电流互感器参数问题

发布网友 发布时间：2022-04-24 00:14

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热心网友 时间：2023-05-28 13:52

电气调试是电力工作中一项重要的内容，在电气调试工作中，二次回路检查又是一项重要的调试内容，它是关系到电力系统的测量、保护、通讯等功能能否发挥作用的前提。在二次回路中，电流互感器的接线是否正确又是电流二次回路是否正确的基础，所以电流互感器的接线正确性非常重要。很多电气调试人员对它没有深刻的理解，经常搞错，造成诸如差动保护误动作、电度表反转等。下面对这个问题做一个全面、细致的论述。

关键字：  电流互感器，变压器，电源

电气调试是电力工作中一项重要的内容，在电气调试工作中，二次回路检查又是一项重要的调试内容，它是关系到电力系统的测量、保护、通讯等功能能否发挥作用的前提。在二次回路中，电流互感器的接线是否正确又是电流二次回路是否正确的基础，所以电流互感器的接线正确性非常重要。很多电气调试人员对它没有深刻的理解，经常搞错，造成诸如差动保护误动作、电度表反转等。下面对这个问题做一个全面、细致的论述。

1、电流互感器结构原理

电流互感器的结构较为简单，由相互绝缘的一次绕组、二次绕组、铁心以及构架、壳体、接线端子等组成。其工作原理与变压器基本相同，一次绕组的匝数(N1)较少，直接串联于电源线路中，一次负荷电流()通过一次绕组时，产生的交变磁通感应产生按比例减小的二次电流();二次绕组的匝数(N2)较多，与仪表、继电器、变送器等电流线圈的二次负荷(Z)串联形成闭合回路，见图1。

由于一次绕组与二次绕组有相等的安培匝数，I1N1=I2N2，电流互感器额定电流比：。电流互感器实际运行中负荷阻抗很小，二次绕组接近于短路状态，相当于一个短路运行的变压器。

2、电流互感器的接线原则

(1)电流互感器二次侧不允许开路。二次开路可能产生严重后果，一是铁芯过热，甚至烧毁互感器;二是由于二次绕组匝数很多，会感应出危险的高电压，危及人身和设备的安全。

(2)高压电流互感器的二次侧必须有一点接地。由于高压电流互感器的一次侧为高压，当一、二次线圈之间因绝缘损坏出线高压击穿时，将导致高压进入低压，如果二次线圈一点接地，则将高压引入了大地，可确保人身及设备的安全。但应当注意，电流互感器的二次回路只允许一点接地，而不允许再有接地，否则有可能引起分流，影响使用。

低压电流互感器的二次线圈不应该接地。由于低压互感器的电压较低，一、二次线圈间的绝缘欲度大，发生一、二次线圈击穿的可能性小，另外，二次线圈的不接地将使二次回

路及仪表的绝缘能力提高，还可使雷击烧毁仪表事故减少。另外，差动保护是采用差动继电器(例如BCH-2等)构成的，差动保护两侧电流互感器只能有一点接地，一般把接地点设在保护屏处，而当差动保护采用微机保护装置时，两侧电流互感器应分别接地。

(3)电流互感器的测量级和保护级不能接错。由于测量和保护绕组铁芯设计的厚薄不同，如果接错，一是使正常运行中测量的准确度降低，使电能计量不准;二是在发生短路故障时，由于计量绕组铁芯设计时保证在短路电流超过额定电流的一定倍数时铁芯饱和，*了二次电流的增长，以保护仪表。而继电保护绕组铁芯不饱和，二次电流随短路电流相应增大，以使继电保护准确动作。如果接错，则继电保护动作不灵敏，计量仪表可能烧坏。

(4)由于电流互感器二次绕组不能开路，所以电流互感器不用的绕组需要短接起来。但是有多个抽头的电流互感器，不用的抽头应空着不能短接，比如，某电流互感器二次有抽头1S1、1S2、1S3，其中1S1、1S2为300/5A，1S1、1S3为600/5A，当需要用300/5A时，接1S1、1S2使用，不应该短接1S1、1S3，否则会影响使用抽头的测量精度。

(5)电流互感器的计量绕组及牵涉到方向的继电保护绕组接线时掌握两点确定接线，一是看电流互感器的安装位置，即确定电流互感器的L1安装在哪一侧;二是看绕组功能或继电保护类型，有以上两点可确定电流互感器的二次接线。

3、电流互感器使用注意事项

(1)极性连接要正确。电流互感器一般按减极性标注，如果极性连接不正确，就会影响计量，甚至在同一线路有多台电流互感器并联时，全造成短路事故。

(2)二次回路应设保护性接地点，并可靠连接。为防止一、二次绕组之间绝缘击穿后高电压窜入低压侧危及人身和仪表安全，电流互感器二次侧应设保护性接地点，接地点只允许接一个，一般将靠近电流互感器的箱体端子接地。

(3)运行中二次绕组不允许开路。否则会导致以下严重后果：二次侧出现高电压，危及人身和仪表安全;出现过热，可能烧坏绕组;增大计量误差。

(4)用于电能计量的电流互感器二次回路，不应再接继电保护装置和自动装置等，以防互相影响。

电流互感器与一般的电压变压器的区别在什么地方呢?这个问题即使是资深的磁性元件设计人员也很难回答。基本的区别在于：变压器试图把电压从原边变换到副边，而电流互感器试图把电流从原边变换到副边。电流互感器的电压大小由负载决定。

我们通过一个实际的设计例子，可以更好地理解电流互感器的工作原理。

假设用电流互感器测量变换器的原边电流，原边10A电流对应1V电压。当然，我们可以用一个1V/10A=100mΩ的电阻来测量，但是电阻将造成的损耗为1V×10A=10W，这么大的损耗对几乎所有的设计来说都是不能接受的。所以，要选用电流互感器，如图1所示。

图1 用电流检测互感器减小损耗

当然，为了减少绕组电阻，我们把原边的匝数取为1匝，同时为了使电流降到一个比较低的水平，副边匝数应该比较多。如果副边匝数为N，由欧姆定律可得(10/N)R=1V，在电阻中消耗的功率为P=(1V)2/R。我们假设消耗的功率为50mW(也就是说，我们可以使用100mW规格的电阻)，这就要求R不得小于20Ω，如果采用20Ω的电阻，由欧姆定律可得副边匝数N=200。

现在我们来看磁芯，假设二极管是普通的一般的二极管，通态电压大约为1V，电流为10A/200=50mA。互感器输出电压为1V，加上二极管的通态电压1V，总电压大约2V。250kHz频率工作时，磁芯上的磁感应强度不会超过

由于原边流过电流的时间不可能超过开关周期(否则，磁芯无法复位)。因此Ae可以很小，而B也不会很大。这个例子里磁芯的尺寸不能通过损耗要求或磁通饱和要求来确定，更大的可能是由原副边之间的隔离电压来确定。如果隔离电压没有要求，磁芯的大小一般由200匝的绕组所占体积来确定。你可以用40号的导线流过500mA的峰值电流，但是这种导线实在太细，一般的变压器厂家不会为你绕制。网页链接

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