2023學年完整公開課版電流互感器2

電氣設備及運行主講：劉赟電氣教研室電流互感器PART3.2thermalplant電流互感器電流互感器電流互感器斷路器隔離開關電流互感器電流互感器電流互感器一、CT的作用和特點CT的作用：CT將大電流變?yōu)樾‰娏?5A或1A)，作為測量儀表和繼電器的交流電源及電流信號。電流互感器的原理和特點:電流互感器也是按電磁感應原理工作的。它的構造與普通變壓器相似，主要由鐵心、一次繞阻和二次繞阻等幾個主要部分組成。電流互感器其運行狀態(tài)有如下特點:(1)電流互感器的一次繞組匝數(shù)很少，使用時一次繞組串聯(lián)在被測線路里。因此一次繞組的電流完全取決于被測電路的負荷電流,與二次電流無關。(2)二次繞組匝數(shù)較多，與測量儀表和繼電器等電流線圈串聯(lián)使用。由于這些線圈阻抗都很小，所以電流互感器在正常運行時，接近于短路狀態(tài)，相當于一個短路運行的變壓器，這是電流互感器與變壓器的主要區(qū)別。電流互感器(3)運行中的電流互感器，二次回路必須接有負荷或直接短路，絕對不允許開路。電流互感器后果:二次側電壓高達上千伏，危及設備絕緣；磁通大，鐵心損耗增大，嚴重發(fā)熱，甚至燒毀互感器；誤差增大。電流互感器因此電流互感器二次回路內不允許安裝熔斷器。如果運行中的電流互感器的二次儀表或繼電器因工作需要必須斷開時,必須先將電流互感器二次繞組用導線(或專用短路壓板)短接后,再斷開其二次儀表或繼電器；恢復二次儀表或繼電器的工作時，應先接入其二次儀表或繼電器電流線圈，然后再拆除原有的短接線，即必須保證運行中電流互感器的二次回路處于近似短路的工作狀態(tài)。電流互感器電流互感器(4)二次側必須保護接地。電流互感器的一、二次額定電流之比，稱為額定電流比，用Ki表示，忽略勵磁電流時，近似與匝數(shù)成反比，即(9.4)電流互感器二、CT的誤差1.CT的等值電路和相量圖（磁勢平衡）圖3.5電流互感器的等值電路與相量圖（a）等值電路；（b）相量圖一次側電流I1與－KI2在數(shù)值上和相位上都有差異，原因在于勵磁電流I0的影響。電流互感器2.CT的電流誤差和角誤差（1）電流誤差以電流互感器測出的電流KNI2和實際電流I1之差，對實際電流I1的百分比表示。（2）角誤差角誤差，以旋轉1800的二次側電流相量-I2，與一側電流相量的夾角。以δi表示，并規(guī)定超前時，δi為正值，反之為負值。電流互感器3.影響CT誤差的因素及減小誤差的措施:1)一次側電流I1對誤差的影響:一次側電流比一次額定電流小得多時，由于較小，不足以建立激磁，則誤差較大；當一次電流增大至一次額定電流附近時，電流互感器運行在設計的工作狀態(tài)，誤差最小；當一次電流增大，大大超過一次額定電流時，一次磁動勢很大，磁路飽和，其誤差也很大。盡量使一次額定電流與一次實際運行電流相匹配。課后思考題3-3：電流互感器所在回路最大持續(xù)工作電流為1125A，現(xiàn)有額定電流分別為1000A，1200A，1500A三臺電流互感器，二次額定電流均為5A，請問選哪一臺電流互感器比較合適？其額定變比是多少？電流互感器2)二次側負荷阻抗及功率因數(shù)對誤差的影響。Z2f↑→I2↓→I0N1↑→ΔI%,δi↑必須把二次側負荷的阻抗及功率因數(shù)限制在相應的范圍內。電流互感器三.CT的技術參數(shù),準確級及其應用1)變流比。指一次繞組的額定電流與二次繞組額定電流之比。由于電流互感器二次繞組的額定電流都規(guī)定為5A，所以變流比的大小取決于一次額定電流的大小。目前電流互感器的一次額定電流等級有：5，10，15，20，30，40，50，75，100，150，200，(250)，300，400，(500)，600，(750)，800，1000，1200，1500，2000，3000，4000，5000，6000，8000，10000，15000，20000，25000A。電流互感器2)誤差和準確度級次。誤差(略)測量用電流互感器的準確級次：是以最大變比誤差和相角差來區(qū)分的，準確級次在數(shù)值上就是變比誤差限值的百分數(shù)測量用電流互感器的準確度級分為0.1、0.2、0.5、1、3、5等六個標準;電流互感器準確級一次電流為額定值的百分數(shù)（%）誤差限值二次負荷范圍電流誤差（±%）相位差±（ˊ）（0.25～1）SN20.2100.520200.3515100～1200.2100.510160200.7545100～1200.5301102120201.590100～1201603550～12050～12035未規(guī)定（0.5～1）SN2電流互感器0.1、0.2級電流互感器多用于實驗室精密測量；0.5、1級的則大量用于發(fā)電機和變電站的盤式儀表；用于電度計量的電流互感器，其準確級一般為0.5級，500kV宜用0.2級；3級的一般用于非重要回路的電流測量。電流互感器保護用電流互感器準確級對保護用電流互感器的基本要求之一，是在一定的過電流值下，誤差應在一定限值之內，以保證繼電保護裝置正確動作。如果繼電保護動作時間較長，電流互感器在穩(wěn)態(tài)下的誤差就能滿足使用要求，這種互感器稱為一般保護用電流互感器，用字母“P”表示；如果繼電保護動作時間短，則需對電流互感器提出保證暫態(tài)誤差的要求，這種互感器稱為暫態(tài)保護用電流互感器，用字母“TP”表示。電流互感器在系統(tǒng)發(fā)生短路時，短路電流很大，鐵芯趨于飽和，由于勵磁電流中高次諧波含量很大，二次電流波形發(fā)生畸變，不能用前述的電流誤差和相位誤差來規(guī)定其誤差特性，而要用復合誤差來規(guī)定其誤差特性。所以衡量保護用電流互感器誤差性能的指標有兩個，分別是：電流互感器保護用電流互感器準確級（1）復合誤差：復合誤差是指在穩(wěn)態(tài)時，一次電流瞬時值同二次電流瞬時值與額定電流比的乘積之差占一次電流有效值的百分數(shù)，即穩(wěn)態(tài)保護用電流互感器的準確級和復合誤差：準確級復合誤差(%)在額定準確限值一次電流下5P10P5.010.0電流互感器（2）準確限值系數(shù)。準確限值系數(shù)則是指保證復合誤差不超出規(guī)定值的最大一次電流與一次額定電流的比值。其值越大，表明電流互感器的保護性能越好。電流互感器標有“5P20”，表示當一次繞組流過的短路電流為額定電流的20倍時互感器的復合誤差小于5%。課后思考題3-6：有兩臺保護用電流互感器，其型號分別為10P10和10P20，請說出各自型號所代表的含義？從保護性能來講，哪一臺電流互感器的性能更好？電流互感器電流互感器電流互感器3)電流互感器的容量。CT的額定容量指電流互感器在額定二次電流I2N和額定二次阻抗Z2N下運行時，二次繞組輸出的容量CT的額定容量常以額定二次負載阻抗Z2N（Ω）表示，根據(jù)國家標準規(guī)定，CT額定二次負荷的標準值可為：5、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100VA，那么，當額定電流為5A時，相應的額定二次負載阻抗值為：0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.6、2.0、2.4、3.2、4.0Ω電流互感器不同的二次負載阻抗，直接影響著電流互感器的誤差和準確度級。同一臺電流互感器使用在不同的準確度級時，規(guī)定有相應的額定容量。例如LMZ1-10-3000/5型電流互感器，0.5級對應的二次額定負載為1.6Ω（40VA），1級時，為2.4Ω（60VA）。換言之，當該電流互感器使用于向收費用電能表供電時，應控制二次負載阻抗數(shù)不大于1.6Ω，否則會降低準確度級，使測量的電能數(shù)不準確，這是互感器使用中要注意的。電流互感器例如，某10kV電流互感器的銘牌上有如下標示：容量15VA，0.5級；容量30VA，1級；容量75VA，3級。以上標示就是指負載阻抗為0.6Ω（15/52）時，準確級為0.5級；負載為1.2Ω（30/52）時，準確級為0.5級；負載為3Ω（75/52）時，準確級降到0.5級。因此，要使電流互感器在選定的準確級下工作，必須滿足Z2≤Z2N或S2≤S2N。電流互感器5)熱穩(wěn)定及動穩(wěn)定倍數(shù)表示互感