电流互感器篇.pptx

电能计量用互电能计量用互感器感器互感器主要作用1.将一次系统的电压、电流信息准确地传递到二次侧相关设备；2.将一次系统的高电压、大电流变换为二次侧的低电压（标准值）、小电流（标准值），使测量、计量仪表和继电器等装置标准化、小型化，并降低了对二次设备的绝缘要求3.将二次侧设备以及二次系统与一次系统高压设备在电气方面很好地隔离，从而保证了二次设备和人身的安全。电流互感器篇电流互感器篇电流互感器四、接线方式;极性判断方法与退磁三、技术参数二、种类、结构与型号六、发展历程五、选择和注意事项一、主要作用及原理1.1电流互感器的作用在供电用电的线路中电流电压大大小小相差悬殊从几安到几万安都有。为便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流，另外线路上的电压都比较高如直接测量是非常危险的。电流互感器就起到变流和电气隔离作用。互感器原理图1.2电流互感器的工作原理电流互感器的工作原理1 1、电流互感器的工作原理、电流互感器的工作原理一次绕组与被测电路串联，二次绕组与电能表的电流线一次绕组与被测电路串联，二次绕组与电能表的电流线圈串联。电能表的电流线圈内阻很小，所以电流互感器圈串联。电能表的电流线圈内阻很小，所以电流互感器相当于二次短路运行的变压器相当于二次短路运行的变压器。1.3.1普通电流互感器结构原理普通电流互感器结构原理普通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，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。普通电流互感器结构原理图普通电流互感器结构原理图1.3.2穿心式电流互感器结构原理穿心式电流互感器结构原理穿心式电流互感器其本身结构不设一次绕组，载流(负荷电流)导线由L1至L2穿过由硅钢片擀卷制成的圆形(或其他形状)铁心起一次绕组作用。二次绕组直接均匀地缠绕在圆形铁心上，与仪表、继电器、变送器等电流线圈的二次负荷串联形成闭合回路，由于穿心式电流互感器不设一次绕组，其变比根据一次绕组穿过互感器铁心中的匝数确定，穿心匝数越多，变比越小；反之，穿心匝数越少，变比越大，额定电流比：式中I1穿心一匝时一次额定电流；n穿心匝数。穿心式电流互感器结构原理图穿心式电流互感器结构原理图1.3.3多抽头电流互感器原理多抽头电流互感器原理多抽头电流互感器。这种型号的电流互感器，一次绕组不变，在绕制二次绕组时，增加几个抽头，以获得多个不同变比。它具有一个铁心和一个匝数固定的一次绕组，其二次绕组用绝缘铜线绕在套装于铁心上的绝缘筒上，将不同变比的二次绕组抽头引出，接在接线端子座上，每个抽头设置各自的接线端子，这样就形成了多个变比，此种电流互感器的优点是可以根据负荷电流变比，调换二次接线端子的接线来改变变比，而不需要更换电流互感器，给使用提供了方便。多抽头电流互感器原理图多抽头电流互感器原理图1.3.4不同变比电流互感器原理图不同变比电流互感器原理图不同变比电流互感器。这种型号的电流互感器具有同一个铁心和一次绕组，而二次绕组则分为两个匝数不同、各自独立的绕组，以满足同一负荷电流情况下不同变比、不同准确度等级的需要，例如在同一负荷情况下，为了保证电能计量准确，要求变比较小一些(以满足负荷电流在一次额定值的2/3左右)，准确度等级高一些(如1K1、1K2为200/5、0.2级)；而用电设备的继电保护，考虑到故障电流的保护系数较大，则要求变比较大一些，准确度等级可以稍低一点(如2K1、2K2为300/5、1级)。不同变比电流互感器原理图不同变比电流互感器原理图 1.3.5 1.3.5一次绕组可调，二次多绕组电流互感器一次绕组可调，二次多绕组电流互感器一次绕组可调，二次多绕组电流互感器。这种电流互感器的特点是变比量程多，而且可以变更，多见于高压电流互感器。其一次绕组分为两段，分别穿过互感器的铁心，二次绕组分为两个带抽头的、不同准确度等级的独立绕组。一次绕组与装置在互感器外侧的连接片连接，通过变更连接片的位置，使一次绕组形成串联或并联接线，从而改变一次绕组的匝数，以获得不同的变比。带抽头的二次绕组自身分为两个不同变比和不同准确度等级的绕组，随着一次绕组连接片位置的变更，一次绕组匝数相应改变，其变比也随之改变，这样就形成了多量程的变比。带抽头的二次独立绕组的不同变比和不同准确度等级，可以分别应用于电能计量、指示仪表、变送器、继电保护等，以满足各自不同的使用要求。一次绕组可调，二次多绕组电一次绕组可调，二次多绕组电流互感器流互感器1.3.6组合式电流电压互感器组合式电流电压互感器组合式电流电压互感器。组合式互感器由电流互感器和电压互感器组合而成，多安装于高压计量箱、柜，用作计量电能或用作用电设备继电保护装置的电源。组合式电流电压互感器是将两台或三台电流互感器的一次、二次绕组及铁心和电压互感器的一、二次绕组及铁心，固定在钢体构架上，浸入装有变压器油的箱体内，其一、二次绕组出线均引出，接在箱体外的高、低压瓷瓶上，形成绝缘、封闭的整体。一次侧与供电线路连接，二次侧与计量装置或继电保护装置连接。根据不同的需要，组合式电流电压互感器分为V/V接线和Y/Y接线两种，以计量三相负荷平衡或不平衡时的电能。组合式电流电压互感器组合式电流电压互感器2.1、种类、结构与型号、种类、结构与型号1 1、分类、分类按外形（低压按外形（低压TATA）：羊角式和穿心式；）：羊角式和穿心式；2.2种类、结构与型号种类、结构与型号按电压等级：低压式和高压式；按电压等级：低压式和高压式；按一次线圈的匝数：单匝式和多匝式；按一次线圈的匝数：单匝式和多匝式；按安装方法：支持式和穿墙式；按安装方法：支持式和穿墙式；按安装地点：户内式和户外式；按安装地点：户内式和户外式；按铁芯多少：单铁芯和多铁芯；按铁芯多少：单铁芯和多铁芯；按绝缘方式：干式（用空气绝缘并冷却）、按绝缘方式：干式（用空气绝缘并冷却）、油浸式、瓷绝缘、环氧树脂浇注绝缘。油浸式、瓷绝缘、环氧树脂浇注绝缘。2.3种类、结构与型号种类、结构与型号2 2、结构示意图、结构示意图2.4种类、结构与型号种类、结构与型号3 3、型号、型号TATA的型号一般表示为：的型号一般表示为：其中第一个字母固定为L，表示电流互感器；L额定电流准确度等级额定电压第第二二个个字字母母A穿墙式穿墙式B支持式支持式D贯穿式单匝贯穿式单匝F贯穿式复匝贯穿式复匝M 贯穿式母线型贯穿式母线型R装入式装入式Q线圈式线圈式C瓷箱式瓷箱式Z支柱式支柱式Y低压型低压型 J接地保护接地保护第第 三三个个字字母母Z浇注绝缘浇注绝缘C瓷绝缘瓷绝缘W户外装置户外装置B过流保护过流保护G改进型改进型D差动保护差动保护S速饱和速饱和J树脂浇注树脂浇注Q加强型加强型K塑料外壳塑料外壳3 电流互感器的技术参数电流互感器的技术参数准确度等级额定电流额定电压二次额定负荷1234额定容量 15保证准确度等级的情况下，二次所接电流线圈、测量仪表总阻抗的额定值I2e通过额定二次负荷Z2e所需要的视在功率S2e。有2.5VA、5VA、10VA、15VA和20VA等规格。一次额定电流：50、75、100、150、1000、10000、15000、25000A等。二次额定电流I2e一般为5A，用于330KV及以上电网时I2e为1A0.1级及以上的为标准互感器用于实验室和标准仪器中；0.2、0.5级用于现场电能计量；1.0级及以下用于监测电流、功率、功率因数和继电保护装置中电流互感器的准确度等级有：0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、3.0、10.0 级指一次线圈与地(或与二次回路)之间的绝缘电压。4.1电流互感器的接线方式电流互感器的接线方式电能计量装置技术管理规程电能计量装置技术管理规程中要求中要求“对三相三线制接对三相三线制接线的电能计量装置，其线的电能计量装置，其2 2台电流互感器二次绕组与电能表台电流互感器二次绕组与电能表之间宜采用四线连接。对三相四线制连接的电能计量装置，之间宜采用四线连接。对三相四线制连接的电能计量装置，其其3 3台电流互感器二次绕组与电能表之间宜采用六线连接台电流互感器二次绕组与电能表之间宜采用六线连接”。4.2.1电流互感器极性电流互感器极性判断方法一判断方法一1、直流法用1.53V干电池将其正极接于互感器的一次线圈L1，L2接负极，互感器的二次侧K1接毫安表正极，负极接K2，接好线后，将K合上毫安表指针正偏，拉开后毫安表指针负偏，说明互感器接在电池正极上的端头与接在毫安表正端的端头为同极性。L1、K1为同极性即互感器为减极性。如指针摆动与上述相反为加极性。直流法测电流互感器极性直流法测电流互感器极性4.2.2电流互感器极性电流互感器极性判断方法二判断方法二2交流法将电流互感器一、二次线圈的L2和二次侧K2用导线连接起来，在二次侧通以15V的交流电压(用小量程)，用10V以下的电压表测量U2及U3的数值若U3=U1-U2为减极性。U3=U1U2为加极性。注意：在试验过程中尽量使通入电压低一些，以免电流太大损坏线圈，为了读数清楚电压表尽量选择小一些，变流比在5以下时采用交流法测量比较简单准确，对变流比超过10的互感器不要采用这种方法进行测量，因为U2的数值较小U3与U1的数值接近，电压表的读数不易区别大小，所以在测量时不好辨别，一般不宜采用此法测量极性。仪表法一般的互感器校验仪都有极性指示器，在测量电流互感器误差之前仪器可预先检查极性，若指示器没有指示则说明被试电流互感器极性正确（减极性）。交流法测电流互感器极性 4.3电流互感器的退磁电流互感器的退磁 为保证电流互感器的准确度，要对为保证电流互感器的准确度，要对电流互感器进行周期校验和现场试验。试电流互感器进行周期校验和现场试验。试验过程中可能采用过直流电源，或在大电验过程中可能采用过直流电源，或在大电流下工作时突然切断电源，或二次绕组偶流下工作时突然切断电源，或二次绕组偶然开路，都会使电流互感器铁芯线圈中产然开路，都会使电流互感器铁芯线圈中产生剩磁，即一次线圈断电的情况下，铁芯生剩磁，即一次线圈断电的情况下，铁芯仍有磁性。这种磁性会影响电流互感器的仍有磁性。这种磁性会影响电流互感器的误差特性，因此投入使用前或误差检定前误差特性，因此投入使用前或误差检定前首先须对电流互感器进行退磁，即用特殊首先须对电流互感器进行退磁，即用特殊的方法消除剩磁。的方法消除剩磁。5.1电流互感器的选择电流互感器的选择电流互感器应选择符合国家标准、经有关部门鉴定为质量电流互感器应选择符合国家标准、经有关部门鉴定为质量优良，准许进入电力系统的产品。优良，准许进入电力系统的产品。正确选择额定电压和海拔高度。正确选择额定电压和海拔高度。正确选择电流互感器的一次额定电流。正确选择电流互感器的一次额定电流。正确选择电流互感器的二次额定功率。正确选择电流互感器的二次额定功率。二次实际容量S2与二次额定容量S2e 之间满足：应保证正常运行中的一次实际负荷电流达到额定值的60%左右，至少应不小于30%5.2使用电流互感器（使用电流互感器（TA）注意事项）注意事项1 1、电流互感器运行中二次不允许开路。、电流互感器运行中二次不允许开路。2 2、电流互感器必须按减极性连接。、电流互感器必须按减极性连接。3 3、高压电流互感器二次、高压电流互感器二次K K2 2端要可靠接地，防止一次侧端要可靠接地，防止一次侧的高压窜入二次侧。的高压窜入二次侧。4 4、低压负荷电流为、低压负荷电流为50A50A以上时，应采用电流互感器接入以上时，应采用电流互感器接入方式。方式。5为防止窃电可将电流互感器二次的为防止窃电可将电流互感器二次的K1、K2端用一小端用一小盒罩住，并加上铅封。盒罩住，并加上铅封。6户外安装的高压电流互感器，当互感器至电能表距户外安装的高压电流互感器，当互感器至电能表距离较长时，宜采用二次额定电流为离较长时，宜采用二次额定电流为1A的电流互感器，以的电流互感器，以适应二次连线电阻较大的实际情况。适应二次连线电阻较大的实际情况。若开路，二次线圈两端会出现瞬时高压，危及人身及设备安全；且一次电流全部用于激磁将导致磁饱和，铁芯和线圈将因过热而损坏。6互感器互感器-发展历程发展历程互感器互感器-发展历程发展历程互感器最早出现于19世纪末。随着电力工业的发展，互感器的电压等级和准确级别都有很大提高,还发展了很多特种互感器，如电压、电流复合式互感器、直流电流互感器，高准确度的电流比率器和电压比率器,大电流激光式电流互感器，电子线路补偿互感器，超高电压系统中的光电互感器，以及SF6全封闭组合电器(GIS)中的电压、电流互感器。在电力工业中，要发展什么电压等级和规模的电力系统，必须发展相应电压等级和准确度的互感器，以供电力系统测量、保护和控制的需要。随着很多新材料的不断应用，互感器也出现了很多新的种类，电磁式互感器得到了比较充分的发展，其中铁心式电流互感器以干式、油浸式和气体绝缘式多种结构适应了电力建设的发展需求。然而随着电力传输容量的不断增长，电网电压等级的不断提高及保护要求的不断完善，一般的铁心式电流互感器结构已逐渐暴露出与之不相适应的弱点，其固有的体积大、磁饱和、铁磁谐振、动态范围小，使用频带窄等弱点，难以满难以满足新一代电力系统自动化、电力数字网等的发展需要。随着光电子技术的迅速发展，许多科技发达国家已把目光转向利用光学传感技术和电子学方法来发展新型的电子式电流互感器，简称光电电流互感器。国际电工协会已发布电子式电流互感器的标准。电子式互感器的含义，除了包括光电式的互感器，还包括其它各种利用电子测试原理的电压电流传感器。谢 谢