功电度表，加三个电流互感器的测量方法。可测量三相平衡或不平衡线路中的电度计量。
3、电力拖动线路中的保护
大功率电动机中的过载保护，往往由于电流大，而无法购到相应的热继电器，在这样的情况下，一般采用加装电流互感器的方法来解决。其实质是将大电流变换成小电流用5A以内的热继电器足可满足过载保护的要求。
电流互感器设计 1 互感器设计目的及意义 (2) 2 电流互感器总体设计 (2) 2.1 电流互感器类型选取 (3) 2.2 电流互感器各部件设计 (3) 2.2.1 铁芯及绕组设计 (3) 2.2.2 外绝缘套管设计 (3) 2.2.3 复合绝缘子设计 (4) 2.2.4 出线套管内绝缘设计 (5) 2.2.5 屏蔽设计 (5) 2.2.6 密封结构设计 (5) 2.2.7 互感器其他部件及标准件 (5) 2.3 1100KV电流互感器总体装配图 (5) 2.3.1 画各部件三维图 (5) 2.3.2 装配体绘制及总质量估算 (5) 2.3.3 装配体材料清单 (6) 2.3.4 装配体电场和机械性能模拟分析 (6) 3 单件电流互感器组装 (6) 3.1 原材料的购买及检验 (6) 3.2 原材料的处理 (6) 3.3 线圈的缠绕 (7) 3.4 环氧套管的浇注及修整 (7) 3.5 电流互感器的装配 (7)
1 互感器设计目的及意义 电流互感器是一种专门用作变换电流大小的特殊变压器。由于发电和用电的不同需要，线路上的电流大小不一，而且相差悬殊。若要直接测量这些大小不一的电流，就需要制作相应等级的仪表，给仪表制造带来极大困难。此外，有些高压线路直接测量也是非常危险的。而电流互感器可以把不同等级的电流，按不同的比例，统一成大小相近的电流。电力系统用互感器是将电网高电压、大电流的信息传递到低电压、小电流二次侧的计量、测量仪表及继电保护、自动装置的一种特殊变压器，是一次系统和二次系统的联络单元，其一次绕组接入电网，二次绕组分别与测量仪表、保护装置等互相连接。互感器与测量仪表和计量装置配合，可以测量一次系统的电压、电流和电能；与继电保护和自动装置配合，可以构成对电网各种故障的电气保护和自动控制。互感器的好坏，直接影响到电力系统测量、计量的准确性和继电保护装置动作的可靠性。随着电力工业建设的迅速发展，电力系统输电容量不断扩大，远距离输电迅速增加，电网电压等级逐渐升高，对电流互感器的电压等级及设备技术参数提出了更高的要求。 2 电流互感器总体设计 ↓ →↑↑符合要求 是
浅谈电流互感器误差及影响 摘要：电流互感器是一次系统和二次系统电流间的联络元件，将一次回路的大电流转换为小 电流，供给测量仪表和保护装置使用。电流反应系统故障的重要电气量，而保护装置是通过电流互感器来间接反应一次电流的，因此电流互感器的性能直接决定保护装置的运行。然而从互感器本身和运行使用条件方面来看，电流互感器存在不可避免的误差，本文分别从这两个方面分析了误差，并结合实际工作阐述了误差带来的影响，以便在工作中加强重视，并做出正确的分析。 关键词：电流互感器 励磁电流 误差 一、电流互感器的误差 在理想条件下，电流互感器二次电流I 2＝I 1/Kn ，Kn=N 2/ N 1 ，N 1 、N 2 为一、二次绕组的 匝数，不存在误差。但实际上不论在幅值上（考虑变比折算）和角度上，一二次电流都存在差异。这一点我们可以从图中看到。 从图一看，实际流入互感器二次负载的电流I’2 ＝I 1－Ie ，其中I’2 = I 2 * Kn,Ie 为励 磁电流，即建立磁场所需的工作电流。正是因为励磁损耗的存在，使得I 1 和I’2 在数值上和 相位上产生了差异。正常运行时励磁阻抗很大，励磁电流很小，因此误差不是很大，经常可以被忽略。但在互感器饱和时，励磁阻抗会变小，励磁电流增大，使误差变大。 图二相量图，以I’2 为基准，E 2 较－I’2超前φ角（二次总阻抗角，即Z 2 和Z 阻抗角）， 如果不考虑铁磁损耗，励磁阻抗一般被作为电抗性质处理，Ie 超前E 2 为90度， I’2与Ie 合成I 1。图中I’2与I 1不同相位，两者夹角δ即为角度误差。 对互感器误差的要求一般为，幅值误差小于10％，角度误差小于7度。 二、电流互感器的饱和 电流互感器的误差主要是由励磁电流Ie 引起的。正常运行时由于励磁阻抗较大，因此Ie 很小，以至于这种误差是可以忽略的。但当CT 饱和时，饱和程度越严重，励磁阻抗越小， Z 图一 等值电路 E 图二 相量图
变电运行中电流互感器的运用浅析 发表时间：2018-10-19T09:44:35.320Z 来源：《电力设备》2018年第18期作者：崔鹏磊[导读] 摘要：在改革开放的新时期，我国的国民经济的得到快速的发展，人们的生活水平得到了显著的提升，我国对于电力的需求在不断的加大，介绍了一起220kV电流互感器金属膨胀器冲顶缺陷。 (大庆油田化工有限公司甲醇分公司供电车间黑龙江大庆 163000) 摘要：在改革开放的新时期，我国的国民经济的得到快速的发展，人们的生活水平得到了显著的提升，我国对于电力的需求在不断的加大，介绍了一起220kV电流互感器金属膨胀器冲顶缺陷。通过对电流互感器开展例行试验、诊断性试验及解体检查，确定电流互感器由于中间屏绝缘纸未完全干燥，导致运行过程中发生低能放电，产生大量气体，造成金属膨胀器冲顶。最后对预防该缺陷发生提出了相关的措 施与建议。 关键词：变电；电流互感器；运用 引言 电流互感器作为电力系统中的关键部件，其属于高压设备，对电力系统的安全稳定运行起到重要的保障作用。随着电力系统的发展，电路传输的容量不断提升，随之电压等级也在不断升高，传统电磁式电流互感器已经无法在继续承受较大的容量与电压负荷。为了满足现代电力系统发展的需求，电子式电流互感器要逐渐替代电磁式电流互感器，成为电力系统中的主要传感设备，担负起推动电力事业发展的责任。 1电流互感器的原理 电流互感器是根据电磁感应原理制成的一种测量电流的仪器，它是将一次侧大的电流经过转化变成二次侧小电流的。电流互感器的组成也很简单，是由闭合的铁心和绕组构成的。而对于电流互感器本身来说，它的一次侧的绕组匝数少，二次侧的绕组匝数比较多；使用时一次侧绕组需要串联使用，串联在需要测量的电流线路里，二次侧同样也是串联，需要串联在测量仪表和起保护作用的电路中，而且当电流互感器运行工作的时候，它的二次侧回路是闭合的，这样的话，因为测量的仪表和保护电路的电阻很小，所以此时电流互感器的状态可以看做是短路。 2使用原则 一是电流互感器的接线应遵守串联的原则也就是说一次侧绕组与应该被测的电路采取串联的方式，二次侧绕组与所有的仪表设备采取负载串联的方式。二是根据被测电路电流的大小，调整出一个合适的变比，不然的话会使误差增加。而且二次侧绕组的一侧必须要与地连接，避免因为电流互感器里的绝缘物的损坏，造成设备出现问题，严重的话还可能出现人身事故。三是无论是按照规定还是理论来说，二次侧绕组都不能开路，因为一旦二次侧绕组来路的话，一次侧绕组通过的电流将会转化为磁化的电流，这样的后果最终可能会导致整个电流互感器发热发烫甚至会烧毁线圈。上面提到了电流互感器在正常运行的时候，二次侧绕组与仪表设备和继电器等设备的电流线圈应该串联使用，又因为仪表和继电器等设备的电流线圈的电阻很小，所以二次侧就会产生一种就像是短路的状态。值得注意的是因为电流互感器的二次侧绕组都备有短路的开关，以免出现特殊情况使二次侧绕组开路，这样被触到的话会造成触电事故的。还有就是一旦二次侧绕组开路，要立刻去掉该电路的负载，然后立刻关掉电闸再处理突发情况，解决好故障后才能继续使用，不然会出现重大事故的。四是在实际情况中为了满足测量仪表、继电保护、断路器失灵判断和故障滤波等设备的需要，会在发电机、变压器、出线和母线的地方进行装置分段断路器、母断和旁断的断路器等的回路电路中设两个到八个二次侧绕组的电流互感器。五是出于保护设备的目的，那些保护用电流互感器的装置地应该采取以消除主保护装置的原则来设计。比如说这里两组电流互感器，在装置地能够满足的地对于情况下，最后设在断路器的两边，这样能够使断路器处于交叉的保护范围内。六是为了避免支柱式电流互感器因形状的性出现的套管闪络而使母线出现故障的问题，这种情况下电流互感器通常装在断路器的出线位置。七是当电力设备运行时，发电机的内部经常出现这样那样的故障，我们为了减缓运行故障的伤害，此时电流互感器应该布在发电机定子绕组的出线以侧。而且为了更好的分析和发现发电机的故障，如果是用于测量仪表的电流互感器就可以装置在发电机的中性点一侧。 3对电流保护的影响 3.1电流保护的依据 在电力系统中，将电压的等级分为500kV、220kV、110kV、10kV等。其中的10kV电气设备的电流一般很小，尤其是远离电源的时候电力系统本身的阻抗会越来越大的，因为10kV的电压系统的话短路电流是随着系统规模的改变而改变的，通常情况下会是一次额定电流的几百倍，甚至会有造成成电流互感器出现饱和状态。还有，短路的电流中的不同期的分量不仅会使电流互感器的饱和速度加快，还会使感应电流变小的，在这个时候如果采用由主变低压侧开关来解决故障的话，不但使拖延了时间，还会使断电的范围扩大，影响电力系统的供电。使电力运行设备的安全失控。 3.2电流保护对策 说起电流互感器的饱和，能够真正导致电流互感器饱和的有两种，当电流互感器处于严重饱和时，原来一次电流就会转为励磁电流，这样二次感应电流和电流继电器的电流就转为了零，一旦为零，保护装置就发挥作用了，会立刻出现拒绝反应，而出于保护的目的，可以采取以下方式:一是选择电流互感器的时候不要选择变比小的互感器，要选择合适的互感器，同时要充分考虑线路出现短路时，电流互感器的饱和；二是要避免增加二次负载阻抗，尽量减少二次的负载阻抗，另外可以通过缩小二次电缆的长度来保护电流互感器。 4在智能变电站中的运用 电子式互感器作为智能化一次设备，它的应用是智能变电站的重要标志之一。而对于电子式互感器的智能化研究，关键在于采样值通信接口问题以及一、二次设备功能集成的问题。IEC61850标准作为变电站自动化系统(SAS)中第一套全面的通信规约，其对电子式互感器带来的作用及影响可概括为以下几个方面:(1)互操作性要求。在IEC61850中，互操作性指的是智能装置(intelligentelectronicdevice，IED)间的通信接口标准化，即来自不同生产厂家的IED可以在同一个网络中交换信息。互操作性是电力公司、设备供应商和标准制定机构共同的目标，所有的通信都必须允许来自多个供应商提供的IED装置实现无缝连接并成为整体，故电子式互感器的通信接口需要符合互操作性这一要求。 (2)合并单元。合并单元定义在IEC60044－8中有详细说明，其作用在于给电子式互感器提供了数字化接口。合并单元同步收集多路采样值信息，并将相应采样值(SMV)报文发送至间隔层的保护、测量二次设备。
电流互感器使用注意事项 主要注意下面七个方面 1)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。 2)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I1全部成为磁化电流 引起φm和E2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 使误差增大。电流互感器在正常工作时 二次侧近似于短路 若突然使其开路 则励磁电动势由数值很小的值骤变为很大的值 铁芯中的磁通呈现严重饱和的平顶波 因此二次侧绕组将在磁通过零时感应出很高的尖顶波 其值可达到数千甚至上万伏 危机工作人员的安全及仪表的绝缘性能。 另外 二次侧开路使E2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。如图l中K0 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。 4)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
装置的需要 在发电机、变压器、出线、母线分段断路器、母联断路器、旁路断路器等回路中均设具有2 8个二次绕阻的电流互感器。对于大电流接地系统 一般按三相配置;对于小电流接地系统 依具体要求按二相或三相配置 5)对于保护用电流互感器的装设地点应按尽量消除主保护装置的不保护区来设置。例如 若有两组电流互感器 且位置允许时 应设在断路器两侧 使断路器处于交叉保护范围之中 6)为了防止支柱式电流互感器套管闪络造成母线故障 电流互感器通常布置在断路器的出线或变压器侧。 7)为了减轻发电机内部故障时的损伤 用于自动调节励磁装置的电流互感器应布置在发电机定子绕组的出线侧。为了便于分析和在发电机并入系统前发现内部故障 用于测量仪表的电流互感器宜装在发电机中性点侧。
如何正确选择及使用电流互感器，民熔 1.前言近几年来，随着我国电力工业中城网及农网的改造，以及供电系统的自动化程度不断提高，电流互感器作为电力系统的一种重要电气设备，已被广泛地应用于继电保护、系统监测和电力系统分析之中。 电流互感器作为一次系统和二次系统间联络元件，起着将一次系统的大电流变换成二次系统的小电流，用以分别向测量仪表、继电器的电流线圈供电，正确反映电气设备的正常运行参数和故障情况，使测量仪表和继电器等二次侧的设备与一次侧高压设备在电气方面隔离，以保证工作人员的安全。同时，使二次侧设备实现标准化、小型化，结构轻巧，价格便宜，便于屏内安装，便于采用低压小截面控制电缆，实现远距离测量和控制。当一次系统发生短路故障时，能够保护测量仪表和继电器等二次设备免受大电流的损害。下面就有关电流互感器的选择和使用作一浅薄探讨，以策各位读者朋友。 2电流互感器的原理互感器，一般W14W2，可见电流互流感器为一“变流”器，基本原理与变压器相同，工作状况接近于变压器短路状态，原边符号为L1、L2，副边符号为K1、K2。互感器的原边串接入主线路，被测电流为I1，原边匝数为W1，副边接内阻很小的电流表或功率表的电流线圈，副边电流为I2，副边匝数为W2。 原副边电磁量及规定正方向由电工学规定。 由原理可知，当副边开路时，原边电流I1中只有用来建立主磁通m的磁化电流I0，当副边电流不等于零时，则产生一个去磁磁化力I2W1，它力图改变m，但U1一定时，m是基本不变的，即保持IOW1 不变，因为I2的出现，必使原边电流I1增加，以抵消I2W2的去磁作用，从而保证IOW1不变，故有：IW=IW+(-IW)(1) 即IO=I1+WI/W（2）在理想情况下，即忽略线圈的电阻，铁心损耗及漏磁通可得：IW=-I2W2 有：T1/T2=-W2/W1 3电流互感器的选择3.1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；2）根据一次负荷计算电流IC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校验准确度；4）校验动稳定度和热稳定度。 3.2电流互感器变流比选择电流互感器一次额定电流I1n和二次额定电流I2n之比，称为电流互感器的额定变流比，Ki=Iln/I2n ~N2/N1。 式中，N1和N2为电流互感器一次绕组和二次绕组的匝数。 电流互感器一次侧额定电流标准比（如20、30、40、50、75、100、150（A）、2Xa/C）等多种规格，二次侧额定电流通常为1A或5A。其中2Xa/C表示同一台产品有两种电流比，通过改变产品顶部储油柜外的连接片接线方式实现，当串联时，电流比为a/c，并联时电流比为2Xa/C。一般情况下，计量用电流互感器变流比的选择应使其一次额定电流I1n不小于线路中的负荷电流（即计算IC)。如线路中负荷计算电流为350A，则电流互感器的变流比应选择400/5。保护用的电流互感器为保证其准确度要求，可以将变比选得大一些。 表1电流互感器准确级和误差限值3.3电流互感器准确度选择及校验所谓准确度是指在规定的二次负荷范围内，一次电流为额定值时的最大误差。我国电流互感器的准确度和误差限值如表1所示，对于不同的测量仪表，应选用不同准确度的电流互感器。 准确度选择的原则：计费计量用的电流互感器其准度为0.2~0.5级；用于监视各进出线回路中负荷电流大小的电流表应选用1.0-3.0级电流互感器。为了保证准确度误差不超过规定值，一般还校验电流互感器二次负荷（伏安），互感器二次负荷S2不大于额定负荷S2n，所选准确度才能得到保证。准确度校验公式：52≤s2n。 二次回路的负荷1：。取决于二次回路的阻抗Z2的值，则：S2=In'|z.|～In-(Z|zil+R+Rc) 或SV～Si+Ian'（R,+Rx）式中，Si、Zi为二次回路中的仪表、继电器线圈的额定负荷和阻抗，RXC为二次回路中所有接头、触点的接触电阻，一般取0.12，L为二次回路导线电阻，计算公式化为：Rm=L/（r×s)。
5P10是一种电流互感器的保护级，后面的10是准确限值系数，5P10表示当一次电流是额定一次电流的10倍时，该绕组的复合误差≤±5% 其他类推 这是客户一封信里关于电流互感器的参数, Primary current 300A Secondary current 5/5/5 three cores core 1 for metering 10 VA class 0.5 Fs 5 core 2 for protection 15VA class 5 P10 core 2 for protection 5 VA class 5 P 10 希望老鸟能给我讲解下各部份是什么意思,谢谢! Primary current 300A ---为一次电流额定值300A Secondary current 5/5/5 three cores 二次分三部分绕组额定电流均为5A core 1 for metering 10 VA class 0.5 Fs 5 ,测量用绕组,额定容量10VA core 2 for protection 15VA class 5 P10 保护用额定容量15VA core 2 for protection 5 VA class 5 P 10保护用额定容量5VA 电流互感器中的FS表示仪表保安系数，仅仅适用于测量级的电流互感器，具体规定如下： FS＝额定仪表限值一次电流 / 额定一次电流； 仅仅在用户有要求时，确定该数值，其推荐值为5，或10； 主要是在系统故障电流通过电流互感器时，对二次仪表起保护作用，FS越小，二次仪表越安全。 额定仪表限值一次电流是在额定负荷下，复合误差大于等于10％的最小一次电流。 列如，经计算，你需要装设保护的地方，在最大运行方式下短路电流是4KA，你选用的电流互感器是150/5,5P10，也就是说该电流互感器在150A*10倍 =1500A=1.5KA时，能保证绕组的复合误差≤±5%；而很可能短路后，电流超过1.5KA，甚至达到4KA，这时就达不到复合误差≤±5%，如果选用150/5,5P30的电流互感器，电流互感器在150A*30倍=4500A=4.5KA时，能保证绕组的复合误差≤±5%，但最大短路电流才4KA，故在全量程中，均能保证保护用电流互感器的精度。 但实际应用中，为降低成本，保护并不需要太高的精度，10P已经能满足需要，且在选择电流互感器时，也没有必要保证在最大短路电流时还保证精度，一般在保护定值附近能保证精度就可以了。 比如："5P20 4000-2000/1A 80VA" 准确级为5P的保护用电流互感器的误差限值在额定频率及额定负荷下其电流误差相位差和复合误差不应超过下列值： 额定一次电流下的电流误差不超过正负1%；
浅谈如何正确选择及使用电流互感器 1.前言 近几年来，随着我国电力工业中城网及农网的改造，以及供电系统的自动化程度不断提高，电流互感器作为电力系统的一种重要电气设备，已被广泛地应用于继电保护、系统监测和电力系统分析之中。电流互感器作为一次系统和二次系统间联络元件，起着将一次系统的大电流变换成二次系统的小电流，用以分别向测量仪表、继电器的电流线圈供电，正确反映电气设备的正常运行参数和故障情况，使测量仪表和继电器等二次侧的设备与一次侧高压设备在电气方面隔离，以保证工作人员的安全。同时，使二次侧设备实现标准化、小型化，结构轻巧，价格便宜，便于屏内安装，便于采用低压小截面控制电缆，实现远距离测量和控制。当一次系统发生短路故障时，能够保护测量仪表和继电器等二次设备免受大电流的损害。下面就有关电流互感器的选择和使用作一浅薄探讨，以飨各位读者朋友。 2电流互感器的原理 互感器，一般W1≤W2，可见电流互流感器为一“变流”器，基本原理与变压器相同，工作状况接近于变压器短路状态，原边符号为L1、L2，副边符号为K1、K2。互感器的原边串接入主线路，被测电流为I1，原边匝数为W1，副边接内阻很小的电流表或功率表的电流线圈，副边电流为I2，副边匝数为W2。原副边电磁量及规定正方向由电工学规定。 由原理可知，当副边开路时，原边电流I1中只有用来建立主磁通Φm的磁化电流I0，当副边电流不等于零时，则产生一个去磁磁化力I2W1，它力图改变Φm，但U1一定时，Φm是基本不变的，即保持I0W1不变，因为I2的出现，必使原边电流Il增加，以抵消I2W2的去磁作用，从而保证I0W1不变，故有：I1W1=I0W1+(-I2W2) (1) 即I0=I1+W2I2/W1 (2) 在理想情况下，即忽略线圈的电阻，铁心损耗及漏磁通可得： I1W1＝－I2W2 有：Il／I2＝－W2／W1 3 电流互感器的选择 3．1 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； 2)根据一次负荷计算电流IC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校验准确度； 4)校验动稳定度和热稳定度。 3．2 电流互感器变流比选择 电流互感器一次额定电流I1n和二次额定电流I2n之比，称为电流互感器的额定变流比，Ki＝I1n／I2n ≈N2／N1。 式中，N1和N2为电流互感器一次绕组和二次绕组的匝数。 电流互感器一次侧额定电流标准比(如20、30、40、50、75、100、150(A)、2Xa／C)等多种规格，二次侧额定电流通常为1A或5A。其中2Xa／C表示同一台产品有两种电流比，通过改变产品顶部储油柜外的连接片接线方式实现，当串联时，电流比为a／c，并联时电流比为2Xa／C。一般情况下，计量用电流互感器变流比的选择应使其一次额定电流I1n不小于线路中的负荷电流(即计算IC)。如线路中负荷计算电流为350A，则电流互感器的变流比应选择400／5。保护用的电流互感器为保证其准确度要求，可以将变比选得大一些。 表1 电流互感器准确级和误差限值 3．3 电流互感器准确度选择及校验 所谓准确度是指在规定的二次负荷范围内，一次电流为额定值时的最大误差。我国电流互感器的准确度和误差限值如表1所示，对于不同的测量仪表，应选用不同准确度的电流互感器。
低压电流互感器简介 江阴市星火电子科技有限公司蒋大维所谓低压，标准中一般根据设备最高电压（Um）定义，IEC61869-2007默认将低压定义为0.72KV以下，（所谓默认，即是没有明确指出0.72KV以下就是低压，标准只是分了一个电压等级）。而GB20840.1-2010《互感器第一部分：通用技术要求》根据中国的实际电力系统情况默认将0.72KV修改为0.66KV以下。目前拟稿的IEC38标准系列，将低压定义为1KV以下。 在行业标准，又将低压定义为3KV、1.2KV、0.5KV等等，当然这是根据不同行业的需要。在将来新的IEC或者GB的低压标准，低压应该会被定义为1KV。但目前我们主要遵循国家标准GB20840，即是默认低压为0.66KV，当然同时默认等同于IEC标准0.72KV。它的规则一般是这样的，国内销售的低压电流互感器电压等级标注为0.66KV，而出口产品标注为0.72KV。所以我们暂且认定低压电流互感器的标准为0.66KV。 低压电流互感器为什么要认定设备最高电压呢？ 0.66KV的低压电流互感器能不能使用在电压为3.6KV的设备中呢。很明显是不可以的，因为这个就要涉及到互感器的绝缘水平了，不同的设备电压所要求的绝缘水平是不一样的。虽然设备电压是0.66KV，但在特殊的时段，这个电压有可能成倍的上升，如果互感器内部绝缘水平不够，那很有可能内部击穿，从而损坏互感器。GB20840中规定0.66KV互感器的额定绝缘水平是要达到3KV的工频耐受电压，而设备电压3.6KV的互感器则要达到不低于18KV的工频耐受电压，所以0.66KV的互感器假设误用在3.6KV的电压设备中，有可能会因为它的绝缘水平不够而导致绝缘击穿，轻则互感器无法测量保护，严重时可发生安全事故。 低圧电流互感器从使用功能上分为测量用电流互感器和保护用电流互感器。测量用电流互感器是为测量仪器和仪表传送信息信号的电流互感器。保护用电流互感器是为保护和控制装置传送信息信号的电流互感器（见GB20840.2-2014）。下面，我们分别说说这两类互感器的区别及应用。 首先测量用互感器顾名思义它着重测量，所以它对准确级的要求非常严格，GB20840.2-2010中将测量用互感器的准确级分别定义为0.1、0.2、0.5、1、3，特殊测量用电流互感器准确级定义为0.2S和0.5S。具体准确级要求见表1、表2和表3。
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/8716379654.html, 电流互感器接线原理及使用注意事项 作者：王平东 来源：《商品与质量·学术观察》2013年第09期 摘要：本文对电流互感器的结构原理、接线原则及使用注意事项进行了详细分析，为实际工作提供了可靠的参考依据。 关键词：电流互感器结构原理接线原则注意事项 为了保证电力系统安全经济运行，必须对电力设备的运行情况进行监视和测量，但一般的测量和保护装置不能直接接入一次高压设备，需要将一次系统的大电流按比例变换成小电流，供给测量仪表和保护装置使用。 在测量交变电流的大电流时，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二次额定为5A或1A），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，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。 电气调试是电力工作中一项重要的内容，在电气调试工作中，二次回路检查又是一项重要的调试内容，它是关系到电力系统的测量、保护、通讯等功能能否发挥作用的前提。在二次回路中，电流互感器的接线是否正确又是电流二次回路是否正确的基础，所以电流互感器的接线正确性非常重要。很多电气调试人员对它没有深刻的理解，经常搞错，造成诸如差动保护误动作、电度表反转等。下面对这个问题做一个全面、细致的论述。 1、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（L1）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（L2）；二次绕组的匝数（N2）较多，与仪表、继电器、变送器等电流线圈的二次负荷（Z）串联形成闭合回路，见图1。 图1 电流互感器结构原理图 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。 2、电流互感器的接线原则
沈阳化工大学 本科毕业论文 题目： 1000A测量级电流互感器的设计 院系：信息工程学院 专业：电气工程及其自动化 班级：电气0703 学生姓名：李宗霖 指导教师：肇巍 论文提交日期：2011年 6 月 25 日 论文答辩日期：2011年 6 月 28 日
毕业设计（论文）任务书 电气工程及自动化专业电气0703班学生：李宗霖
摘要 电流互感器是电力系统中最为关键的基础设备，起到测量和保护作用，是用来测量电路中电流大小的装置。当某一电路中的电流过大以至于不能通过仪器直接测量出来，这时在电路中电流互感器的另一侧会准确地产生成比例的小电流，这样就可以方便直接用仪器测量并记录。电流互感器同时可以隔绝待测电路中可能出现的高电压，以便保护测量仪器。 本次设计是根据对600A电流互感器的分析，进而设计1000A测量级的电流互感器。通过了解电流互感器的发展趋势，电磁场的基本知识，所需材料的相关参数，进行计算铁心截面积，绕线长度，平均磁路长，绕组阻抗，以及0.5准确级时对应的5%，20%，100%，120%倍额定电流及0.25倍额定电压，120%倍额定电流时所对应的磁场强度，铁损角及误差。通过计算出的比差值和相位差与误差限制表进行对比，得到所计算的误差处在误差限制之内。 通过对1000A测量级电流互感器的设计，达到对电流互感器的深入了解，对以后从事相关行业起到重要的帮助。 关键词：电流互感器；设计；测量
Abstract Current transformer is the key basic instrument in electrical power system. Current transformer is used for measurement and protection. It is a instrument used for measuring the current in a circuit. When current in a circuit is too high to directly apply to measuring instruments, a current transformer produces a reduced current accurately proportional to the current in the circuit, which can be conveniently connected to measuring and recording instruments. A current transformer also isolates the measuring instruments from what may be very high voltage in the monitored circuit. Current transformers are commonly used in metering and protective relays in the electrical power industry. This project is based on the analysis of a 600A current transformer, and then makes a design of a 1000A current transformer. Through the understanding of the development of current transformers and the basic knowledge of electromagnetic field to get the parameters of the material. And calculate responding current of 5%, 20%, 100%,120% when it at the accuracy of 0.5, and the magnetic power at 120% and the errors. Through the results of errors and comparing with the diagram we have already got . Through achieve above projects, to make the design of 1000A current transformer come true. The significance of the this design of current transformer is to get a more completed understanding of it, maybe of a help in the future. Keywords: current transformer; design; measure
CT设计计算说明 I1n-----额定一次电流 I2n-----额定二次电流 A S----铁芯截面积;cm2 L C----平均磁路长;cm N K----控制匝数 N L----励磁匝数 r2-----二次绕组的电阻 L2*N2 r2=ρ55 ，Ω S2 式中ρ55-----导线在55℃时的电阻系数, Ω·mm2/m，铜导线ρ55=0.02 ; ρ75=0.0214 L2-------二次绕组导线总长, m ; N2-------二次绕组匝数; S2--------二次绕组的导线截面积, mm2 。 X2----二次绕组的漏电抗; X2选取 当I1n≤600A 时X2≈0.05～0.1Ω I1n≥600A 时X2≈0.1～0.2Ω Z2 ----二次绕组组抗Z2=√r22+ X22 U2 ----二次绕组组抗压降U2=I0×Z2; V U0 ----二次绕组端电U0=U2+E2JG; V E2JG----二次极限感应电势;V (IN)1n------额定一次安匝 (IN)2n------额定二次安匝 N1n---------一次绕组额定匝数 N2n---------二次绕组额定匝数 W2n---------额定二次负荷标称值 Z2n---------额定二次负荷; Z2n= W2n/ I2n2{例50(V A)/5(A)2=2} Z2min-------最小二次负荷; Z2min=1/4 Z2n R2n --------额定二次负荷有功分量; R2n=Z2n cosφ2=0.8Z2n,Ω R2min ------最小二次负荷有功分量; R2min=Z2min cosφ2=0.8Z2min,Ω X2n --------额定二次负荷的无功分量;X2n=Z2n cosφ2=0.6Z2n
电流互感器 1、原理 一次电流I １流过一次绕组，建立一次磁动势 （N 1I 1），亦被称为一次安匝，其中N 1为一次绕组的匝数；一次磁动势分为两部分，其中小一部分用于励磁，在铁心中产生磁通，另一部分用来平衡二次磁动势（N 2I 2），亦被称为二次安匝，其中N 2为二次绕组的匝数。励磁电流设为I 0，励磁磁动势（N 1I 0），亦被称为励磁安匝。平衡二次磁动势的这部分一次磁动势，其大小与二次磁动势相等，但方向相反。磁势平衡方程式如下： 120121I N I N I N ? ? ? += 在理想情况下，励磁电流为零，即互感器不消耗能量，则有 12120I N I N ? ? += 若用额定值表示，则 1212 N N I N I N ? ? =- 其中1N I ? ，2N I ? 为一次、二次绕组额定电流。
额定一次、二次电流之比为电流互感器额定电流比，12N N N I K I = P 1 1I ? P 2 2 I ? Z B 电流互感器工作原理 E 2 11I N ? 22I N ? 22I N ? - 01I N ?
电流互感器的等值电路如下图所示： Z 1 Z 2 1 I ? 2I ? ? Z M 2U ? Z B ' 1 E ? 2E ? 根据电工原理，励磁电流在铁心中建立主磁通，它穿过一次、二次绕组的全部线匝。由于互感器铁心有磁滞和涡流损耗，励磁电流的一部分供给这些损耗，称为有功部分，另一部分用于励磁，称为无功部分。所以励磁电流与主磁通相差角，这个角称为铁损角。主磁通在二次绕组中感应出电动势2E ? ，相位相差90（滞后）；则： 222()B E I Z Z ? ? =+ 式中 Z 2---二次绕组的内阻抗， Z 2= R 2 +ｊＸ2
大型发电机组保护用TPY级电流互感器的研究 与应用 时间:2006-10-30 摘要：大型发电机组保护采用TPY级电流互感器能够满足暂态性能的要求，可解决大型发电机组保护用电流互感器暂态饱和及剩磁问题，并满足差动保护各侧电流互感器型式一致的要求。我国电流互感器厂已开发制造出符合国产大型发电机组和工程需要的发电机套管式TPY级电流互感器。该类产品在设计和制造方面考虑了相关技术特点，满足了大批工程的需求。 关键词：发电机；电流互感器；TPY级；机组保护 0引言 我国电力行业标准DL/T866—2004《电流互感器和电压互感器选择及计算导则》已颁布实施。该标准在现行国内标准和国际通用标准的基础上，吸取了国际先进标准的规定，并根据工程应用与产品制造的实践情况，对电力工程用互感器的选择应用作了较全面的规定和论述。其中，更突出了保护用电流互感器，特别是满足暂态特性要求的TP类电流互感器；而对于大型发电机组保护用TPY级电流互感器应用的有关规定则是首次提出。在该标准编制过程中，华北电力设计院工程有限公司和其他主编单位及研究、制造单位，按照国产300～600MW发电机和主变压器典型参数，研制开发出了配套哈尔滨、东方和上海发电机制造厂产品的TPY级电流互感器，并已通过鉴定，开始小批量生产，并在工程中获得应用。文章针对大型发电机组保护用TPY 级满足暂态特性要求的电流互感器工程设计和产品选择方面作一简要论述，希望有助于标准的实施以及解决实际工作中的问题。 1大型发电机组保护宜采用TPY级电流互感器 1.1目前工程采用5P(10P)级电流互感器的问题 大型发电机组(含发电机、主变压器和发电机变压器组)的一次时间常数很大［1］，因此，当这些设备的差动保护在区外发生短路故障时，短路电流中具有衰减较慢的非周期分量而导致电流互感器铁心严重饱和，即暂态饱和。铁心饱和将使电流互感器传变特性变坏，而不能准确传变故障电流，需要采取措施防止暂态过程中由于电流互感器误差超过准确限值引起区外故障时保护差电流过大而误动。目前，国内大型发电机
电流互感器在开关电源中的应用 陶洪山，吴燮华 (浙江大学电气工程学院，浙江 杭州 310027） 摘 要 ： 电 流 互 感 器 可 以 用 来 检 测 高 频 开 关 电 源 中 的 单 极 性 电 流 脉 冲 。 分 析 了 电 流 互 感 器 构 成 的 电 流 检 测 电 路 工 作 过 程 。 比 较 了 磁 芯 自 复 位 、 强 迫 复 位 的 特 点 。 给 出 了 试 验 结 果 。 关键词： 电 流 互 感 器 ； 磁 芯 复 位 ； 开 关 电 源 1 引 言 在 高 频 开 关 电 源 中 ， 需 要 检 测 出 开 关 管 、 电 感 等 元 器 件 的 电 流 提 供 给 控 制 、 保 护 电 路 使 用 。 电 流 检 测 方 法 有 电 流 互 感 器 、 霍 尔 元 件 和 直 接 电 阻 取 样 。 采 用 霍 尔 元 件 取 样 ， 控 制 和 主 功 率 电 路 有 隔 离 ， 可 以 检 出 直 流 信 号 ， 信 号 还 原 性 好 ， 但 有 μ s级 的 延 迟 ， 并 且 价 格 比 较 贵 ； 采 用 电 阻 取 样 价 格 非 常 便 宜 ， 信 号 还 原 性 好 ， 但 是 控 制 电 路 和 主 功 率 电 路 不 隔 离 ， 功 耗 比 较 大 。 电 流 互 感 器 具 有 能 耗 小 、 频 带 宽 、 信 号 还 原 性 好 、 价 格 便 宜 、 控 制 和 主 功 率 电 路 隔 离 等 诸 多 优 点 。 在 Push Pull、 Bridge等 双 端 变 换 器 中 ， 功 率 变 压 器 原 边 流 过 正 负 对 称 的 双 极 性 电 流 脉 冲 ， 没 有 直 流 分 量 ， 电 流 互 感 器 可 以 得 到 很 好 的 应 用 。 但 在 Buck、 Boost等 单 端 应 用 场 合 ， 开 关 器 件 中 流 过 单 极 性 电 流 脉 冲 ； 原 边 包 含 的 直 流 分 量 不 能 在 副 边 检 出 信 号 中 反 映 出 来 ， 还 有 可 能 造 成 电 流 互 感 器 磁 芯 单 向 饱 和 ； 为 此 需 要 对 电 流 互 感 器 构 成 的 检 测 电 路 进 行 一 些 改 进 。 2 电 流 互 感 器 检 测 单 极 性 电 流 脉 冲 的 应用 电 路 分 析 根 据 电 流 互 感 器 磁 芯 复 位 方 法 的 不 同 ， 可 有 两 种 电 路 形 式 ： 自 复 位 与 强 迫 复 位 。 自 复 位 在 电 流 互 感 器 原 边 电 流 脉 冲 消 失 后 ， 利 用 激 磁 电 流 通 过 电 流 互 感 器 副 边 的 开 路 阻 抗 产 生 的 负 向 电 压 实 现 复 位 ， 复 位 电 压 大 小 与 激 磁 电 流 和 电 流 互 感 器 开 路 阻 抗 有 关 。 强 迫 复 位 电 路 在 原 边 直 流 脉 冲 消 失 期 间 ， 外 加 一 个 大 的 复 位 电 压 ，实 现 磁 芯 短 时 间 内 快 速 复 位 。 2.1 电 流 互 感 器 检 测 电 路 常 用 的 电 流 互 感 器 检 测 电 路 如 图 1(a)所 示 。 图 1(b)表 示 原 边 有 电 流 脉 冲 时 的 等 效 电 路 ， 电 流 互 感
电流互感器设计实例 作为磁性元件设计的最后一部分内容，我们将设计一个电流互感器。使用电流互感器可以减小测量变换器原边电流时的损耗。 电流互感器与一般的电压变压器的区别在什么地方呢？这个问题即使是资深的磁性元件设计人员也很难回答。基本的区别在于：变压器试图把电压从原边变换到副边，而电流互感器试图把电流从原边变换到副边。电流互感器的电压大小由负载决定。 我们通过一个实际的设计例子，可以更好地理解电流互感器的工作原理。 假设用电流互感器测量变换器的原边电流，原边10A电流对应1V电压。当然，我们可以用一个1V/ 10A=100m^的电阻来测量，但是电阻将造成的损耗为1V X1OA=1OW这么大的损耗对几乎所有的设计来说都是不能接受的。所以，要选用电流互感器，如图5-26所示。 囹昴用电流菽厠互感跻碱小期耗 当然，为了减少绕组电阻，我们把原边的匝数取为1匝，同时为了使电流降到一个比较低的水平，畐I」边匝数应该比较多。如果副边匝数为N,由欧姆定律可得（10 /N）R=1V 在电阻中消耗的功率为P=（1V）2/R。我们假设消耗的功率为50mW也就是说，我们可以使用100mW规格的电阻），这就要求R不得小于20Q，如果采用20Q的电阻，由欧姆定律可得副边匝数N=200 现在我们来看磁芯，假设二极管是普通的一般的二极管，通态电压大约为1V,电流 为10A/200=50mA互感器输出电压为1V,加上二极管的通态电压1V,总电压大约2V。2 50kHz 频率工作时，磁芯上的磁感应强度不会超过 c （2Vx4ps}10B 4 ~ 200 匝XA -人 由于原边流过电流的时间不可能超过开关周期（否则，磁芯无法复位）。因此A可以很小，而B也不会很大。这个例子里磁芯的尺寸不能通过损耗要求或磁通饱和要求来确定，更大的可能是由原副边之间的隔离电压来确定。如果隔离电压没有要求，磁芯的大小一般由2 00匝的绕组所占体积来确定。你可以用40号的导线流过500mA勺峰值电流，但是这种导线实在太细，一般的变压器厂家不会为你绕制。 实用提示除非一定要用，一般情况下不要使用规格小于36号线的导线。 现在我们来分析为什么不能用电压变压器来替代电流互感器？已经知道副边电压只有2V,因此原边电压为2V/200=100mV如果输入直流电压为48V,那么电流互感器原边10 mV电压对48V电压来说是微不足道的一一那样你可以在副边得到50mA的电流，而对原边几乎没有什么影响。假设另一种情况（不现实的），原边的输入直流电压只有5mV那么互感器的原边不可能有10mV的电压，同时由于原边阻抗（如反射副边阻抗）也比较大，决定了副边根本不可能产生50mA的电流。即使整个5mV t压全部加在原边，畐寸边也只能产生 200X 5mV=1V勺电压：不能在转换电阻上产生足够的电压。因此，电压变压器只能用作变压器，不能用来检测电流。