电流互感器工作原理

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1、电流互感器1、原理一次电流I１流过一次绕组，建立一次磁动势（N1I1），亦被称为一次安匝，其中N1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（N2I2），亦被称为二次安匝，其中N2为二次绕组的匝数。励磁电流设为I0，励磁磁动势（N1I0），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：在理想情况下，励磁电流为零，即互感器不消耗能量，则有若用额定值表示，则其中，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，P1P2ZB电流

2、互感器工作原理F0jE2ad电流互感器的等值电路如下图所示：Z1Z2¢¢ZM¢ZB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j角，这个角称为铁损角。主磁通在二次绕组中感应出电动势，相位相差90°（滞后）；则：式中　Z2---二次绕组的内阻抗，Z2=R2+ｊＸ2　　　ZB―――二次负荷，ZB＝RＢ+ｊＸＢ二次电流的相位滞后于二次感应电动势a角。一次电流是（）和之和，一次电流与（）相差d角。可见由于励磁电流的存在，

3、一、二次电流在变换的大小和相位上都存在差别，这就是互感器的误差。特别要注意，电流互感器在运行中不允许开路，如果二次开路，二次电流为零，一次安匝全部用于励磁，铁心高度饱和，励磁磁通由正弦波变为平顶波，二次感应电动势变为峰值很高的尖顶波，对人身和设备将造成危害。二、电流互感器的分类1、分类分类说明按用途分保护用（用于机电保护和自动控制装置的电流互感器）测量用（测量电流和电能的电流互感器）按安装种类分户内式（一般额定电压不高于35kV）户外式（一般额定电压高于35kV）按绝缘介质分油绝缘（即油浸式电流互感器，电压可高达500kV）浇注绝缘（以环氧树脂浇注成型，多在35kV以下使

4、用）一般干式绝缘（由普通绝缘材料包扎，经浸渍漆处理的，有塑料外壳和无塑料外壳的电流互感器，多数为低压电流互感器）瓷绝缘（多数已被浇注绝缘取代）气体绝缘（如SF6气体作为绝缘的，多用于高压和超高压）按结构形式分贯穿式：单匝、多匝贯穿式支柱式母线式：用于大电流场合，一次绕组只有一匝。套管式：安装在变压器或断路器套管的中间法兰处，主绝缘是套管，一次绕组是导电杆，一次绕组只有一匝正立式：二次绕组在下部，国内高压油浸式电流互感器常用结构。详见“白”P57倒立式：二次绕组在上部，一次绕组较短，瓷套较细，多用于SF6气体作为绝缘。2、电流互感器型号组成特殊使用环境代号电压等级设计序号产

5、品型号字母下表为部分电流互感器型号代表字母表电流互感器型号代表字母及涵义分类涵义代表字母分类用途涵义代表字母用途电流互感器L绕组外绝缘介质变压器油空气（干式）气式瓷式浇注成型固体--GQC绝缘“壳”ZK结构形式套管式（装入式）支柱式RZ线圈式贯穿式（复匝）贯穿式（单匝）母线型开合式倒立式链型QFDMKVA结构特征及用途带保护级带保护级（暂“态”误差）BBT油保护方式带金属膨胀器不带金属膨胀器--N特殊使用环境代号主要有以下几种：GY----高原地区使用；W---污秽地区使用（W1、W2、W3对应污秽等级为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ）；TA----干热带地区使用；TH----湿热带地区使用

6、。三、电流互感器的电气特性1、术语A、额定电流：电流互感器的误差性能、发热性能和过流性能都是以额定电流为基数作出的相应规定的。对一、二次绕组而言，就是额定一、二次电流。电力系统额定二次电流一般为1A、5A。B、额定电流比：额定一、二次电流之比KN=C、额定二次负荷；确定互感器的准确级所依据的二次负荷。通常以视在功率VA表示。SN=2、电流互感器的误差特性2．1误差的定义A、电流误差GB1208-87对电流误差的定义是从电流互感器的原理知道，由于励磁电流的存在，二次电流乘以额定电流比总是小于实际一次电流，所以电流互感器的误差总是负值，只有采取了补偿以后，才可能出现正值电流误

7、差。B、相位误差GB1208-87对相位误差的定义是：电流互感器的一次、二次电流相量的相位之差。从电流互感器相量图中可以看出，相位差是二次电流反转180°后与一次电流的相角之差。二次电流相量反转180°后超前于一次电流相量时，相位差为正值，通常以“分”或“厘弧度”表示。1弧度（rad）=100厘弧度（crad）=3438分特别注意相位差的定义只是在电流为正弦波形时是正确的。C、复合误差当电流互感器通过很大电流时，铁心的磁通密度很高，励磁电流的波形畸变，二次电流也不再是正弦波，这时需要引入复合误差的概念。GB1208-87对复合