電流互感器的基本概念
發布時間:2011/10/27 9:28:02 訪問次數:2718
1.電流互感器的工作原理
把大電流按規定比例轉換為小電流的電氣設備, Q24PLUS稱為電流互感器,用TA表示。電流互感器有兩個或者多個相互紿緣的繞組,套在一個閉合的鐵芯上。一次繞組匝數較少,二次繞組匝數較多。
電流互感器的作用是把大電流按一定比例變為小電流,提供給各種儀表、繼電保護及自動裝置用,并將二次系統與高電壓隔離。電流互感器的二次側電流為1A或5A。它不僅保證了人身和設備的安全,也使儀表和繼電器的制造簡單化、標準化,降低了成本,提高了經濟效益。
電流互感器的結構和基本原理,如圖3-14所示。它由鐵芯、一次繞組、二次繞組、接線端子及絕緣支持物組成。它的鐵芯是由硅鋼片疊加而成的。電流互感器的一次繞組與電力系統的線路相串聯,能流過較大的被測量電流Il,它在鐵芯內產生交變磁通,使二次繞組感應出相應的二次電流。若忽略勵磁損耗,一、二次繞組有相等的安匝數,即I1N1=I2N2(其中,N1為一次繞組的匝數,N2為二次繞組的匝數)。電流互感器的電流比k=Il/I2=NZ/Nl。電流互感器的一次繞組直接與電力系統的高壓線路相連接,因此電流互感器的一次繞組對地必須采用與線路的高壓相應的絕緣支持物,以保證二次回路的設備和人身安全。二次繞組與儀表、接地保護裝置的電流繞組串接成二次回路;
2.電流互感器與普通變壓器相比的特點
與普通變壓器比較,其原理有以下特點:
(1)電流互感器二次回路所串的負荷是電流表、繼電器等器件的電流繞組,阻抗很小,因此,電流互感器的正常運行情況相當于二次短路的變壓器的狀態。
(2)變壓器的一次電流隨二次電流的增減而增減,可以說是二次起主導作用;電流互感器(3)次電流由主電路負荷決定,而不由二次電流決定,故是一次起主導作用。
(3)變壓器的一次電壓決定了鐵芯中的主磁通,又決定了二次電動勢;因此,一次電壓不變,二次電動勢也基本不變。而電流互感器則不然,當二次回路的阻抗變化時,也會影響二次電動勢,這是因為電流互感器的二次回路是閉合的;在某一定值的一次電流作用下,感應二次電流的大小取決于二次回路中的阻抗(可想象為一個磁場中短路匝的情況)。當二次阻抗大時,二次電流小,用于平衡二次電流的一次電流就小,用于勵磁的電流就多,則二次電動勢就高;反之,當二次阻抗小時,感應的二次電流大,用于平衡二次電流的一次電流就大,用于勵磁的電流就小,則二次電動勢就低。所以,這幾個量是互成因果關系的。
(4)電流互感器之所以能用來測量電流(即二次側即使串上幾個電流表,其電流值也不減少),是因為它是一個恒流源,且電流表的電流繞組阻抗小,串進回路對回路電流影響不大。它不像變壓器,二次側一加負荷,對各個電量的影響都很大。但這一點只適應用于電流互感器在額定負荷范圍內運行,一旦負荷增大超過允許值,也會影響二次電流,且會使誤差增加到超過允許的程度。
3.零序電流互感器的工作原理
零序電流互感器是一種零序電流過濾器,它的二次側反映一次系統的零序電流。這種電流互感器將三相的導體(母線或電纜)用一個鐵芯包圍住,二次繞組繞在同一個封閉的鐵芯上。
正常情況下,由于一次側三相電流對稱,其相量和為零,鐵芯中不會產生磁通,二次繞組中沒有電流。當系統中發生單相接地故障時,三相電流之和不為零(等于3倍的零序電流),因此在鐵芯中出現零序磁通,該磁通在二次繞組感應出電動勢,二次電流流過繼電器,使之動作。
實際上由于三相導線排列不對稱,它們與二次繞組間的互感彼此不相等,零序電流互感器的二次繞組中會有不平衡電流流過。
零序電流互感器一般有母線型和電纜型兩種。
4.電流互感器二次接線
電流互感器的使用一般有以下五種接線方式:使用兩個電流互感器時有v形接線和差形接線;使用三個電流互感器時有星形接線,三角形接線,零序接線。
5.電流互感器的二次繞組串聯或并聯接線
(1)套管上的電流互感器,根據需要英二次繞組可采用串聯或并聯接線。
(1)電流互感器二次繞組串聯接線:電流互感器兩套相同的二次繞組串聯時,其二次回路內的電流不變;但由于感應電勢E增大l倍,所以,在運行中如果因繼電保護裝置或儀表的需要而擴大電流互感器的容量時,可采用二次繞組串聯的接線方法。
電流互感器二次繞組串聯后,其電流比不變,但容量增加1倍,準確度不降低。試驗證明:有些雙繞組的電流互感器,雖然兩個二次繞組的準確等級和容量不同,但二次繞組仍可串聯使用;串聯后誤差符合較高等級的標準,容量為二者之和,電流比與原來相同。
(2)電流互感器二次繞組并聯接線:PD69012 電流互感器二次繞組并聯時,由于每個電流互感器的電流比沒有變,因而二次回路內的電流將增加1倍。為了使二次回路內的電流維持原來的額定電流(1A或5A),則一次電流應較原來的額定電流降低1/2。所以,在運行中如果電流互感器的電流比過大,而實際電流較小時,為了較準確地測量電流,可采用二次繞組并聯接線。
1.電流互感器的工作原理
把大電流按規定比例轉換為小電流的電氣設備, Q24PLUS稱為電流互感器,用TA表示。電流互感器有兩個或者多個相互紿緣的繞組,套在一個閉合的鐵芯上。一次繞組匝數較少,二次繞組匝數較多。
電流互感器的作用是把大電流按一定比例變為小電流,提供給各種儀表、繼電保護及自動裝置用,并將二次系統與高電壓隔離。電流互感器的二次側電流為1A或5A。它不僅保證了人身和設備的安全,也使儀表和繼電器的制造簡單化、標準化,降低了成本,提高了經濟效益。
電流互感器的結構和基本原理,如圖3-14所示。它由鐵芯、一次繞組、二次繞組、接線端子及絕緣支持物組成。它的鐵芯是由硅鋼片疊加而成的。電流互感器的一次繞組與電力系統的線路相串聯,能流過較大的被測量電流Il,它在鐵芯內產生交變磁通,使二次繞組感應出相應的二次電流。若忽略勵磁損耗,一、二次繞組有相等的安匝數,即I1N1=I2N2(其中,N1為一次繞組的匝數,N2為二次繞組的匝數)。電流互感器的電流比k=Il/I2=NZ/Nl。電流互感器的一次繞組直接與電力系統的高壓線路相連接,因此電流互感器的一次繞組對地必須采用與線路的高壓相應的絕緣支持物,以保證二次回路的設備和人身安全。二次繞組與儀表、接地保護裝置的電流繞組串接成二次回路;
2.電流互感器與普通變壓器相比的特點
與普通變壓器比較,其原理有以下特點:
(1)電流互感器二次回路所串的負荷是電流表、繼電器等器件的電流繞組,阻抗很小,因此,電流互感器的正常運行情況相當于二次短路的變壓器的狀態。
(2)變壓器的一次電流隨二次電流的增減而增減,可以說是二次起主導作用;電流互感器(3)次電流由主電路負荷決定,而不由二次電流決定,故是一次起主導作用。
(3)變壓器的一次電壓決定了鐵芯中的主磁通,又決定了二次電動勢;因此,一次電壓不變,二次電動勢也基本不變。而電流互感器則不然,當二次回路的阻抗變化時,也會影響二次電動勢,這是因為電流互感器的二次回路是閉合的;在某一定值的一次電流作用下,感應二次電流的大小取決于二次回路中的阻抗(可想象為一個磁場中短路匝的情況)。當二次阻抗大時,二次電流小,用于平衡二次電流的一次電流就小,用于勵磁的電流就多,則二次電動勢就高;反之,當二次阻抗小時,感應的二次電流大,用于平衡二次電流的一次電流就大,用于勵磁的電流就小,則二次電動勢就低。所以,這幾個量是互成因果關系的。
(4)電流互感器之所以能用來測量電流(即二次側即使串上幾個電流表,其電流值也不減少),是因為它是一個恒流源,且電流表的電流繞組阻抗小,串進回路對回路電流影響不大。它不像變壓器,二次側一加負荷,對各個電量的影響都很大。但這一點只適應用于電流互感器在額定負荷范圍內運行,一旦負荷增大超過允許值,也會影響二次電流,且會使誤差增加到超過允許的程度。
3.零序電流互感器的工作原理
零序電流互感器是一種零序電流過濾器,它的二次側反映一次系統的零序電流。這種電流互感器將三相的導體(母線或電纜)用一個鐵芯包圍住,二次繞組繞在同一個封閉的鐵芯上。
正常情況下,由于一次側三相電流對稱,其相量和為零,鐵芯中不會產生磁通,二次繞組中沒有電流。當系統中發生單相接地故障時,三相電流之和不為零(等于3倍的零序電流),因此在鐵芯中出現零序磁通,該磁通在二次繞組感應出電動勢,二次電流流過繼電器,使之動作。
實際上由于三相導線排列不對稱,它們與二次繞組間的互感彼此不相等,零序電流互感器的二次繞組中會有不平衡電流流過。
零序電流互感器一般有母線型和電纜型兩種。
4.電流互感器二次接線
電流互感器的使用一般有以下五種接線方式:使用兩個電流互感器時有v形接線和差形接線;使用三個電流互感器時有星形接線,三角形接線,零序接線。
5.電流互感器的二次繞組串聯或并聯接線
(1)套管上的電流互感器,根據需要英二次繞組可采用串聯或并聯接線。
(1)電流互感器二次繞組串聯接線:電流互感器兩套相同的二次繞組串聯時,其二次回路內的電流不變;但由于感應電勢E增大l倍,所以,在運行中如果因繼電保護裝置或儀表的需要而擴大電流互感器的容量時,可采用二次繞組串聯的接線方法。
電流互感器二次繞組串聯后,其電流比不變,但容量增加1倍,準確度不降低。試驗證明:有些雙繞組的電流互感器,雖然兩個二次繞組的準確等級和容量不同,但二次繞組仍可串聯使用;串聯后誤差符合較高等級的標準,容量為二者之和,電流比與原來相同。
(2)電流互感器二次繞組并聯接線:PD69012 電流互感器二次繞組并聯時,由于每個電流互感器的電流比沒有變,因而二次回路內的電流將增加1倍。為了使二次回路內的電流維持原來的額定電流(1A或5A),則一次電流應較原來的額定電流降低1/2。所以,在運行中如果電流互感器的電流比過大,而實際電流較小時,為了較準確地測量電流,可采用二次繞組并聯接線。
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