电流互感器设计实例
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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;cm2L C----平均磁路长;cmN K----控制匝数N L----励磁匝数r2-----二次绕组的电阻L2*N2r2=ρ55 ,ΩS2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≈0.05~0.1ΩI1n≥600A 时X2≈0.1~0.2ΩZ2 ----二次绕组组抗Z2=√r22+ X22U2 ----二次绕组组抗压降U2=I0×Z2; VU0 ----二次绕组端电U0=U2+E2JG; VE2JG----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 Z2nR2n --------额定二次负荷有功分量; R2n=Z2n cosφ2=0.8Z2n,ΩR2min ------最小二次负荷有功分量; R2min=Z2min cosφ2=0.8Z2min,ΩX2n --------额定二次负荷的无功分量;X2n=Z2n cosφ2=0.6Z2nX2min ------最小二次负荷的无功分量;X2min=Z2min cosφ2=0.6Z2minR2ε--------二次回路总电阻; R2ε= r2+R2n;ΩR2εmin ------二次回路最小电阻; R2εmin= r2+R2min;ΩX2ε--------二次回路总电抗; X2ε=X2+X2n;ΩX2εmin ------二次回路最小电抗; X2εmin= X2+X2minn;Ωα----------二次回路阻抗角; α= arctg X2ε/ R2ε= tg -1(X2ε/ R2ε);(ο)α----------二次回路阻抗角; α= arctg X2εmin/ R2εmin= tg -1X2εmin/ R2εmin;(ο) Z2ε--------二次回路总阻抗; Z2ε=√R2ε2+X2ε2;ΩZ2εmin-------二次回路总阻抗; Z2εmin=√R2εmin2+X2εmin2;ΩI1/ I1n(%) 额定一次电流百分数对准确级为0.1∽1级额定二次负荷时列 5 ,20 ,100 ,120 ;四个数最小二次负荷时列120 一个数对准确级为3或5级额定二次负荷时列50, 120 二个数最小二次(IN)0---负荷时列120 一个数对保护级只在额定二次负荷时列100 一个数I2--------对应额定一次电流百分数的二次电流E2------与二次电流相对应的二次绕组感应电势E2=I2Z2ε或E2=I2Z2εmin , VB------对应不同E值的铁芯磁通密度45×E2B= ,T 1T(特斯拉)=104GS(高斯)N2n×Ac(IN)0/cm---单位长度的励磁磁势根据磁通密度B按选定铁芯材料的磁化曲线查出(IN)0----铁芯总的励磁磁势(IN)0=(IN)0/cm×L Cθ(ο)----铁芯的损耗角,跟据磁通密度B或单位长度的励磁磁势(IN)0/cm由磁化曲线查出。
零序电流互感器和剩余电流互感器的异同及设计零序电流互感器和剩余电流互感器的异同及设计一、引言在电力系统中,电流互感器是一种非常重要的设备,用于测量电流的大小和方向,保护电力系统的安全和稳定运行。
而零序电流互感器和剩余电流互感器作为电流互感器的两种特殊类型,其设计和运用也呈现出不同的特点。
本文将就零序电流互感器和剩余电流互感器的异同及设计进行深入探讨。
二、零序电流互感器的特点及设计1. 零序电流互感器的作用零序电流互感器是一种用于测量系统中零序电流的互感器,其主要作用是检测系统中的接地故障、漏电和电流不平衡等问题,确保系统的安全运行。
2. 零序电流互感器的设计原理零序电流互感器的设计原理主要是通过差动电流变比和相位角差来实现零序电流的测量。
其设计需要考虑电流变比、绝缘强度、频率响应等因素,以保证测量的准确性和稳定性。
3. 零序电流互感器的特点零序电流互感器具有灵敏度高、响应快、频率范围广等特点,适用于各种类型的电力系统,并且能够准确测量系统中的零序电流。
三、剩余电流互感器的特点及设计1. 剩余电流互感器的作用剩余电流互感器是一种用于测量系统中剩余电流的互感器,其主要作用是检测系统中的接地故障,保护系统的安全运行。
2. 剩余电流互感器的设计原理剩余电流互感器的设计原理主要是通过测量系统中的零序电流,从而实现对剩余电流的测量。
其设计需要考虑电流变比、绝缘强度、频率响应等因素,以保证测量的准确性和稳定性。
3. 剩余电流互感器的特点剩余电流互感器具有灵敏度高、抗干扰能力强、安全可靠等特点,适用于各种类型的电力系统,并且能够准确测量系统中的剩余电流。
四、零序电流互感器和剩余电流互感器的异同1. 设计原理零序电流互感器和剩余电流互感器在设计原理上具有相似之处,都是通过测量电流变比和相位角差来实现电流的测量,但在应用场景和要求上存在一些差异。
2. 作用零序电流互感器主要用于测量系统中的零序电流,以检测系统中的接地故障和漏电等问题;而剩余电流互感器则主要用于测量系统中的剩余电流,以检测接地故障和保护系统的安全运行。
电流型电压系列互感器应用说明电路图1 电路图2图1: 电容C及电阻r是用来补偿相移的。
通过软件补偿或不需要补偿相移的场合,电容C及电阻r 可以不接。
图中运算放大器为OP07系列,运算放大器的电源电压通常取±15V或±12V。
图1中反馈电阻R 和限流电阻R′要求温度系数优于50ppm,R′应注意功率选择,推荐使用状态是2mA/2mA。
如果您的AD转换是低电压输入,互感器可以直接并联一电阻,但采样电压不得大于0.5V有效值, 大于0.3V时角差会增大。
注:r计算公式请于我们公司技术部联系。
输出电压=输入V/ (R′+内阻)*R ,另外可调电阻进行微调,以达到输出电压的精度。
如果需要补偿角差,则需要确定补偿电容C及电阻r的值。
由于电容C微调时很不方便,所以需要微调电阻r,C为(CBB) 系列电容,图2: 是为有效值的≤3.53V AD转换而设计的,图中R和限流电阻R′要求温度系数优于50ppm,输出=输入V/ (R′+内阻)*R。
产品规格介绍:性能指标:输入电流2mA 隔离耐压>3000V AC输出电流2mA 线性范围0-10mA输入电压0~1000V 副边电阻160Ω输出电压0~8V 匝比1∶1相角差< 5′(经过补偿后) 工作温度-40℃~80℃比值差≤0.1% 线性度优于0.1%使用方法:RPT-206B是一种电流型电压互感器,典型应用电路如图所示。
输入额定电流为2mA,额定输出电流为2mA。
用户使用时需要将电压信号转换成电流信号。
推荐使用电路如图所示。
图中,R′是限流电阻,不论额定输入电压多大,调整R′的值,使额定输入电流为2mA,就满足使用条件。
副边电路是电流/电压变换电路,当需要电压输出时采用。
调整图中反馈电阻R和r的值可得到所需要的电压输出。
电容C1及可调电阻r′是用来补偿相移的。
电容C2和C3是400至1000pF的小电容,用来去耦和滤波。
两个反接的二极管是起保护运算放大器作用的,也可用一个100Ω左右的电阻代替。
电流互感器二次侧的额定电压全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:电流互感器是一种用来测量电流的装置,通过感应电场的方式来测量电路中的电流大小。
在实际应用中,电流互感器的二次侧额定电压是一个重要的参数,它直接影响着电流互感器的性能和使用范围。
本文将从电流互感器二次侧额定电压的定义、作用、类型以及选择方面进行探讨。
我们来了解一下电流互感器二次侧额定电压的定义。
电流互感器的二次侧额定电压是指在额定条件下,二次侧绕组上的电压。
通常情况下,电流互感器的二次侧额定电压是由制造商根据产品性能和规格确定的,用户在选型和使用时需要根据具体应用要求选择合适的二次侧额定电压。
电流互感器二次侧额定电压的作用主要体现在以下几个方面。
二次侧额定电压可以反映电流互感器的输出信号范围,从而帮助用户选择合适的测量范围。
二次侧额定电压还可以帮助用户确定电流互感器的输出信号稳定性和准确性,保证测量数据的可靠性。
二次侧额定电压也可以影响电流互感器的输出负载能力和抗干扰性能,对测量结果产生影响。
在实际应用中,电流互感器的二次侧额定电压可以分为不同类型,主要包括单相电流互感器和三相电流互感器。
单相电流互感器通常具有较低的额定电压,适用于单相电路的测量;而三相电流互感器则通常具有较高的额定电压,适用于三相电路的测量。
在选择电流互感器时,用户需要根据具体的电路类型和测量需求来确定合适的二次侧额定电压。
为了正确选型和使用电流互感器,用户需要注意以下几点。
根据实际需求选择合适的二次侧额定电压,避免电路过载或测量误差。
在安装和使用过程中,注意保护电流互感器的二次侧绕组,避免外部环境因素对其影响。
定期检查和校准电流互感器,确保其性能稳定和准确度高。
第二篇示例:电流互感器是一种用于测量电流的装置,常见于电力系统中。
它通过感应主要导线中的电流,从而生成一个与主要电流成比例的辅助电流,以便监测和控制电力系统。
在电流互感器的设计中,额定电压是一个重要参数,特别是在二次侧。
便捷式电流互感器升降起吊安装装置设计发布时间:2023-02-07T05:07:08.471Z 来源:《福光技术》2023年1期作者:孙伟周二磊米东星孙振兴[导读] 在电力系统中,为方便线路状态检测,电流互感器被大量应用。
在电流互感器的检修作业中,需要将互感器于安装位置上拆卸下来,检修结束后再将其安装回原来位置。
国网淮北供电公司安徽淮北 235000摘要:由于传统电流互感器安装过程需要多人配合,但安装空间较为狭窄,多人操作极为不便,设计一种便捷式电流互感器升降起吊安装装置。
以短距离可移动性、升降高度可调为设计需求,由主架、爬升装置、底脚、固定轮、万向轮、把手、活动支脚、支撑板、齿条、电量显示、充电口、开关等设计该新型装置的结构。
实例应用结果表明:使用本实用新型装置拆除一个电流互感器耗时53.7min,可提升作业效率,且通过单人操作降低人员配置,具有便捷性。
关键词:电流互感器;安装装置;升降起吊装置;便捷式装置;中图分类号:TM312 文献标识码:A引言在电力系统中,为方便线路状态检测,电流互感器被大量应用。
在电流互感器的检修作业中,需要将互感器于安装位置上拆卸下来,检修结束后再将其安装回原来位置。
在此过程中,由于中置柜内空间较小,检修人员需要下蹲进行作业,不仅耗时耗力,无法保证安装效率,而且作业人员的疲劳作业,易导致电流互感器发生掉落现象,存在巨大的安全隐患。
与此同时,电流互感器具有体积大、质量重等特点,整个安装过程至少需要3~4人来完成,严重降低了电流互感器的安装效率。
因此,本文在保障电流互感器安装作业安全的前提下,设计一种便捷式升降起吊安装装置,来辅助检修人员进行电流互感器安装作业。
1确定设计方案在实际的电流互感器安装作业中,一般会在中置柜安装完毕之后,进行电缆加装作业时,开始电流互感器安装[1]。
当下,我国常规的电流互感器安装方式主要通过固定平台、传动或叉臂等形式实现互感器的起吊工作,虽然固定平台式安装装置成本较低,但其结构简单,只能安装一种类型的电流互感器,适用性较差;传动或叉臂式安装装置虽具有一定灵活性,但对结构设计要求较高,且操作过程中耗力较大。
电流互感器原理图电流互感器是一种用来测量电流的传感器,它可以将电流转换成与之成正比的电压或者电流信号输出。
电流互感器广泛应用于电力系统中,用来测量电流大小,监测电力设备的运行状态,保护电力系统的安全稳定运行。
电流互感器的原理图主要包括互感器本体、电流传感器、信号处理电路等部分。
互感器本体是电流互感器的核心部件,它由铁芯和线圈组成。
铁芯是用来传导电流的磁路,线圈则是用来感应电流的变化。
当被测电流通过互感器本体时,会在铁芯中产生磁场,导致线圈中感应出电压信号。
这个电压信号与被测电流成正比,可以通过信号处理电路进行放大、滤波和调理,最终输出给测量仪表或者控制系统。
电流互感器的原理图中,电流传感器是一个重要的部分。
它通常由铁芯、线圈和外壳组成。
铁芯用来传导被测电流,线圈则用来感应电流的变化,外壳则用来保护铁芯和线圈,防止外部环境对其产生影响。
电流传感器的设计和制造对电流互感器的性能和精度有着重要的影响,需要考虑到磁路的设计、线圈的匝数和材料、外壳的材质等因素。
信号处理电路是电流互感器原理图中的另一个关键部分。
它主要负责对从电流传感器中获取的微弱信号进行放大、滤波和调理,使其能够满足测量仪表或者控制系统的输入要求。
信号处理电路的设计需要考虑到信号的稳定性、抗干扰能力、动态响应速度等因素,以确保电流互感器的测量精度和可靠性。
除了上述部分,电流互感器的原理图还可能包括其他辅助部件,比如温度补偿电路、校准电路、防雷电路等。
这些部件的作用是为了提高电流互感器的性能和可靠性,使其能够适应不同的工作环境和工作条件。
总之,电流互感器的原理图是一个复杂的系统工程,它涉及到电磁感应、信号处理、精密加工等多个领域的知识。
只有深入理解电流互感器的工作原理和结构特点,才能设计出性能优良、稳定可靠的电流互感器产品,满足电力系统对电流测量的需求。
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=100mΩ的电阻来测量,但是电阻将造成的损耗为1V×10A=10W,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。
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,副边匝数应该比较多。
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20Ω,如果采用20Ω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
可以很小,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
e
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的峰值电流,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——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电压全部加在原边,副边也只能产生200×5mV=1V的电压: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。
从另外一个角度来看:虽然输入电源的电压为48V时,但是流过电流互感器电流的大小不是由原边的这个48V电压决定的,而是其他因素决定的。
电流互感器是有阻抗限制的电压变压器。
最后,我们来看一下电流互感器的误差情况怎么样?答案在于电流互感器的基本定义上:感应的是电流。
实用提示电流互感中的二极管和副边绕组的电阻不会影响电流的测量,因为(只要阻抗不是无穷大)串联电路中电流处处相等,与串联的元件无关。
实际工作中,是不是使用肖特基二极管作为整流二极管是没有关系的:二极管的低通态电压只影响变压器,不会影响电流互感器。
如果互感器副边的电感太小,测量误差将会增大。
也就是激磁电感太小,假设我们要求测量电流的最大误差为1%,副边电流为50mA,那么副边电流就是50mA,这就意味着要求激磁电流(副边)应该小于50mA×1%=500μA。
激磁电流没有流过转换电阻,我们也无法检测到这个电流,这样误差就增大了。
我们可以算出副边电感的最小值
现在的匝数为200,我们需要A
=16mH/200=400nH的磁环,用普通的小铁氧体磁环就可以
L
了,这种铁氧体磁环是很容易找到的。