互感器基础知识

1、电流互感器基础知识宁夏吴忠供电局变电检修工区变电一班,电流互感器基础知识,本次主要学习主要内容： 一、电流互感器作用 二、常用结构不同的电流互感器外形图 三、 电流互感器分类 四、电流互感器的端子标志 五、电流互感器型号及含义 六、电流互感器准确级 七、电流互感改变电流比的原理图 八、电流互感器的几个有关问题 九、电流互感器的接线方式,（一）电流互感器的作用,电流互感器 电流互感器作用是可以把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较小的二次电流，用来进行保护、测量等用途。,（二）单匝式电流互感器外形图,（二）复匝式电流互感器外形图,（二）链式电流互感器外形图,（二）电容屏绝缘型电流互感器外

2、形图,（二）倒立式电流互感器外形图,（二）正立式电流互感器外形图,油浸正立式电流互感器,（三）电流互感器分类,1. 按用途分 (1 )测量用电流互感器(或电流互感器的测量绕组)。在正常工作电流范围内，向测量、计量等装置提供电网的电流信息。 (2)保护用电流互感器(或电流互感器的保护绕组)。在电网故障状态下，向继电保护等装置提供电网故障电流信息。 2.按绝缘介质分 (1)干式电流互感器。由普通绝缘材料经浸漆处理作为绝缘。 (2 )浇注式电流互感器。用环氧树脂或其他树脂混合材料浇注成型的电流互感器。 (3 )油浸式电流互感器。由绝缘纸和绝缘油作为绝缘，一般为户外型。目前我国在各种电压等级均为常用。

3、 (4) 气体绝缘电流互感器。主绝缘由SF6气体构成。,（三）电流互感器分类,3 按电流变换原理分 (1) 电磁式电流互感器。根据电磁感应原理实现电流变换的电流互感器。 (2) 光电式电流互感器。通过光电变换原理以实现电流变换的电流互感器，目前还在研制中。 4. 按安装方式分 (1 )贯穿式电流互感器。用来穿过屏板或墙壁的电流互感器。 (2) 支柱式电流互感器。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) 套管式电流互感器。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) 母线式电流互感器。没有一次导体但有一次绝缘，直接套装在母线上使用的一种电流互感

4、器。,（三）电流互感器分类,5. 按一次绕组匝数分 (1) 单匝式电流互感器。大电流互感器常用单匝式。 (2) 多匝式电流互感器。中、小电流互感器常用多匝式。 6. 按二次绕组所在位置分 (1) 正立式。二次绕组在产品下部，是国内常用结构型式。 (2) 倒立式。二次绕组在产品头部，是近年来比较新型的结构型式。 7. 按电流比变换分 (1)单电流比电流互感器。即一、二次绕组匝数固定，电流比不能改变，只能实现一种电流比变换的互感器。,（三）电流互感器分类,(2) 多电流比电流互感器。即一次绕组或二次绕组匝数可改变，电流比可以改变，可实现不同电流比变换。 (3) 多个铁芯电流互感器。这种互感器有多个

5、各自具有铁芯的二次绕组，以满足不同精度的测量和多种不同的继电保护装置的需要。为了满足某些装置的要求，其中某些二次绕组具有多个抽头。 8. 按保护用电流互感器技术性能分 (1) 稳定特性型。保证电流在稳态时的误差，如P、PR、RX级等。 (2) 暂态特性型。保证电流在暂态时的误差，如IPX、TPY、TPZ、TPS级等。,（三）电流互感器分类,9. 按使用条件分 (1)户内型电流互感器。一般用于35kV及以下电压等级; (2)户外型电流互感器。一般用于35kV及以上电压等级。,（四）电流互感器的端子标志,电流互感器的端子标志 电流互感器的端子标志如图所示。一次端子起端标为PI，末端标为P2 。串并

6、联端子标为Cl、 C2。 例如图(c)中一次绕组分为两组，第一组的起、末端标为Pl、C2.第二组的起、末端标为C1, P2.当C1端和C2端相连时，一次绕组的两组串联联接；当C1端与P1端相连，C2端与P2端相连时.一次绕组的两组并联联接，从而可得到一次电流相对关系为1:2的两种电流比。 当二次绕组抽头较多时。二次端子标志依次为S1, S2, S3, S4,.如图(b)所示。当有多个二次绕组时，各二次绕组的出头相应标志为:1S1, 1S2: 2S1. 2S2; 3S1. 3S2; 4S1, 4S2。如图(d)所示。,（四）电流互感器的端子标志,端子标志一经标定，就决定了电流互感器的极性。GB1

7、208-1997规定，所有标有P1、S1和C1的接线端子。在同一瞬间具有同一极性，也就是说P1、 S1和C1是同名端按照这样标志的互感器的极性就是减极性的。,电流互感器安装时，应注意极性（同名端），一次侧的端子为L1、L2（或P1、P2），一次侧电流由L1流入，由L2流出。而二次侧的端子为K1、K2（或S1、S2）即二次侧的端子由K1流出，由K2流入。,（五）电流互感器型号,电流互感器型号 第一个字母：L-电流互感器 第二个字母：A-穿墙式；Z-支柱式；M-母线式；D-单匝贯穿式 V-结构倒置式；J-零序接地检测用；W-抗污秽；R-绕组裸露式 第三个字母：Z-环氧树脂浇注式；C-瓷绝缘；Q-气

8、体绝缘介质 W-与微机保护专用 第四个数字：B-带保护级；C-差动保护；D-D级；Q-加强型； J-加强型ZG 第五个数字：电压等级序号 例如：LDZB6-10QL表示：电流互感器D表示： 单匝式Z表示： 浇注式B表示： 带保护级6表示： 设计序号 10表示： 额定电压（kV） Q表示： 结构代号,（六）电流互感器的准确级,1. 准 确 级 电流互感器的准确度以标称准确级来表征，对应于不同的准确级有不同的误差要求，测量用电流互感器的标准准确级有0.1, 0.2, 0.5, 1, 3, 5级，对特殊要求的还有0.2S和0.5S级。保护用电流互感器的标准准确级有5P和l0P级。 IEC标准IEC6

9、0044一1还规定了两种特殊要求的保护用电流互感器，PR级和PX级.PR级是一种限制剩磁系数的电流互感器。其准确级标称是以该准确级在额定准确限值一次电流下的最大允许复合误差百分数来表示，随后加标字母“PR”。例如：5PR和lOPR。它们的误差限值分别与5P和10P相同。 PX级是一种低漏抗电流互感器 。 暂态保护用电流互感器 GB16847-1997规定了四种暂态保护级:TPS、 TPX、TPY和TPZ级。 例如：5P15是指互感器复合误差为5%，准确限值系数为15. 10P20是指互感器复合误差为10%，准确限值系数为20.,（六）电流互感器精度等级定义,精度等级定义 互感器的精度是制造时就

10、规定好的。常用的精度是0.1级、0.5级、10P级。不同的负载使用不同的精度。计量要求准确，使用0.1级。当发生短路时，电流很大、考虑互感器线圈的磁饱和问题，所以保护一般选择10P级。测量选用0.5级。 5P10,5P20,10P10,10P20 是电流互感器保护用绕组的准确级标示。以该准确级在额定准确限值一次电流下所规定的最大允许复合误差百分数标称，其后标以字母“P”(表示保护)。保护用电流互感器的标准准确级有：5P和10P。例如5P10后面的10是准确限值系数，5P10表示当一次电流是额定一次电流的10倍时，该绕组的复合误差 5% 例如：0.5/10P15，0.5-测量级，10P15-保护

11、级-额定电流的15倍时误差10%。 （10P15表示15倍的额定电流下的误差值为10%，如果超过15倍的额定电流下的误差值将超过10%，使测量不准确）。,（七）电流互感器改变电流比的原理图,一次绕组 (一)改变电流比 电流互感器在需要通过串、并联换接以改变电流比的原理图示(如下): 图1:由两个线段组成通过串、并联换接可以实现两种电流比的原理图。图3为一次绕组分四段，通过全串联.并一串联，全并联实现三个电流比变换的原理图。,（七）电流互感器改变电流比的原理图,图4;利用一次绕组抽头也可实现改变电流比 .,电流互感器改变电流比的原理,上图为通过串联方式实现电流比的改变,图为通过并联方式实现电流比

12、的改变,（八）电流互感器的几个有关问题,1、二次回路不允许开路运行 电流互感器在正常运行情况下， 二 次 电 流产生的磁势对一次电流产生的磁势起去磁作用，励磁电流甚小，铁芯中的总磁通很小，二次绕组的感应电势不超过几十伏。如果二次回路开路运行，则去磁作用消失，一次电流全部变为励磁电流，铁芯中磁通量剧增，铁芯处于极度饱和状态，而且磁通波形由原先的正弦波变为平顶波，电流互感器二次侧感应电势与磁通变化率成正比， 因 此二次侧开路时的感应电势波形呈尖顶波，且幅值很大，有可能达到数千伏。这样高的二次电压，不但威胁人身安全，而且有可能使二次绕组和二次设备的绝缘遭到损坏，甚至使铁芯因过热而烧毁。,（八）电流互

13、感器的几个有关问题,2、二次回路中不允许用熔断器(丝)保护 如果电流互感器二次侧装设熔断器(丝)， 当一次回路发生短路故障时，有可能因二次电流过大而使熔断器(丝)熔断，结果造成二次回路开路故障。因此，二次回路中通常不需采用过电流保护措施。 3、差动保护回路需用D级电流互感器 变压器差动保护用的电流互感器，其型号和变比不可能完全一样，总有不平衡电流流过差动继电器。即使线路纵联差动保护和发电机、电动机的纵联差动保护回路中，两侧的电流互感器变比相同，其特性和剩磁也不可能完全相同，因此正常运行时也有不平衡电流流过差动继电器。铁芯饱和程度对不平衡电流的影响十分明显，而且随着一次电流的增大而显著增大，为了

14、减小不平衡电流，需要在电流互感器的结构、铁芯材料等方面采取措施，使一次侧通过较大的短路电流时铁芯也不至于饱和。,（八）电流互感器的几个有关问题,D级的电流互感器就具有上述性能，它是专门用于纵联差动保护回路的特殊电流互感器。（注：差动保护的接地在保护屏末端、其它保护接地一般在端子箱）。,九 电流互感器的接线方式： 电流互感器在电力系统中根据所要测量的电流的不同，就有了不同的接线方式，最常见的有以下几种，如图所示。,（九） 电流互感器的接线方式,1两相星形接线 如图（a）所示。两相星形接线又称不完全星形接线，这种接线只 用两只电流互感器，统一装设在A、C相上。一般测量两相的电流，但通过 公共导线，也可测第三相的电流。主要适用于小接地电流的三相三线制系 统，在发电厂、变电所6-10kv馈线回路中，也常用来测量和监视三相系统 的运行状况。,（九） 电流互感器的接线方式,2两相电流差接线 如图（b）所示。两相电流差接线也称为两相交叉接线。由相量 图可知，二次侧公共线上电流为 ，其相量值为相电流的 倍。这 种接线很少用于测量回路，主要应用于中