电流互感器交流资料讲解

550kV高压隔离开关500kV电流互感器500kV电容式电压互感器培训讲义江苏省电力技术中心江苏省电力培训中心2004年9月第一节：550kV SPOL、SPVL系列高压隔离开关培训讲义前言：高压隔离开关在电网中的任务是在无负荷下合、分电路，起到输送电力和安全隔离的作用，达到转换电路和停电检修的目的。

高压隔离开关是电力系统中使用量最大的一种高压开关设备，完全暴露在大气环境中工作，是受到环境和气候条件影响最大最直接的电器设备。

另外，隔离开关的结构形式又极大地影响电站设备的布置、接线方式、占地面积和基建投资。

其运行的可靠性极大地关系到电力系统的安全运行。

为了适应电力系统技术进步和发展的需要，世界各大电器设备制造公司竞相推出性能更先进、结构更合理、可靠性更高的产品。

可靠性、耐用性和免维护成为高压隔离开关的关键性能，在结构、选材和工艺等方面得到了新的发展。

下面介绍国外主要隔离开关制造商及其产品上世纪70年代，世界上生产高压隔离开关的著名厂商有：瑞士BBC、Alpha、S＆S；德国AEG、Siemens；法国Delle、MG、D.A；瑞典ASEA；美国GE、西屋、Allis-chalmers；英国BPE、Brush；前苏联；意大利伽利略、CEME；荷兰HAPAM；日本高岳、NGK、日立、东芝、富士等。

上世纪90年代开始，国际上输配电制造业呈现出并购重组、强强联合之势，而且愈演愈烈。

这种大组合达到优势互补、增强实力、提高开发能力、加快推出新产品，占领更大市场。

如瑞士BBC公司与瑞典ASES公司于上世纪80年代联合成立ABB集团，近年又兼并Calor Emag公司；法国Belle与Alsthom合并，后又收购德国AEG的输配电业务，1998年更名为Alstom，2004年法国核电AREVA集团又收购了其输配电部；法国施耐德（schneider）公司兼并MG公司，奥地利维奥技术集团（VA TECH）公司又并购施耐德公司的输配电部分，成立了维奥技术施耐德高压公司；2001年日本日立制作所与富士电机、明田舍合资成立AE power株式会社，在电力设备制造领域全面合作；2003年日本东芝和三菱合资成立东芝三菱输配电株式会社，其业务范围和规模将达到世界前三强水平。

电流互感器作用及工作原理_电压互感器的作用及工作原理_电压互感器和电流互感器的区别电力系统为了传输电能，往往采用交流电压、大电流回路把电力送往用户，无法用仪表进展直接测量。

互感器的作用，就是将交流电压和大电流按比例降到可以用仪表直接测量的数值，便于仪表直接测量，同时为继电保护和自动装置提供电源，所以说电压互感器与电流互感器在电力系统中起到了非常的大的作用，而本文要介绍的就是电压互感器与电流互感器的区别以及如何使用电压互感器测量交流电路线电压。

电流互感器作用及工作原理电流互感器的主要所用是用来将交流电路中的大电流转换为一定比例的小电流〔我国标准为5安倍〕，以供测量和继电保护只之用。

大家应该知道在发电、变电、输电、配电过程中由于用电设备的不同，电流往往从几十安到几万安都有，而且这些电路还可能伴随高压。

则为了能够对这些线路的电路进展监控、测量，同时又要解决高压、高电流带来的危险，这时就需要用到电流互感器了。

有些人可能见过电工用的钳形表，这是一种用来测量交流电流的设备，它那个"钳〞便是穿心式电流互感器。

电流互感器的构造如下列图所示，可用它扩大交流电流表的量程。

在使用时，它的原线圈应与待测电流的负载线路相串联，副边线圈则与电流表串接成闭合回路，如图中右边的电路图所示。

电流互感器的原线圈是用粗导线绕成，其匝数只有一匝或几匝，因而它的阻抗极小。

原线圈串接在待测电路中时，它两端的电压降极小。

副线圈的匝数虽多，但在正常情况下，它的电动势E2并不高，大约只有几伏。

由于I1/I2=Ki〔Ki称为变流比〕所以I1=Ki*I2由此可见，通过负载的电流就等于副边线圈所测得的电流与变流比Ki之乘积。

如果电流表同一只专用的电流互感器配套使用，则这安培表的刻度就可按大电流电路中的电流值标出。

电流互感器次级电流最大值，通常设计为标准值5A。

不同的电流的电路所配用的电流互感器是不同的，其变流比有10/5、20/5、30/5、50/5、75/5、100/5等等。

电流互感器、直检式霍尔电流传感器、磁平衡霍尔电流传感器、相位差磁调制式直流电流传感器与零磁通电流互感器的区别与使用以下介绍针对于MCU对150A以下电流进行数据隔离采样用途。

电流互感器电流互感器大家最为熟悉,就是初次级绕组通过铁芯进行电磁耦合,初次级电流比与匝比相同。

用于测量40-20kHz的正弦波电流。

测量精度一般为比差±0.1%,比差非线性度0.1%,,相位差15分。

特点,不需电源,价格便宜,精度高,缺点:不能用于有直流分量场合(某些型号可以带一定直流分量,但直流分量不反映到输出),价格10-30元直检式霍尔电流传感器初级绕组绕在径向开有缺口的环型(矩形等)铁芯上,霍尔元件置于缺口中。

当初级绕组有电流流过时,霍尔元件检测出铁芯中的磁感应强度B的大小(V=KBi,K霍尔元件灵敏度,B 磁感应强度,i霍尔元件的控制电流。

)该瞬时电压与初级绕组瞬时电流是线性关系。

对该电压(mV级)进行放大输出,就是跟踪输出型直检式霍尔电流传感器,也可以转换成标准信号输出。

用于测量DC-1kHz的各种波形电流。

由于输出电压与控制电流成正比,恒流源的稳定性很关键,磁路中的剩磁对输出有教大影响。

测量精度一般为±1%,非线性度0.5%,响应速度10μS,跟踪速度di/dt50A/μS。

特点,需提供±12V电源,结构简单,可以测量各种波形电流,缺点:温漂大,精度低一些。

价格50-100元磁平衡霍尔电流传感器某些厂家也把它称“零磁通”电流传感器磁平衡霍尔电流传感器是在铁芯上加了一个反馈绕组,把霍尔元件检测的电压反馈回反馈绕组中,使磁路中的B=0。

这样反馈绕组的电流与初级绕组的电流成对应关系,要求起反馈的运放的失调电压小。

控制电流的影响降低,精度较直检式霍尔电流传感器高许多。

用于测量DC-100kHz的各种波形电流。

测量精度一般为±1%,非线性度0.2%(高的0.1%),响应速度1μS,失调电流0.3mA。

1电流互感器极性定义1.1什么是电流互感器的极性•首先为什么电流互感器会有极性这样的概念，电流互感器相当于小的变压器，都是基于电磁感应原理工作的，一次电压/电流经过变比感应出小的二次电压/电流，用于测量、计量、保护等的作用。

•在一次二次线圈只有少量的匝数缠绕，我们可以通过右手螺旋定则判定出二次线圈中电流的方向，但是电流互感器一次二次线圈是多匝数的，而且外部又有绝缘材料的覆盖，所以是不能看出一次和二次电流的走向的和关系的，所以这个时候我们就需要通过专业的方法去测量确定二次电流和一次电流的方向关系，所以我们把电流互互感器的方向关系称为电流互感器的极性。

1.2电流互感器的极性分为几种，叫什么？•通过上面的了解，我们就清楚了互感器的极性概念，那么也就能想到有几种了，对，就是两种，一种一次和二次电流方向是一致的，一种是相反的，叫加极性和减极性。

1.3电流互感器极性的测量。

•上面了解到了极性的概念，那应该怎么测量呢，我想大家应该都想到了最简单和最早期的做法了，是对的，就是那样的，给一次侧通流，然后用电流表去测量二次侧的方向，就能确定一次二次电流的方向关系，后来为了方便，电力测试厂家发明了电流互感器综合测试仪，这个可以比较快、比较方便的测量出极性，但其实原理还是一样的，大家看他是怎么测量的，是给电流互感器一次电缆两端夹上夹子给他通流，然后将二次对应端子接入综合测试仪对应端子，就能测出极性，其实里面就是一个电子回路模拟万用表测出二次电流的方向，然后将结果经过对比打印出来，这样的设备操作非常简单，我相信大家用一次就会使用，很多工程测试人员是不明白其原理的，但是会用，能测出来，这是没有技术含量的，作为运维人员还是要清楚真正的原理的。

• 2 差动保护中极性的使用2.1差动保护原理•差动保护很多人都知道是两侧的电流做对比来定位故障点是区内还是区外，一些学过保护原理的同事知道差动保护中有差动电流和制动电流，差动电流等于两侧电流相量相加的绝对值，制动电流一般是两侧电流相量差绝对值的二分之一（也有用单侧电流最大值的）。

谈谈对于极性和方向保护的理解以电流互感器为例，我们常说要以减极性方式接线，为什么要这样规定呢所谓减极性接线就是在某一个瞬间(因为交流电方向随着时间变化，但某一个时刻还是具备明确的方向性的)电流互感器一次侧感受到的电流方向如果是流入，那么二次侧应该是流出；一次侧如果是流出，那么二次侧就是流入。

为什么一次电流和二次侧电流要相反呢其实这个相反是针对电流互感器而言的，再想一想二次侧电流要接到哪个装置保护装置！这样当电流互感器一次侧感受到电流流入，二次侧则流出，那么对于保护装置又是流入了！！因此，减极性的接法的目的是要保证二次设备(例如保护装置)感受到的电流方向要与一次电流方向一致！！减极性具体接线接线具体来说比方说当流变P1侧指向母线，则二次上应该将三根S1 和短接三根S2成为一根后总计4根线接入保护装置。

当流变P2侧指向母线，则二次上应该将三根S2 和短接三根S1成为一根线后总计4根线接入保护装置。

对于电压互感器而言也存在一个极性问题，采用减极性接线的目的也是要保证二次设备感受到的电压要和一次电压相一致。

再说说方向保护对于方向过电流保护，一次侧感受到的电流电压之间的相位关系具有明显的规律性：当正方向故障时一次侧电压超前电流30°左右当反方向故障时一次侧电流超前电压150°左右(150°=180°-30°)既然流变和压变均采用减极性接法，也就是说它们能够原封不动地将一次侧的相位关系搬到二次侧，那么保护装置就可以利用一次侧的电流电压相位关系来对方向进行判断了！再想一想，如何才能够原封不动地将一次侧的电流电压关系照搬到二次侧我们必须遵循一定的规范，这个规范就是减极性接法！！如果一旦流变或压变二次接线接错了，那么保护装置判断为正方向的可能实际是反方向，判断为反方向其实为正方向，那么就乱了套了！这就再一次印证了我们经常说的对于方向性保护，一定要注意二次接线，极性不要搞错了交流电每时每刻电流、电压的大小和方向均是在不停变化的，我们常说假设电流由母线流向线路为正，其实是指某个瞬间交流电流由母线流向线路。

互感器的分类(全)互感器分为电压互感器和电流互感器两大类。

电压互感器可在高压和超高压的电力系统中用于电压和功率的测量等。

电流互感器可用在交换电流的测量、交换电度的测量和电力拖动线路中的保护。

一、电压互感器分类1. 按用途分测量用电压互感器（或电压互感器的测量绕组），在正常电压范围内，向测量、计量装置提供电网电压信息。

保护用电压互感器（或电压互感器的保护绕组），在电网故障状态下，向继电保护等装置提供电网故障电压信息。

2. 按绝缘介质分干式电压互感器。

由普通绝缘材料浸渍绝缘漆作为绝缘，多用在500V及以下低电压等级。

浇注绝缘电压互感器。

由环氧树脂或其他树脂混合材料浇注成型，多用在35KV及以下电压等级。

油浸式电压互感器。

由绝缘纸和绝缘油作为绝缘，是我国最常见的结构型式，常用在220KV及以下电压等级。

气体绝缘电压互感器。

由气体作主绝缘，多用在超高压、特高压。

3. 按相数分单相电压互感器，一般在35KV及以上电压等级采用。

三相电压互感器，一般在35KV及以下电压等级采用。

4. 按电压变换原理分电磁式电压互感器。

根据电磁感应原理变换电压，原理与基本结构和变压器完全相似，我国多在220KV及以下电压等级采用。

电容式电压互感器。

由电容分压器、补偿电抗器、中间变压器、阻尼器及载波装置防护间隙等组成，目前我国110KV-500KV电压等级均有应用，超高压只生产电容式电压互感器。

光电式电压互感器。

通过光电变换原理以实现电压变换，近年来才开始使用。

5. 按使用条件分户内型电压互感器。

安装在室内配电装置中，一般用在35KV及以下电压等级。

户外型电压互感器。

安装在户外配电装置中，多用在35KV及以上电压等级。

6. 按一次绕组对地运行状态分一次绕组接地的电压互感器。

单相电压互感器一次绕组的末端或三相电压互感器一次绕组的中性点直接接地，末端绝缘水平较低。

一次绕组不接地的电压互感器。

单相电压互感器一次绕组两端子对地都是绝缘的；三相电压互感器一次绕组的各部分，包括接线端子对地都是绝缘的，而且绝缘水平与额定绝缘水平一致。

南方电网公司35kV交流电流互感器技术规范书（通用部分）技术标书编号：南方电网公司南方电网公司35kV交流电流互感器技术规范书（通用部分）目录1 总则 (1)2 工作范围 (1)2.1 工程概况 (1)2.2 范围和界限 (1)2.3 服务范围 (2)3 应遵循的主要标准 (2)4使用条件 (4)4.1正常使用条件 (4)4.2特殊使用条件 (5)5 技术要求 (6)5.1技术参数 (6)5.2设计与结构要求 (8)5.3 铭牌标志 (12)5.4 质量追溯 (13)5.5 关于对检修的要求 (13)6 试验 (18)6.1试验分类 (19)6.2 型式试验 (19)6.3 例行试验 (19)6.4现场交接试验 (20)7 产品对环境的影响 (21)8 技术文件要求 (21)9 监造、包装、储存、运输、安装及质量保证 (22)9.1监造 (22)9.2包装 (22)9.3运输 (23)9.4安装指导 (24)9.5质量保证 (24)10 一次、二次及土建接口要求（适用新建工程） (24)10.1 电气一次接口 (24)10.2 电气二次接口 (25)10.3 土建接口 (26)11 LCC数据文件 (26)1 总则1.1 本招标技术文件适用于南方电网公司建设工程项目采购35kV电压等级的交流电流互感器，它提出了该设备本体及附属设备的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。

1.2本设备招标技术文件提出的是最低限度的技术要求。

凡本招标技术文件中未规定，但在相关设备的行业标准、国家标准或IEC标准中有规定的规范条文，投标方应按相应标准的条文进行设备设计、制造、试验和安装。

对国家有关安全、环保等强制性标准，必须满足其要求（如压力容器、高电压设备等）。

1.3如果投标方没有以书面形式对本招标技术文件的条文提出异议，则意味着投标方提供的设备完全符合本招标技术文件的要求。

如有异议，不管是多么微小，都应在报价书中以“对招标技术文件的意见和同招标技术文件的差异”为标题的专门章节中加以详细描述。

交直流都可以检测，测交流出交流，测直流出直流，需要外接电源。

只能测交流，输出信号时AC 5A或者AC1A，不需要外接电源。

普通电流互感器只能测量交流电流，交流电流互感器如果开路会产生高电压，严重时会击穿线路绝缘，产生电击威胁人员安全，所以使用时，二次侧不能开路，拆的时候二次侧必须短接。

霍尔电流传感器，直流和交流电流都可以测量，霍尔电流传感器拆的时候二次侧不必短接。

普通电流互感器不需要加电源，可直接测量。

而霍尔电流传感器则需加正负15伏或者是正负12伏工作电源。

电流互感器一般输出AC 5 A或AC 1 A。

而霍尔电流传感器一般输出50mA或100mA或5V的小信号，也可变送输出4—20mA，便于自动化控制。

测量精度上，霍尔电流传感器也优于电流互感器。

被测电流畸变、多次谐波、非正弦波等，对电流互感器测量结果的准确度影响较大。

而对霍尔电流传感器的影响相对来说则小的多。

在测量频范围，霍尔电流传感器要比电流互感器宽的多。

此外，霍尔电流传感器的响应时间要比电流互感器快。

扩展资料：互感器和霍尔电流电压传感器有什么差别？互感器的分类主要是以安装方式和里面的磁芯材质来区别的。

具体表现在产品上，以安装方式划分，闭口式，开口式。

以磁芯材质划分：1、有工频的（硅钢，一般以再生类硅钢材料为主），测量40-70HZ工频交流信号2、中高频的，40-50KZH ，磁性材料只要是非晶，纳米晶等材料为主，也是目前市场上比较常用的互感器；3、铁氧体，测量高频，40-10MHZ，主要用于高频电源；霍尔的传感器和互感器的工作原理上是有根本区别的，互感器是线圈感应磁场，霍尔是靠砷化镓，锑化铟，砷化铟等材料感应方法而来的。

共同点是测量方法一样，初次级都是高度隔离的。

根本的区别就是霍尔可以测量DC....200KHZ的交直流电流，互感器只能测量交流，大于40HZ的交流。

互感器和霍尔传感器没有优劣之分，只有使用条件的差别。

互感器的优势：1、有驱动能力，一般输出电流都比较大；2、低成本；3、工作不需要辅助电源，应用方便；4、能测量霍尔传感器做不能企及的高频交流信号；互感器的劣势：1、正因为输出较大，对于微电路的MCU采集需要二次隔离，目的是保护器件；2、原边和副边有相差，在MCU采集的时候，需要在软件里面补偿，较为麻烦；3、测量大电流，要求体积较大，影响安装。

电流互感器的主要参数电流互感器的主要参数有：1.额定电压。

额定电压是指电流互感器在铭牌上标识的工作时的线电压有效值。

它表示了一次绕组的绝缘水平。

2.额定一次电流。

额定一次电流是指电流互感器在铭牌上标识的长期工作时允许通过一次绕组的最大电流。

3.额定二次电流。

额定二次电流是指电流互感器在铭牌上标识的工作时通过二次绕组的标准电流。

我国电流互感器的额定二次电流为5A或1A。

采用1A的电流互感器的二次绕组匝数比采用5A的要多，内阻大，励磁电流小，价格稍贵，但因为二次流过的电流小，所以可以降低电缆中的功率损耗。

电流互感器的额定二次电流的具体选用需根据变电站的实际情况，经过技术经济比较来确定。

一般来说，对于220kV及以下电压等级的容量较小的变电站，常采用额定二次电流为5A的电流互感器，而对于220kV及以上电压等级的大容量变电站，常采用额定二次电流为1A的电流互感器。

4.额定容量。

额定容量是指电流互感器在额定二次电流和额定二次阻抗下运行时，二次绕组输出容量（S2N=I22NZ2N），其标准值为5、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100VA等。

因为电流互感器的额定二次电流为标准值，故额定容量也常用额定二次阻抗来表示。

由于电流互感器的电流误差和相位差随着二次负荷和二次绕组的阻抗的增大而增大，故同一台电流互感器使用在不同准确级时，会有不同的额定容量。

例如LM2-10-3000/5-0.5型电流互感器在0.5级下工作时，额定二次阻抗为1. 6Ω，在1级下工作时，额定二次阻抗为2. 4Ω。

为保证电流互感器能在要求的准确级下运行，其二次负荷不应大于允许值。

5.电流比。

电流比为一次电流与二次电流之比。

电流互感器有实际值电流比和额定电流比两个术语。

实际值电流比是指实际的一次电流与实际的二次电流之比；额定电流比是指额定一次电流与额定二次电流之比。

6.额定动稳定电流。

额定动稳定电流是指在二次绕组短路时，电流互感器能够承受的最大一次电流的峰值，电流互感器应能承受住该峰值电流产生的电动力而无电气的或机械的损伤，且不影响其以后的正常工作。

基于三相交流互感器的电流反馈测量原理(一)基于三相交流互感器的电流反馈测量1. 介绍•电流测量是电气工程中不可或缺的一项任务。

基于三相交流互感器的电流反馈测量是目前广泛采用的一种可靠方法。

2. 三相交流电流测量原理•三相交流电流测量基于法拉第电磁感应定律和互感器的工作原理。

•互感器是一种电气设备，能够将高电压线路上的电流转换成标准的低电压信号。

它主要由两部分组成：一是主变压器，一是次级绕组。

•当交流电流通过主变压器的一侧绕组时，会在次级绕组中产生感应电动势。

由此产生的次级电流可以通过测量和放大器进行处理和反馈。

3. 三相交流互感器的结构•三相交流互感器通常由三个互感器组成，分别对应三相电流的测量。

•每个互感器都包含一个主变压器和一个次级绕组。

主变压器的一侧绕组与主电流线路相连，次级绕组与测量电路相连。

4. 三相交流互感器的工作原理•三相交流互感器的工作原理基于法拉第电磁感应定律和能量守恒定律。

•当主电流通过主变压器的一侧绕组时，产生的磁通会传递到次级绕组中，根据法拉第电磁感应定律，次级绕组中会产生感应电动势。

•次级绕组中的感应电动势与主电流成正比，通过测量和放大器等电路进行处理和反馈。

5. 三相交流互感器的优势•三相交流互感器具有以下优势：–由于采用互感器进行电流测量，可以将高电压线路上的电流转换成信号电平适宜的低电压信号，方便后续的传输和处理。

–互感器具有良好的线性特性和较高的精度，能够准确地反映主电流的值。

–互感器的安装和维护相对简单，使用寿命较长。

6. 应用•三相交流互感器广泛应用于电力系统、工业自动化等领域的电流测量和保护设备中。

•它们被用于监测电流负载、判定设备故障、控制系统稳定性等关键任务。

7. 结论•基于三相交流互感器的电流反馈测量是一种可靠、准确的电流测量方法。

•通过互感器将高电压线路上的电流转换成信号电平适宜的低电压信号，能够满足电气工程中对电流测量的要求。

•在电力系统和工业自动化等领域，三相交流互感器被广泛应用于电流测量和保护设备中。

电流互感器原理分析（准确级）及设计举例江阴市星火电子科技有限公司蒋大维电流互感器和变压器工作原理很像，在英文中变压器和互感器都是同样的表述“Transformer”，而电流互感器叫做“Current transformer”，这也表述了电流互感器和变压器的区别是，变压器是改变线路上的电压的，而电流互感器是改变线路上的电流的。

一个变压、一个变流，不同的是变压器变压的目的大多数是取得功率，而电流互感器的变流目的大多是为了测量或者保护，当然这个也没有绝对的。

电流互感器的工作原理是通过电磁感应将一次绕组的电流感应到二次绕组，电流互感器等值电路见图1。

1、电流互感器的等值电路图1：电流互感器的等值电路I1：一次电流；I2：二次电流；I0：励磁电流；r0：二次线包内阻；R b：二次负荷电阻分量；R2：二次总电阻；X2：二次总感抗，包含漏抗X0和二次负荷电抗分量X L。

通常有以下的计算：二次总电阻：R2=R b+r0；二次总感抗：X2=X L+X0；二次总阻抗：Z2=√（X22+R22）；二次电阻压降：U2=（Rb+r0）*I2；二次电动势：E2=Z2*I2。

为了直接能够看清楚各向量之间的关系，我们将电流互感器所有的向量画到一起。

2、电流互感器的向量图图2：电流互感器的向量图在水平轴上从左到右画上向量二次输出电流向量I2，长短表示数值大小，由于互感器内阻和互感器负荷的电阻分量产生了电压U2，同时U2超前I2一个角度，用向量U2在图中表示，同时由于Z2的存在产生二次感应电动势E2，所以E2超前I2一个角度α，α就是Z2的阻抗角。

要产生感应电动势，铁芯必须要有磁通，铁芯单位截面积的磁通密度叫做磁密B，也叫做磁感应强度,单位T，同时1T=10000GS(高斯)，其相位超前E2 90度。

B值可以计算：B=E2*10000/(4.44*S C*f*K*N2)。

S C:铁芯截面积，单位cm2；f：互感器工作频率，通常为50；K:铁芯的叠片（卷绕）系数，硅钢通常取到0.9-0.95，纳米晶0.8-0.9；N2:互感器的二次绕组匝数。

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