电流互感器知识培训

第三章互感器电流互感器（TA或CT）电压互感器（TV或PT）互感器是一次系统和二次系统间的联络元件，用以分别向测量仪表、继电器的电流线圈和电压线圈供电，正确反映电气设备的正常运行和故障情况。将一次回路的高电压和大电流变为二次回路标准的低电压(100V)和小电流(5A或1A)，从而使测量仪表和保护装置标准化、小型化，并使其结构轻巧、价格便宜和便于屏内安装；并可采用小截面电缆进行远距离测量。互感器的作用是：将二次设备与高压部分隔离，保护工作人员的安全；同时，互感器二次侧均接地，这样可防止当一、二次绝缘损坏时，在二次设备上发生高压危险。第一节电流互感器TVN1N2I2I1负载AWhTA～一、电磁式电流互感器的原理和特点电磁式电流互感器是根据电磁感应原理制成的，由线圈和铁芯组成，工作原理与变压器相似。变压器作用是能量的变换，互感器的作用是信号变换。电流互感器的工作特点：一次绕组串联在所测量的一次回路中，并且匝数很少。因此，一次绕组中的电流I1完全取决于被测回路的负荷电流，而与二次绕组电流I2大小无关。二次绕组所接仪表继电保护装置的电流线圈阻抗很小，正常情况下电流互感器近似于短路状态下运行。二次绕组匝数N2很多，是一次绕组匝数的若干倍。二次绕组中的电流I2完全取决于一次绕组电流I1。并满足：电流互感器二次侧电流为标准的5A或1A。二、电流互感器的误差Z2f’r1x1I1r2’x2’r0x0I2’I0E2’U2’由于电流互感器本身存在励磁损耗和磁饱和等影响，使一次电流I1和二次电流I2′在大小和相位上都有误差。ψI2’U2’E2’ΦI2N2I0N1I1N1aobcαψ+αδiI1I01、误差理论分析(1)电流误差fi：为二次电流的测量值乘以额定电流比所得的值与实际一次电流之差，占后者的百分数。因为所以(2)相位误差δi：二次流出电流与一次同名端流入电流的相角差。二次流出电流超前一次同名端流入电流为正。当δi很小时，所以有：ψI2’U2’E2’ΦI2N2I0N1I1N1aobcαψ+αδiI1I0所以：2、影响误差的因素析具体影响电流互感器的误差的因素有：一、二次绕组的匝数；一次电流的大小；铁芯材料质量、结构尺寸；二次回路的负载阻抗等a、一次电流I1

的影响一次电流I1

在额定值IN

时，磁导率μ接近最大，此时电流误差和相角差最小。当一次电流较小时，磁导率小，H小，铁芯损耗角小，电流误差和相角差增大，但相角差增大得更快。一次电流越大，铁芯损耗角越大。b、二次负载阻抗及功率因数对误差的影响二次负载阻抗Z2l与误差成正比，因此二次侧接入的仪表或继电器及连接导线的总阻抗不能大于额定二次阻抗，以保证其准确级。当功率因数cosФ增大时，电流误差fi增大，相角差δi减小。c、铁芯尺寸、面积、材料对误差的影响缩短磁路长度(如采用圆形截面铁芯)增大铁芯的横截面S，磁路不易饱和采用磁导率μ高的电工钢四、电流互感器的准确级与额定容量1.电流互感器的准确级电流互感器的准确级以电流误差fi来定义的。即：在规定的二次负荷变化范围内，一次电流为额定值时的最大电流误差。（准确级越大，误差越大，精度越低）电流互感器的准确级放映了电流互感器作为测量元件的准确程度。测量用：0.2级0.5级1级3级10级保护用：P级（稳态保护用）TP级（暂态保护用）（相当于3级－10级）只有二次负载阻抗Z2f在一定范围内（小于某个值），才能保证电流互感器达到一定的准确级。同一台电流互感器工作在不同准确级时，可以带不同范围（上限值）的二次负载阻抗。保护型准确级保护用CT按用途分为稳态保护用（5P和10P）和暂态保护用（TPX、TPY、TPZ）。保护级的准确级以额定准确限值一次电流（额定一次电流倍数，I1/IN，也称额定准确限值系数）下的最大复合误差ε%来标称的。

5P10表示电流互感器一次流过10倍额定电流时复合误差不大于5%。对保护级CT，主要在系统短路时工作，因此在额定一次电流范围内的准确度要求不如测量级高，只相当于3～10级，但对可能出现的短路电流范围内，则要求CT的最大误差不超过–10%。10%误差曲线电流互感器10%误差曲线就是在保证误差不超过-10%的条件下，一次电流的倍数n与二次允许最大阻抗的关系曲线。nZ2L五、电流互感器的分类和结构1、分类按安装地点：户内、户外按安装方式：穿墙式、支持式、装入式（套管式）按绝缘形式：干式、浇注式、油浸式按一次绕组的匝数：单匝式、多匝式电流互感器的型号中的字母符号代表了其类型，其表示方式如下：2、结构单匝式电流互感器是由载流导体（作为一匝原绕组）穿过绕有副绕组的环形铁芯构成。它结构简单、体积小、价格低。但由于原绕组是单匝，当被测电流很小时，原边磁势小，测量精确度很低。当一次额定电流为400A及以下时，为提高其测量准确度，将一次绕组制成两匝或两匝以上，就构成了复匝式。不同的二次负荷对电流互感器有不同的精度要求。为了节省空间和成本，往往几个铁芯（各自绕着相应的二次绕组）共享一个一次线圈，构成一台电流互感器。一般3－35kV电流互感器均有两个二次绕组；110kV电流互感器有3－4个二次绕组；而220kV则有4－5个二次绕组。由于8字型绕组电场分布不均，只用于35~110kV电压等级使用。一般有2~3个铁芯。一次绕组呈U型，绝缘采用电容均压结构，电场分布均匀，110kV及以上电压等级应用广泛。另外，为了适应不同一次负荷电流的要求，110kV及以上的电流互感器常常将一次绕组分成几组，通过改变一次绕组的串并联关系，即可方便地获得2－3个额定电流比。六、电流互感器的接线单相接线仅反映单相电流或零序电流，可作为一般测量、过负荷保护、变压器中性点、6—10kV电缆线路的零序电流测量等。单相式接线两相电流差接线用两只电流互感器和一只继电器实现与不完全星形接线两只电流互感器和三只继电器相同的保护功能。可以反应相间故障电流，用作相间保护，不能完全反应接地故障，B相接地时保护不动作，主要用于6~10kV小电流接地系统的测量和保护回路。三角形接线：用于Y，d接线变压器差动保护星形侧电流回路和电流接线：用于二分之三接线、角形接线、桥型接线的测量和保护回路。思考题互感器的作用是什么？互感器二次额定电流、电压为标准值有什么好处？写出电流