電流互感器機構(gòu)與原理

1、一、電流互感器原理1普通電流互感器結(jié)構(gòu)原理    電流互感器的結(jié)構(gòu)較為簡單，由相互絕緣的一次繞組、二次繞組、鐵心以及構(gòu)架、殼體、接線端子等組成。其工作原理與變壓器基本相同，一次繞組的匝數(shù)(N1)較少，直接串聯(lián)于電源線路中，一次負荷電流()通過一次繞組時，產(chǎn)生的交變磁通感應(yīng)產(chǎn)生按比例減小的二次電流()；二次繞組的匝數(shù)(N2)較多，與儀表、繼電器、變送器等電流線圈的二次負荷(Z)串聯(lián)形成閉合回路，見圖1。圖1普通電流互感器結(jié)構(gòu)原理圖由于一次繞組與二次繞組有相等的安培匝數(shù)，I1N1=I2N2，電流互感器額定電流比：。電流互感器實際運行中負荷阻抗很小，二次繞組接近于短路狀

2、態(tài)，相當(dāng)于一個短路運行的變壓器。2穿心式電流互感器結(jié)構(gòu)原理穿心式電流互感器其本身結(jié)構(gòu)不設(shè)一次繞組，載流(負荷電流)導(dǎo)線由L1至L2穿過由硅鋼片搟卷制成的圓形(或其他形狀)鐵心起一次繞組作用。二次繞組直接均勻地纏繞在圓形鐵心上，與儀表、繼電器、變送器等電流線圈的二次負荷串聯(lián)形成閉合回路，見圖2。圖2穿心式電流互感器結(jié)構(gòu)原理圖由于穿心式電流互感器不設(shè)一次繞組，其變比根據(jù)一次繞組穿過互感器鐵心中的匝數(shù)確定，穿心匝數(shù)越多，變比越?。环粗?，穿心匝數(shù)越少，變比越大，額定電流比：。式中I1穿心一 匝時一次額定電流；n穿心匝數(shù)。3特殊型號電流互感器 3.1 多抽頭電流互感器。這種型號的電流

3、互感器，一次繞組不變，在繞制二次繞組時，增加幾個抽頭，以獲得多個不同變比。它具有一個鐵心和一個匝數(shù)固定的一次繞組，其二次繞組用絕緣銅線繞在套裝于鐵心上的絕緣筒上，將不同變比的二次繞組抽頭引出，接在接線端子座上，每個抽頭設(shè)置各自的接線端子，這樣就形成了多個變比，見圖3。圖3多抽頭電流互感器原理圖例如二次繞組增加兩個抽頭，K1、K2為100/5，K1、K3為75/5，K1、K4為50/5等。此種電流互感器的優(yōu)點是可以根據(jù)負荷電流變比，調(diào)換二次接線端子的接線來改變變比，而不需要更換電流互感器，給使用提供了方便。 3.2 不同變比電流互感器。這種型號的電流互感器具有同一個鐵心和一次繞組，而二

4、次繞組則分為兩個匝數(shù)不同、各自獨立的繞組，以滿足同一負荷電流情況下不同變比、不同準確度等級的需要，見圖4。圖4不同變比電流互感器原理圖例如在同一負荷情況下，為了保證電能計量準確，要求變比較小一些(以滿足負荷電流在一次額定值的2/3左右)，準確度等級高一些(如1K1、1K2為200/5、0.2級)；而用電設(shè)備的繼電保護，考慮到故障電流的保護系數(shù)較大，則要求變比較大一些，準確度等級可以稍低一點(如2K1、2K2為300/5、1級)。 3.3 一次繞組可調(diào)，二次多繞組電流互感器。這種電流互感器的特點是變比量程多，而且可以變更，多見于高壓電流互感器。其一次繞組分為兩段，分別穿過互感器的鐵心，

5、二次繞組分為兩個帶抽頭的、不同準確度等級的獨立繞組。一次繞組與裝置在互感器外側(cè)的連接片連接，通過變更連接片的位置，使一次繞組形成串聯(lián)或并聯(lián)接線，從而改變一次繞組的匝數(shù)，以獲得不同的變比。帶抽頭的二次繞組自身分為兩個不同變比和不同準確度等級的繞組，隨著一次繞組連接片位置的變更，一次繞組匝數(shù)相應(yīng)改變，其變比也隨之改變，這樣就形成了多量程的變比，見圖5(圖中虛線為電流互感器一次繞組外側(cè)的連接片)。帶抽頭的二次獨立繞組的不同變比和不同準確度等級，可以分別應(yīng)用于電能計量、指示儀表、變送器、繼電保護等，以滿足各自不同的使用要求。例如當(dāng)電流互感器一次繞組串聯(lián)時(圖5a)，1K1、1K2，1K2、1K3，2K

6、1、2K2，2K2、2K3為300/5，1K1、1K3，2K1、2K3為150/5；當(dāng)電流互感器一次繞組并聯(lián)時(圖55b)，1K1、1K2，1K2、1K3，2K1、2K2，2K2、2K3為600/5，1K1、1K3，2K1、2K3為300/5。其接線圖和準確度等級標準在銘牌上或使用說明書中。(a)一次串聯(lián)(兩匝)(b)一次并聯(lián)(一匝)圖5一次繞組匝數(shù)可調(diào)、二次多繞組的電流互感器原理圖 3.4 組合式電流電壓互感器。組合式互感器由電流互感器和電壓互感器組合而成，多安裝于高壓計量箱、柜，用作計量電能或用作用電設(shè)備繼電保護裝置的電源。組合式電流電壓互感器是將兩臺或三臺電流互感器的一次、二次

7、繞組及鐵心和電壓互感器的一、二次繞組及鐵心，固定在鋼體構(gòu)架上，浸入裝有變壓器油的箱體內(nèi)，其一、二次繞組出線均引出，接在箱體外的高、低壓瓷瓶上，形成絕緣、封閉的整體。一次側(cè)與供電線路連接，二次側(cè)與計量裝置或繼電保護裝置連接。根據(jù)不同的需要，組合式電流電壓互感器分為V/V接線和Y/Y接線兩種，以計量三相負荷平衡或不平衡時的電能，見圖6(a)、(b)。(a)兩臺電流互感器和電壓互感器V/V接線 (b)三臺電流互感器和電壓互感器Y/Y接圖6       組合式電流電壓互感器原理圖二、電流互感器使用注意事項1.極性連接要正確。電流互感器一般按減極性標注，如果極性連接不正確，就會影響計量，甚至在同一線路有多臺電流互感器并聯(lián)時，全造成短路事故。2.二次回路應(yīng)設(shè)保護性接地點，并可靠連接。為防止一、二次繞組之間絕    緣擊穿后高電壓竄入低壓側(cè)危及人身和儀表安全，電流互感器二次側(cè)應(yīng)設(shè)保護性接地點，接地點只允許接一個，一般將靠近電流互感器的箱體端子接地。3.運行