開口式電流互感器的工作原理

    電流互感器的工作原理

    電流互感器的工作原理、等值電路與一般變壓器相同,只是其原邊繞組串聯(lián)在被測電路中,且匝數(shù)很少;副邊繞組接電流表、繼電器電流線圈等低阻抗負載,近似短路。原邊電流(即被測電流)和副邊電流取決于被測線路的負載,與電流互感器副邊負載無關(guān)。電流互感器運行時,副邊不允許開路,也不允許在運行時未經(jīng)旁路就拆卸電流表及繼電器等設(shè)備。

    電流互感器一、二次額定電流之比,稱為電流互感器的額定互感比:kn=I1n/I2n ,因為一次線圈額定電流I1n己標準化,二次線圈額定電流I2n統(tǒng)一為5(1或0.5)安,所以電流互感器額定互感比亦已標準化。

    電流互感器的結(jié)構(gòu)

    電流互感器的基本結(jié)構(gòu)主要由一次繞組,二次繞組和鐵芯構(gòu)成,一次,二次和鐵芯之間都有絕緣。較簡單的電流互感器,有一個一次繞組一個二次繞組和一個鐵芯。這樣的電流互感器也只有一個電流比。

    為了提高電流互感器的準確度,一般都對電流互感器的誤差進行補償,這樣除了上述一次,二次繞組和鐵芯之外,有的還另外繞制輔助線圈或者加入輔助鐵芯。

    10千瓦以上高壓電流互感器,為了使用方便,經(jīng)常把幾個獨立的互感器鐵芯繞組,通過公用的一個一次繞組,絕緣和外殼,裝在一個互感器上,制成多次電流互感器。這樣,一臺電流互感器就相當于兩臺或者三臺電流互感器,兩個或者三個次級可以分別用于測量和保護線路。

    0.2級以上的精密電流互感器,一般都是做成多電流比的,即一臺互感器有許多電流比,供使用時選擇,多電流比互感器的一次繞組或者二次繞組都做成中間抽頭型的,如果一次二次繞組不變,相當于二次或者一次的每一個抽頭繞組,就得到一種電流比。這樣一次和二次繞組組合,就有許多電流比。

    電流互感器的特點

    1、一次繞組串聯(lián)在電路中,并且匝數(shù)很少,所以一次繞組中的電流完全取決與被測電路的負荷電流,而與二次電流的大小無關(guān)。

    2、電流互感器二次繞組所接儀表的電流線圈阻抗很小,所以在正常的情況下,電流互感器在近乎短路的狀態(tài)下運行。

    電流互感器的分類

    1、按用途分

    1)測量用電流互感器或電流互感器的測量繞組。在正常工作電流范圍內(nèi),向測量、計量等裝置提供電網(wǎng)的電流信息。

    2)保護用電流互感器或電流互感器的保護繞組。在電網(wǎng)故障狀態(tài)下,向繼電保護等裝置提供電網(wǎng)故障電流信息。

    2、按絕緣介質(zhì)分

    1)干式電流互感器,由普通絕緣材料包扎,經(jīng)浸漬漆處理的,有塑料外殼和無塑料外殼的電流互感器,多數(shù)為低壓電流互感器。

    2)澆注式電流互感器。用環(huán)氧樹脂或其他樹脂混合材料澆注成型的電流互感器。

    3)油浸式電流互感器。由絕緣紙和絕緣油作為絕緣,一般為戶外型。目前我國在各種電壓等級均為常用。

    4)氣體絕緣電流互感器。主絕緣由氣體構(gòu)成。

    5)瓷絕緣,多數(shù)一杯澆注絕緣取代。

    3、按電流變換原理分

    1)電磁式電流互感器。根據(jù)電磁感應(yīng)原理實現(xiàn)電流變換的電流互感器。

    2)光電式電流互感器。通過光電變換原理以實現(xiàn)電流變換的電流互感器,目前還在研制中。

    4、按安裝方式分

    1)貫穿式電流互感器。用來穿過屏板或墻壁的電流互感器。

    2)支柱式電流互感器。安裝在平面或支柱上,兼做一次電路導(dǎo)體支柱用的電流互感器。

    3)套管式電流互感器。沒有一次導(dǎo)體和一次絕緣,直接套裝在絕緣的套管上的一種電流互感器。

    4)母線式電流互感器。沒有一次導(dǎo)體但有一次絕緣,直接套裝在母線上使用的一種電流互感器。

    電流互感器的應(yīng)用

    1、交流電流的測量

    設(shè)備是否運行在額定電流值,設(shè)置電流測量裝置是必要的技術(shù)措施。有關(guān)規(guī)定40KW以上的設(shè)備,必須裝設(shè)電流表進行監(jiān)控。

    交流電流的測量有直接測量和經(jīng)電流互感器擴大測量的方式。直接測量就是將適當?shù)碾娏鞅泶与娏骰芈飞稀?/p>

    1)采用一臺電流互感器測量三相平衡線路中的電流。電流互感器選擇的是以電流表量程依據(jù),而電流表的量程則是根據(jù)負載電流的實際值,應(yīng)占電流表總量程的2/3至滿度值之間。

    2)采用二臺電流互感器,接成不完全星形,用以測量三相平衡或不平衡線路中的三相電流。

    3)采用三臺電流互感器,接成完全星形接法,用以測量三相平衡或不平衡線路中的三相電流。

    2、交流電度的測量

    為了擴大交流電度表的量程,工廠較常用的是采用電流互感器的方法來擴大量程。

    1)、采用單相電度表加電流互感器的測量方法,可用于測量三相平衡或單相電度計量。

    2)、采用二元件三相三線有功電度表,加二個電流互感器的測量方法??捎糜跍y量三相平衡或不平衡線路中的電度計量。

    3)、采用三相四線有功電度表,加三個電流互感器的測量方法??蓽y量三相平衡或不平衡線路中的電度計量。

    3、電力拖動線路中的保護

    大功率電動機中的過載保護,往往由于電流大,而無法購到相應(yīng)的熱繼電器,在這樣的情況下,一般采用加裝電流互感器的方法來解決。其實質(zhì)是將大電流變換成小電流用5A以內(nèi)的熱繼電器足可滿足過載保護的要求。

    1)、用于大功率自耦降壓啟動,電動機中的過載保護。

    2)、用于大功率頻敏變阻器啟動,電動機中的過載保護。

    3)、用于大功率星-角降壓啟動,電動機中的過載保護。

    電流互感器的選擇方法

    1、額定一次側(cè)電流應(yīng)在運行電流的20%~120%范圍內(nèi)。

    2、電流互感器的額定一次電壓和運行電壓相同。

    3、注意使二次側(cè)負載所消耗的功率不**過電流互感器的額定容量,否則電流互感器的準確等級將下降。

    4、根據(jù)系統(tǒng)的供電方式,選擇使用電流互感器的臺數(shù)和不同的接線方式。

    5、根據(jù)測量的目的和保護方式的要求,選擇電流互感器的準確等級。


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