电流互感器串、并联时变比和容量的确定VIP

电工技术 ( 2 0 1 5年 2月下) 电流互感器串、并联时变比和容量的确定 郭本利 蒋运安 1 中钢集团马鞍 山矿院工程勘察设计有限公司 安徽 马鞍山 2 4 3 0 0 0 2 江苏省冶金设计院有限公司 江苏 南京 2 1 0 0 0 0 摘 要 ：本文介绍 了在 高压供 、 有一定的指导意 义。 关键 词 ：电流互感器 ；变比 ； 中图分类号 ：T P 2 0 6 配 电设计 中两个 电流互感器 串、并联时的 变比确 定方法，对电 气设计和工程应 用 并联 文献标 识码 ：A 1什么情况下要采用电流互感器串、并联接线 在高压供、配电设计中，电能计量和继电保护中需要测 量 回路 电流，这样就 需要 用到电流互感器 。选择电流互感器 时，先通过负荷计算确定供、配电回路的计算电流，然后按 照计算电流的 1 5 0 确定电流互感器的额定电流。 当负荷电流 在电流互感器额定电流的 2 0 1 2 0 范围之内时， 电流互感器 都能满足测量精度。在负荷电流的变化范围很大时，为了保 证测量精度和误差，同时也为了节省投资，通常的做法是配 置 多组 电流互感器 ，根据负荷轻重选择 电流互感器 串 并。 或者选择二次侧带抽头的电流互感器，根据负荷轻重选择电 流 互感 器的二次侧抽头 。 2电流互感器的选择和分类 根据 导体和电器选择设计技术规定 D L T 5 2 2 2 2 0 O 5 ) 第 1 5 0 1 条的规定， 应按下列条件选择电流互感器：( 1 )一 次回路电压；( 2 )一次回路电流；( 3 )二次负荷；( 4 )二次 回路电流；( 5 )准确度等级和暂态特性；( 6 )继电保护及测 量的要求；( 7 )动稳定倍数；( 8 )热稳定倍数；( 9 )机械荷 载；( 1 0 ) 温升。 按照安装方式分类，电流互感器有以下几种：( 1 )贯穿 式，用来穿过屏板或墙壁的电流互感器； ( 2 )支柱式， 安装在平面或支柱上，兼做一次电路导体支柱用的电流互感 器；( 3 )套管式，没有一次导体和一次绝缘，直接套装在绝 缘 的套 管上的一种 电流互感器 ； ( 4 )母线式 ，没有一 次导 体但有一次绝缘，直接套装在母线上的种电流互感器 。 按照用途分类，电流互感器有二种：( 1 )测量用电流互 感器；( 2 )保护用电流互感器。 按照绝缘介质分类，电流互感器有以下几种：( 1 )干式 电流互感器 ； ( 2 ) 油浸式电流互感器； ( 3 ) 浇注式 电流互感 器 ： ( 4 )气体绝缘 电流互感器 按照电流变换原理分类，电流互感器有二种：( 1 )电磁 式电流互感器；( 2 )光电式电流互感器。 3电流互感器的串、并联方式 电流互感器的串、并联方式可以分为以下几种：( 1 )一 个电流互感器的两个二次绕组 ( 绕在同个铁芯上)串、并 联；( 2 )两个电流互感器，一次绕组不变，二次绕组串、并 联；( 3 )两个电流互感器，二次绕组不变，一次绕组串、并 联 。前面 的二种 方式 ，互感器 的一次电流不变，改变 的仅 仅 是二次电流，当负荷电流变化大时测量精度仍然受影响。只 有第 3种方式，改变电流互感器的一次绕组接线，才能适应 负荷 电流 的变化 。 4电流互感器串、并联后变比和容量的变化 4 1电流互感器的工作原理 一 次电流 1 流过一次绕组，建立一次磁动势 l l( 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N2 1 2( 称为二次安匝) ，其中N2 为二次绕组的匝数。 励磁电流设为， 0 ， 励磁磁动势 Nl I o( 亦 被称为励磁安匝) 。平衡二次磁动势的这部分次磁动势， 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 ： 1 1 - 4 - I 2 N 2= I o N x 在理想情况下，励磁电流为零，即互感器不消耗能量 ， 文章编号 ：1 0 0 2 - 1 3 8 8 ( 2 0 1 5 ) 0 2 - 0 1 2 9 - 0 1 则有 l l +I 2 N 2 =0 若用额定值表示，则 e 1 ：v 其中。 为一次、 二次 绕组额定电流。 = , I 2 eN z h 5g I 2 e K 电流互感器额定 电流 比 2 e 4 2一个电流互感器的两个二次绕组串联 接线如图 1 所示，一次侧 电流不变，二次绕组的匝数增 加一倍 ；根据电流互感器的工作原理，二次绕组未串联时， 1 J l = - 2 1 2 N2 ；二次绕组串 联后，I 1 NI = ， 2 ( 2 N2 ) 。 由上可知，电流互感器的二次绕组串联后，二次侧电流 的不变、变比不变、容量 ( 所带的最大负荷)为单绕组的二 倍 。 4 3一个电流互感器的两个二次绕组并联 接线如图 2 所示，一次侧电流不变。 根据电流互感器的 工作原理，二次绕组未并联时， 1 l =2 2 2；二次绕 组并联后 ， I 1 N I =一2 2 N 2 h ” =2 1 2 。 由上可知，电流互感器的二次绕组并联后， 二次侧电流 (1 2 ”) 较 未 串 联 时 增 大 一 倍 ， 变 比缩 小 一 半 T T T l ( ： ：一 1木 ) ，容量 ( 所带的最大负荷)为单绕 1 2 2 1 2 2 h 组 的二倍 。 4 4两个电流互感器，一次绕组不变，二次绕组串联 接线如图 3所示，一次侧电流相同，由于两个互感器磁 路独立，二次侧电流不变；互感器的变比不变，容量 ( 所带 的最大负荷)为单个互感器的二倍。 接线如图 2 所示，一次侧电流不变。根据电流互感器的 工作 原理 ，二次绕组 未并联 时， l J v1 = 2 2 J 2；二 次绕 组并联后 ， 1 l =- 2 I z N z I z ” =2 h 。 由上可知 ，电流 互感器的二次绕组并联后，二次侧 电流 (h”) 较 未 串 联 时 增 大 一 倍