电流互感器-赵修民Word格式文档下载.doc

1、电流互感器的用途和基本结构一、电流互感器的用途 电流互感器和变压器很相象，变压器在线路上，主要用来改变线路的电压，而电流互感器接在线路上，主要用来改变线路的电流，所以电流互感器从前也叫 做变流器。后来，一般把直流电变成交流电的仪器设备，叫做变流器，把改变线 路上电流的大小的电器，根据它通过互感器的工作原理，叫做电流互感器。线路上为什么需要变电流呢？这是因为根据发电和用电的不同情况，线路上 的电流大小不一，而且相差悬殊，有的只有几安，有的却大至几万安。要直接测 量这些大大小小的电流，就需要根据线路电流的大小，制作相应为几安直到几万 安不同的许多电流表和其他电气仪表。这样就会给仪表制造带来极大的困

2、难。此 外，有的线路是高压的，例如 22 万伏或 1 万伏等高压输电供电线路，要直接用 电气仪表测量高压线路上的电流，那是极其危险的，也是绝对不允许的。如果在线路上接入电流互感器变电流，那么就可以把线路上大大小小的电 流，按不同的比例，统一变成大小相近的电流。只要用一种电流规格的电气仪表， 例如通用的电流为 5A 的电气仪表，就可以通过电流互感器，测量线路上小至几 安和大至几万安的电流。同时电流互感器的基本结构和变压器很相象，它也有两 个绕组，一个叫原边绕组或一次绕组；一个叫副边绕组或二次绕组。两个绕组之 间有绝缘，使两个绕组之间有电的隔离。电流互感器在运行时一次绕组 W1 接在 线路上二次绕

3、组 W2 接电气仪表，因此在测量高压线路上的电流时，尽管原边电 压很高，但是副边电压却很低，操作人员和仪表都很安全。由此可见，电流互感器除了可以将线路上大小不一的电流变成一定大小的电 流，以便于测量之外，还可以起到与线路绝缘的作用，以保证操作人员和仪表的 安全。电流互感器既然用来变电流，那么它最主要的参数就是电流比。一次电流 I1与二次电流 I2 之比，叫做实际电流比，一般用 K 表示，即：K=I1/I2为了生产和使用的方便，电流互感器的一次电流和二次电流都是规定有标 准，叫做额定一次电流和额定二次电流。额定电流的意思就是说，在这个电流下， 绕组可以长期通电而不被烧坏。当绕组的电流超过额定电流

4、时，叫做过负荷。长 期过负荷运行，会把绕组烧坏或降低互感器的寿命。这样，额定一次电流 I1n 与额定二次电流 I2n 之比，就叫做额定电流比，用- 2 -Kn 表示，简称为电流比。因此，一般所谓电流互感器的电流比，都是指它的额 定电流比，即Kn=I1n/I2n电流互感器有电力系统用和仪用两大类。电力系统用电流互感器是发电厂、 变电所等输出、供电系统中不可缺少的一种电器，长期接在线路上运行，一般只 有一个电流比，又可分为测量用和保护用电流互感器。测量用电流互感器主要与 测量仪表配合，在线路正常工作状态下，用来测量线路上的电流、功率和电能等； 而保护用电流互感器则与继电装置配合，当线路发生短路、过

5、电流等故障时，向 继电装置供电切断故障线路，以保护线路中的贵重设备，如发电机和变压器等。仪用电流互感器是在实验室内使用的一种电工仪器，也叫做精密电流互感 器，一般都有多个电流比，主要用来扩大电流仪表的量限，所以又叫做扩大量限 装置。它还可以作为标准电流互感器，与标准电流表、标准功率表或标准电度表 等配合，来检定相位低准确度的电表，功率表或电度表，或者以它为标准，来检 定低准确度的电流互感器。电力系统用电流互感器的额定一次电流标准值列于表 1。表中电流的单位为（A）。表中括号内值仅限于老产品或与老产品配套的产品；第 5 行 25000A 以上的 电流值了取第 4 行电流值的 10 倍数。表 1额

6、定一次电流标准值（单位 A）151015203040506075100160（150）200315（300）400500630（600）800（750）1000125（1200）1600（1500）200025003150（3000）400050006300（6000）8000（7500）1000012500（12000）16000（15000）2000025000额定二次电流标准值为 1A 和 5A。 仪用电流互感器额定一次电流标准值2除了表 1 所列数之外，还有：0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.5、0.75、1.5、2、2.5、3、4、7.5、8、25、8

7、0、120、250。额定二次电流标准值除 1A 和 5A 外，还有 0.5A。 此外，还有生产额定一次电流小于 0.1A 的，如 0.01、0.015、0.02、0.025、0.03、0.04、0.05、0.075A 和微机用额定二次电流为 0.1A 和 0.05A 的仪用电流互 感器。据此，式（2）就可以写出：Kn=I1n/I2n=5/5 或 10/5 或0.1/5 或 5/1 或 5/0.05（3） 当略去电流互感器误差不计时，实际电流比就等于额定电流比，即K=Kn=I1/I2（4） 由此可见，如果电流互感器的铭牌上标明电流比为 100/5，那么不仅说明互感器二次电流乘上 20 倍就等于一

8、次电流，而且还说明互感器一次绕组允许长期 通过的电流为 5A。所以电流比 100/5 不能写成 20/1，这是因为 20/1 说明互感器 的额定一次电流为 20A，额定二次电流为 1A，与 100/5 比值虽同而实际意义不 同。当我们利用互感器进行测量时，就按图 1 的原理接线，一次绕组串联接在被- 3 -测量的线路中，二次绕组则和 5A 的电流表串联。 这样，我们实际上测量到的是电流互感器二次绕组的电流，然后再根据铭牌上所标明的电流比，折算出一次绕组（即被测线路上）的实际电流。在电力系统 中，为了测量方便起见，电流表都预先经过折算，直接按一次绕组的电流来刻度， 同时在电流表上注明要用相应电流

9、比的电流互感器。例如我们要测量线路上最大 达到 200A 的电流，就可以选用 200/5 的电流互感器。这样，可以由电流表的指 示，直接读出一次绕组电流值。这时电流表的刻度虽然标的是 200A，但实际上 通过电流表的电流，也就是二次绕组的电流只有 5A。因此，我们也可以用普通5A 的电流表来测量，只要把测得的电流表读数，按电流比折算到原边，同样可 以得到一次电流的值。例 1 设线路上的电流约为 900A，应该怎样测量？ 电流互感器额定一次电流大于 900A 的为 1000A，因此可选用 1000/5 的电流互感器和 1000 的电流表，这个电流表上标有应用 1000/5 的电流互感器，按图 1

10、接线就可由电流表的指示直接读出线路上的电流。例 2 在例 1 中，如线路电流为 900A，问实际通过电流表的电流有多大？ 通过线路的电流为 I1 通过电流表的电流为 I2，因此由式（3）可以得到：I2 = I1/Kn=900/（1000/5）=4.5A实际通过电流表的电流是 4.5A。例 3 在例 1 中，如改用普通 5A 电流表进行测量，当电流表读数为 4.8A 时， 线路上的电流有多大？由公式（3）可以得到：I1=KnI2=1000/5*4.8=960A例 4在 10KV 高压线路上通过约 3A 的电流，应如何测量？ 线路上的电流大约只有 3A，可以采用普通的 5A 电流表进行测量，但是在

11、高压线路上，不能直接用 5A 电流表进行测量，必须通过高压电流互感器，因此 选用 10KV 5/5 高压电流互感器和 5A 电流表，按图 1 进行测量。因为互感器的 电流比为 5/5，即一次电流等于二次电流，所以与直接测量时一样，电流表可以 直接读出线路上的电流数值，这时电流互感器实际上是用来是绝缘隔离的作用。 由此可见，凡是不需要改变电流的大小，而需要二次和一次有绝缘隔离的，可以采用 5/5 的电流互感器。1、测量用电流互感器 测量用电流互感器的用途，如上所述，主要有下列两方面：（1）用来测量高压线路上的电流和功率，起绝缘隔离的作用，以保证操 作人员和仪表的安全。（2）用来测量高压或低压线路上的大电流和大功率，使用统一的 5A 的 二次线路和测量仪表。因此，对于测量用电流互感器主要有三个要求： 第一，绝缘必须可靠，以保证安全； 第二，必须有一定的测量准确度； 第三，仪表保安系数 Fs 较小。电流互感器在测量时，实测的二次电流都是按额定电流比折算为一次电流。 这样的折算实际上是有误差的。也就是说，电流互感器实际电流比并不等于额定 电流比，二者之间具有一定的误差。因此，测量用电流互感器根据变电流时所产 生的误差，规定电流互感器的准确级。国产电流互感器的准确级有：0.01 级、0.02- 4 -级、0.05 级