电流互感器工作原理及特点

第三章互感器

第2节电流互感器

一、电流互感器的工作原理及特点

电流互感器是二次回路中，供测量和保护用的电流源。通过它正确反映电气一次没备的正常运行和故障情况下的电流。

目前农村配电网中均采用电磁式电流互感器（用字母TA表示）。

其特点是：一次绕组串联在电路中，并且匝数很少；一次绕组中的电流完全取决于被测电路的负荷电流，而与二次电流大小无关；电流互感器二次绕组所接仪表和继电器电流线圈阻抗很小所以在正常情况下，电流互感器在接近短路状态下运行。电流互感器一、二次额定电流之比，称为电流互感器的额定互感比，即Ki=I1e/I2e。

LZZJ-10 LA-10Q LCWD-10

500kV断路器及TA

电流互感器工作原理

二、电流互感器的误差

电流互感器的等值电路及相量图，如图所示。

图中以二次电流I 2为基准，画在第一象限水平轴上，即I 2初相角为0。二次电压U 2较I 2超前二次负荷功率因数角Ψ2，E 2超前I 2二次总阻抗角a 。铁芯磁通φ超前E 290℃。励磁磁势N I 10对φ超前铁芯损耗角Ψ。根据磁势平衡原理N I N I N I 102211=+和相量图可知，一次通过的实际电流与二次电流测量值乘以额定互感比以后所得的值在数值和相位上都有差异，即有测量误差。这是由于电流互感器存在励磁损耗和磁饱和等而引起的。这种误差，通常用电流误差和角误差（相对误差）来表示，其定义如下：

电流误差为二次电流测量值乘额定互感比所得的值与实际一次电流之差，以后者的百分数表示，即

%1001

12?-

=i i i k f i i

由磁势平衡方程可知，当励磁损耗很小时， N N K I I N 1221=≈ ，所以上式也可以写成：

角误差为二次电流相量旋转180

后与一次电流相量所夹的角，并规定'-I 2超前'I 1时，

角误差为正值；反之，为负值。

当误差角很小时，上式也可写成：

%100)sin(1

110?+-=αψN I N I f i

角误差的公式如下：

分3440)cos(sin 1

110?+=αψδδN I N I i

i 三、电流互感器的运行参数对误差的影响

1001

122?-=N I N I N I f i

如前所述，电流互感器的误差主要由励磁损耗和磁饱和等因素而引起。励磁损耗的大小直接影响着误差的大小，而励磁损耗又主要由互感器的结构参数决定。有关这种因素应在互感器的设计和制造中予以综合考虑。下面仅就互感器运行参数对误差的影响进行分析。

1．一次电流的影响一次电流I 1与互感电势E 2和磁感应强度B 成正比，而且还与磁导率μ及铁芯损耗角ψ有关。

铁芯损耗角ψ随磁场强度的大小而变化。为了减少电流互感器的误差，一般铁芯选用的磁感强度不大，在额定二次负荷下，一次电流为额定值时，约为0.4T 。当—次电流I 1减小，μ值将逐渐下降，由于磁导率下降励磁损耗增大，故误差f i 和δi 随I 1减小而增大，但由于μ随H 减小而减小，故δi 比f i 增加快些，其误差变化特性曲线如图所示。当系统发生短路，一次电流为数倍的额定电流时，由于铁芯开始饱和，μ值下降，因而误差随I 1增加而加大，其变化特性曲线f i 比δi 增加快些。

2．二次负荷阻抗及功率因数对误差的影响当功率因数不变时，增加二次负荷阻抗Z2 ，I 2减小，依磁势平衡

N I N I N I 1

=+，N I

将增加，因而f i 和δi 增大。

当二次负荷功率因数角ψ2增加时，则a 角增大，使f i 增大，而δi 减小。反之ψ2减小时，f i 减小，而δi 增大。

3．电流互感器二次绕组开路的影响

二次绕组开路会产生下列现象：电流互感器由正常短路工作状态变为开路工作状态，即，励磁磁势由正常为数很小的骤增为，由于铁芯饱和，磁通的波形畸变为矩形波，而二次绕组感应电势是与磁通的变化率成正比的，因此二次绕组将在磁通过零时．感应产生很高的尖顶波电势，其值可达上万伏。产生的后果是：危及工作人员的人身安全和仪表、继电器的绝缘，磁感应强度骤增使铁芯损耗增加，引起过热使铁芯和线圈都有被损坏的危险；在铁芯中还会产生励磁使互感器误差增大。因此电流互感器一次侧通有电流时，二次线圈是不允许开路的。

四、电流互感器的准确级和额定容量 1．电流互感器的准确级

电流互感器的准确级是指在规定的二次负荷范围内，一次电流为额定值时的最大误差。

电流互感器根据测量时误差的大小而划分为不同的准确级。对于测量级电流互感器的要求是在正常工作范围内有较高的准确度，而保护级电流互感器主要是在系统短路时工作，—般只要求3—10级，但是对在可能出现的短路电流范围内，则要求互感器最大误差限值不得超过—10％。当电流互感器所通过的短路电流为一次额定电流n 倍时，其误差达到-10％，那么这个n 称为10％倍数，而10%倍数与互感器二次允许最大负荷阻抗Z 2e 的关系曲线n ＝f （Z 2e ）便叫做电流互感器的10％误差曲线。通常，10％误差曲线由制造厂家提供，只要电流互感器实际二次负荷不超过按最大一次电流倍数从曲线上查出的Z 2e 值，就保证了误差不超过—10％。

（如效果好，把此图改为p38图3-6）

2．电流互感器的额定容量

电流互感器的额定容量是指电流互感器在额定二次电流I2和额定二次阻抗Z2e下运行时，二次绕组输出的容量。通常，电流互感器的二次额定电流为5A或1A，故其容量也常用额定二次阻抗来表示．

五、电流互感器的类型和结构

按安装地点分：户内型和户外型；

按安装方式分：穿墙式、支持式和装入式；

按绝缘方式分：油浸式、干式、浇注式；

按一次绕组匝数分：单匝式、多匝式。

符号表达式

农村发电厂、变电站常用的电流互感器有穿墙式、套管式、浇注式和支柱式。

第三节电压互感器

（a）单相接线；（b）星形接线；（c）不完全星形接线

电流互感器的工作原理,民熔

电流互感器是依据电磁感应原理将一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量的仪器。电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。它的一次侧绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中。因此它经常有线路的全部电流流过，二次侧绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的二次侧回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路。电流互感器是把一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量，二次侧不可开路工作原理在发电、变电、输电、配电和用电的线路中电流大小悬殊，从几安到几万安都有。为便于测量、保护和控制需要转换为比较统一的电流，另外线路上的电压一般都比较高如直接测量是非常危险的。电流互感器就起到电流变换和电气隔离作用

对于指针式的电流表，电流互感器的二次电流大多数是安培级的（如5A等）。对于数字化仪表，采样的信号一般为毫安级（0-5V、4-20mA等）。微型电流互感器二次电流为毫安级，主要起大互感器与采样之间的桥梁作用。微型电流互感器也有人称之为“仪用电流互感器”。（“仪用电流互感器”有一层含义是在实验室使用的多电流比精密电流互感器，一般用于扩大仪表量程。电流互感器与变压器类似也是根据电磁感应原理工作，变压器变换的是电压而电流互感器变换的是电流罢了。电流互感器接被测电流的绕组（匝数为N1），称为一次绕组（或原边绕组、初级绕组）；接测量仪表的绕组（匝数为N2）称为二次绕组（或副边绕组、次级绕组）。

电流互感器一次绕组电流I1与二次绕组I2的电流比，叫实际电流比K。电流互感器在额定电流下工作时的电流比叫电流互感器额定电流比，用Kn表示。 Kn=I1n/I2n 电流互感器（Current transformer 简称CT）的作用是可以把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较小的二次电流，用来进行保护、测量等用途。如变比为400/5的电流互感器，可以把实际为400A 的电流转变为5A的电流。

(完整版)电流互感器末屏的工作原理及试验方法

电流互感器末屏的工作原理及试验方法（故障攻关特色工作室）朔黄铁路原平分公司

一、什么是电流互感器的电容屏及末屏？电容型电流互感器器身的一次绕组为“U”字型，导体根据额定电流的大小而有铝管、铜管等形式，一次绕组用绝缘纸缠绕，一般由数层绝缘纸绕制而成，绝缘纸之间有锡箔层，这些锡箔层即电容屏，其中，靠近一次绕组的屏称为“零屏”，最外层的电容屏称之为末屏，也称作“地屏”。两两电容屏之间形成电容。二、电流互感器内部为什么要设置电容屏？电容型电流互感器随着额定电压等级的提高，尤其是110KV及以上电压等级的电流互感器，其互感器缠绕一次绕组的绝缘纸厚度也越来越大，这就使绝缘内的电场强度越来越不均匀，而绝缘材料的耐电强度是有限的，电场强度不均匀后，某些局部绝缘所受的电场强度会超出本身耐电强度，绝缘整体的利用率就会降低，如果在绝缘纸中，设置一些电容屏，每两个电容屏与两屏之间的绝缘层就形成一个电容器，电容器的最内电极（零屏）与电流互感器一次绕组高压端连接，最外电极（末屏）与地连接时，整个电流互感器就构成一个高电压与地电位之间由多个电容器串联的电容器。绝缘纸缠绕一次绕组为圆柱形同心圆结构，串联的每个电容器（相邻两个电容屏组成）都是一个圆柱形电容器，同等绝缘厚度下，电容屏设置越多，每个电容器的内极半径和外极半径之差就越小，内外电极表面的场强差别也就越小，若中间屏数量无限多，则各电容屏之间的场强差别趋近于零，但在实际的电流互感器中，电容屏数量是有限的，所以每个电容屏的场强也并不完全相等，但也起到了非常大

的均匀场强的作用，这样就使内绝缘的各部分尽量场强分布一致，最大程度的利用绝缘材料。三、电流互感器的末屏为什么一定要接地？电流互感器最外部的电容屏即末屏必须接地，如果末屏接地发生断裂或接触不良，末屏与地之间会形成一个电容，而这个电容远小于流互内部电容屏之间的电容，也就是说，首屏到末屏为数个容值一样的串联电容器，接地断裂或接触不良后，这个电路又串进一个容值很小的电容器。容抗X＝1／(2πfC)，可见频率相同的情况下，电容器的容值与容抗成反比，所以在这个电路中，这个串进来的对地小电容容抗要远大于流互内部电容器。而又由于串联电路，电流处处相等，所以电流互感器内各电容器的电量Q是相等的，Q=CU，所以对地小电容所分得的电压远远大于流互内部电容器。这个末屏高电压会使电流互感器内部绝缘的电场强度分布极度不均匀，在电场力的作用下，内部绝缘的电荷会朝末屏聚集，场强集中后，周围固体介质会烧坏或炭化，也会使绝缘油分解出大量特征气体，从而使绝缘油色谱分析结果超标，也会对地发生火花放电。如果末屏接地，电流互感器只存在电容屏组成的电容，则每个电容器电压均分，且末屏接地，导致末屏这个最外极的电容屏电势为零，而由于电容器两极板之间电荷一定是数量相等，极性相反，且只会从负极板经外部电路流向正极板放电，所以末屏这个极板的电荷并不会导入进地，即Q不变。

电流互感器伏安特性的目的

电流互感器伏安特性的目的电流互感器伏安特性原理伏安特性中的“伏”就是电压，“安”就是电流，从字面解释，伏安特性就是电流互感器二次绕组的电压与电流之间的关系。如果从小到大调整电压，将所加电压对应的每一个电流画在一个座标系中（电压为纵座标，电流为横座标），所组成的曲线就称为伏安特性曲线。由于电流互感器铁心具有逐渐饱和的特性，在短路电流下，电流互感器的铁心趋于饱和，励磁电流急剧上升，励磁电流在一次电流中所占的比例大为增加，使比差逐渐移向负值并迅速增大。由于继电器的动作电流一般比额定电流大好几倍，所以作为继电保护用的电流互感器应该保证在比额定电流大好几倍的短路电流下能够使继电器可靠动作。根据继电保护的运行经验，在实际运行条件下，保护装置所用的电流互感器的电流误差不允许超过10%，而角度误差不超过7度。为满足上面的要求，在电流互感器使用前，要作“电流互感器的10%误差曲线”，以确定其是否能够投入运行。实际工作中常常采用伏安特性法先测量电流互感器的伏安特性曲线，再绘出“电流互感器的10%误差曲线；同时，通过测量电流互感器的伏安特性曲线，还可以检查二次线圈有没有匝间短路。试验时将互感器的一次线圈开路，在其二次线圈加电压，用电流表测得在该电压作用下流入二次线圈的电流，就得到电与电压的关系曲线，即为电流互感器的伏安特性曲线。电流互感器伏安特性的测量可以用ED2000互感器特性综合测试仪一试验目的 CT伏安特性是指电流互感器一次侧开路，二次侧励磁电流与所加电压的关系曲线，实际上就是铁芯的磁化曲线，因此也叫励磁特性。试验的主要目的是检查互感器的铁芯质量，通过鉴别磁化曲线的饱和程度，计算10%误差曲线，并用以判断互感器的二次绕组有无匝间短路。二试验方法接线比较复杂，因为一般的电流互感器电流加到额定值时，电压已达400V以上，单用调压器无法升到试验电压，所以还必须再接一个升压变(其高压侧输出电流需大于或等于电流互感器二次侧额定电流)升压和一个PT读取电压试验前应将电流互感器二次绕组引线和接地线均拆除。试验时，一次侧开路，从电流互感器本体二次侧施加电压，可预先选取几个电流点，逐点读取相应电压值。通入的电流或电压以不超过制造厂技术条件的规定为准。当电压稍微增加一

电流互感器简单易懂的原理讲解

图2 穿心式电流互感器结构原理图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。 3特殊型号电流互感器 3.1 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，见图3。图3 多抽头电流互感器原理图例如二次绕组增加两个抽头，K1、K2为100/5，K1、K3为75/5，K1、K4为50/5等。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。 3.2 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，见图4。图4 不同变比电流互感器原理图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

电流互感器的特性及其对保护的影响

---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 电流互感器的特性及其对保护的影响摘要电流互感器是电力系统中较为重要的高压电气设备之一，它被广泛地应用于继电保护、电流测量和电力系统分析应用中，其一次侧与一次系统串联，二次侧接测量仪表与或者继电保护，为测量仪表、继电保护等二次电气设备获取一次回路的信息。电流互感器在正常运行时，它能够准确的传变一次系统的电流量。但由于电流互感器主要是由非线性的电磁元件组成的，当故障发生时，非线性元件会使互感器的铁心饱和，导致电流互感器的二次侧电流无法真实的反映一次侧电流的变化情况。本主要对电流互感器的稳态和暂态特性进行分析，并通过建模仿真来观察饱和电流互感器的特性及其对电流速断和电流差动保护的影响，最后提出几种降低电流互感器饱和影响的措施。12330 关键词电流互感器稳态暂态保护建模仿真影响措施 1 / 20

毕业设计说明书（论文）外文摘要 TitleThe Characteristics of Current Tansfomers and its impact on Protections Abstract Current transformers are one kind of important high voltage electrical equipment in power system,they are widely used in relay protection、current measurement and analysis applications of power system. Their primary sides are connected with primary systems, and their second sides are connected with measuring instruments or protection equipments, obtaining the primary information for those second electrical equipments,such as measuring instruments and relay protections.When current transformer work in normal operation, they can transmit the current of the primary system accurately. Since a current transformer is mainly composed of nonlinear electromagnetic elements, when a fault occurs, the nonlinear elements may make the transformer core

TPS系列套管式电流互感器技术要求

一、TPS系列套管式电流互感器适用于全封闭组合电器（GIS）和变压器套管使用，为电力系统做电流、电能计量及继电保护与自动控制用。其性能完全符合GB1208-2006《电流互感器》和GB 16847-1997《保护用电流互感器暂态特性技术要求》. TPS级，一种低漏磁电流互感器，其性能由二次励磁特性和匝数比误差限值规定。二、主要性能指标准确级：TPS 额定负荷：30VA 额定一次电流：2500A 额定二次电流：1A 额定对称短路电流倍数Kssc：25 极性：减极性绝缘电阻：>100MΩ 工频耐压：3KV?1min 工作电压：154kV 三、其他性能指标一次时间常数Tp 二次时间常数Ts 工作循环：C-O或C-O-C-O 剩磁系数Kr≤10% 暂态误差≤10% 四、产品尺寸和外形产品尺寸和外形符合技术要求确定，外形尺寸误差一般在±3mm以内. TPS产品照片

一、LRB系列套管式电流互感器适用于全封闭组合电器（GIS）和变压器套管使用，为电力系统做电流、电能计量及继电保护与自动控制用。其性能完全符合GB1208-2006《电流互感器》和GB 16847-1997《保护用电流互感器暂态特性技术要求》.电流互感器型号字母含义如下： L：电流互感器R：装入式B：带保护准确级.型号后面为所配套的GIS装置及变压器套管的电压等级的千伏数. 二、技术数据准确等级：5P 额定负荷：20VA 额定一次电流：2500A 额定二次电流：1A 准确限值系数：20 极性：减极性绝缘电阻：>100MΩ 工频耐压：3KV?1min 工作电压：154kV 三、产品尺寸和外形产品尺寸和外形符合技术要求确定，外形尺寸误差一般在±3mm以内. LRB产品照片

电压和电流互感器原理及结构

电压互感器：工作原理：其工作原理与变压器相同，基本结构也是铁心和原、副绕组。特点是容量很小且比较恒定，正常运行时接近于空载状态。电压互感器本身的阻抗很小，一旦副边发生短路，电流将急剧增长而烧毁线圈。为此，电压互感器的原边接有熔断器，副边可靠接地，以免原、副边绝缘损毁时，副边出现对地高电位而造成人身和设备事故。测量用电压互感器一般都做成单相双线圈结构，其原边电压为被测电压（如电力系统的线电压），可以单相使用，也可以用两台接成V-V形作三相使用。实验室用的电压互感器往往是原边多抽头的，以适应测量不同电压的需要。供保护接地用电压互感器还带有一个第三线圈，称三线圈电压互感器。三相的第三线圈接成开口三角形，开口三角形的两引出端与接地保护继电器的电压线圈联接。正常运行时，电力系统的三相电压对称，第三线圈上的三相感应电动势之和为零。一旦发生单相接地时，中性点出现位移，开口三角的端子间就会出现零序电压使继电器动作，从而对电力系统起保护作用。

上图中两个尖尖一个接电压，一个接地，就形成了一次绕组，类似变压器，再有二次绕组接出来即可以。对于三个单相的电压互感器来说，每一相一端都接地，就形成了三相星型连接方式，这个接地就是PT的一次接地，即工作接地，主要作用是将中性点电位统一拉到地电位。使对地相对电压能准确统一的测量。二次绕组必须接地，是安全接地，即：为防止高低电压绕组间绝缘击穿造成设备和人身事故，二次侧必须接地。电磁式电压互感器

电容式电压互感器为了获得理想的电压源，在网络中串入非线性补偿电感线圈L；为抗干扰，减少互感器开口三角形绕组的不平衡电压，提高零序保护装置的灵敏度，增设一个高频阻断线圈L’，为了抑制谐振的产生，常在互感器二次侧接入D阻尼器。

电流互感器分类及原理

1、电流互感器(Current Transformer，CT) 电力系统电能计量和保护控制的重要设备，是电力系统电能计量、继电保护、系统诊断与监测分析的重要组成部分，其测量精度、运行可靠性是实现电力系统安全、经济运行的前提。目前在电力系统中广泛应用的是电磁式电流互感器。 2、电流互感器国标(GB 1208-87S) 1）准确级：以该准确级在额定电流下所规定的最大允许电流误差百分数标称。 2）测量用电流互感器的标准准确级有：0.1、0.2、0.5、1、3、5；特殊要求的电流互感器的准确级有：0.2S和0.5S；保护用电流互感器准确级有：5P和10P两级。 3、电磁式电流互感器 1）原理：一次线圈串联于被测电流线路中，二次线圈串接电流测量设备，一二次侧线圈绕在同一铁芯上，通过铁芯的磁耦合实现一次二次侧之间的电流传感过程。一二次侧线圈之间以及线圈与铁芯之间要采取一定的绝缘措施，以保证一次侧与二次侧之间的电气隔离。根据应用场合以及被测电流大小的不同，通过合理改变一二次侧线圈匝数比可以将一次侧电流值按比例变换成标准的1A或5A电流值，用于驱动二次侧电器设备或供测量仪表使用。 2）缺点： ①.绝缘要求复杂，体积大，造价高，维护工作量大； ②.输出端开路产生的高电压对周围人员和设备存在潜在的威胁； ③.固有的磁饱和、铁磁谐振、动态范围小、频率响应范围窄； ④.输出信号不能直接和微机相连，难以适应电力系统自动化、数字化的发展趋势。 4、电子式电流互感器 1）特征： ①.可以采用传统电流互感器、霍尔传感器、空心线圈（或称为Rogowski coils）或光学装置作为一次电流传感器，产生与一次电流相对应的信号； ②.可以利用光纤作为一次转换器和二次转换器之间的信号传输介质； ③.二次转换器的输出可以是模拟量电压信号或数字量。 2）分类（1）按传感原理的不同划分：光学电流互感器和光电式电流互感器 I、光学电流互感器(Optical Current Transformer，简称OCT) 原理：传感器完全基于光学技术和光学器件来实现。 II、光电式电流互感器(Opto-Electronic Current Transformer，简称OECT) 原理：传感部分采用电子器件而信号的传输采用光学器件和光学技术，是光电子技术的结合。（2）按传感侧是否需要电源划分：无源型电流互感器和有源型电流互感器 I、无源型电流互感器：光学电流互感器的传感和传输部分均采用无源光学器件，其利用Farady 磁光效应，传感和传输信号都是来自二次侧的光信号，一次侧不需要额外能量供给。因此光学电流互感器属于无源型电流互感器。 II、有源型电流互感器：一种基于传统电流传感原理、采用有源器件调制技术、由光纤将高压端转换得到的光信号传送到低压端解调处理并得到被测电流信号的新型电流互感器、由于其电路

差动保护用的电流互感器需要满足两个条件

差动保护用的电流互感器需要满足两个条件，其一是稳态误差必须控制在10%误差范围之内，因为整定计算中采用的不平衡稳态电流是按10%误差条件计算。其二是暂态误差，影响电流互感器暂态特性的参数主要有：短路电流及其非周期分量，一次回路时间常数，电流互感器工作循环及经历时间，二次回路时间常数等。电流互感器剩磁对于饱和影响很大，当剩磁与短路电流暂态分量引起的磁通极性相同时，加重二次电流的畸变，因此电流互感器铁心中存在剩磁，则电流互感器可能在一次电流远低于正常饱和值即过早饱和。差动保护的暂态不平衡电流比稳态时大得多，仅在整定计算时将稳态不平衡电流增大二倍是不够安全的。采取抗饱和的办法是使用带有气隙的TPY级电流互感器。但是差动保护广泛使用的是P级电流互感器，对P级电流互感器规定允许稳态误差不超过10%，暂态误差必然要超过稳态误差，在实用上可在按稳态误差选出的技术规范基础上通过“增密”以限制暂态误差。采用增密的方法有以下几种[2]：（1）将准确限值系数增大二倍（允许短路电流为额定电流的倍数）；（2）将二次额定负担增大一倍；（3）增大二次电缆截面使二次回路的总电阻减半；（4）改用5P 级电流互感器（复合误差由10%降为5%）。目前110kV及以下电压等级均采用P级电流互感器，220kV变压器亦采用P级电流互感器或5P级、PR级（剩磁系数小于10%）电流互感器，因此差动保护需要采取抗电流互感器饱和的措施。500kV变压器在500kV侧、220kV 侧均用TPY级电流互感器，对于600MW大型发电机变压器组保护，500kV侧均采用TPY级电流互感器，在发电机侧已有TPY级电流互感器可选用。

第二章电流互感器基础学习知识原理

第二章电流互感器原理电流互感器是一种专门用作变换电流的特种变压器。在正常工作条件下，其二次电流实质上与一次电流成正比，而且在连接方向正确时，二次电流对一次电流的相位差接近于零。电流互感器的工作原理示于图2-1。互感器的一次绕组串连在电力线路中，线路电流就是互感器的一次电流。互感器的二次绕组外部回路接有测量仪器、仪表或继电保护、自动控制装置。在图2-1中将这些串联的低电压装置的电流线圈阻抗以及连接线路的阻抗用一个集中的阻抗Z b 表示。当线路电流，也就是互感器的一次电流变化时，互感器的二次电流也相应变化，把线路电流变化的信息传递给测量仪器、仪表和继电保护、自动控制装置。根据电力线路电压等级的不同，电流互感器的一、二次绕组之间设置有足够的绝缘，以保证所有低压设备与高电压相隔离。电力线路中的电流各不相同，通过电流互感器一、二次绕组匝数比的配置，可以将不同的线路电流变换成较小的标准电流值，一般是5A 或1A ，这样可以减小仪表和继电器的尺寸，简化其规格。所以说电流互感器的主要作用是：①给测量仪器、仪表或继电保护、控制装置传递信息；② 使测量、保护和控制装置与高电压相隔离；③ 有利于测量仪器、仪表和继电保护、控制装置小型化、标准化。第一节基本工作原理 1. 磁动势和电动势平衡方程式从图2-1看出，当一次绕组流过电流1I &时，由于电磁感应，在二次绕组中感应出电动势，在二次绕组外部回路接通的情况下，就有二次电流2I &流通。此时的一次磁动势为一次电流1I &与一次绕组匝数N 1的乘积11N I &，二次磁动势为二次电流2I &与二次绕组匝数 N 2的乘积22N I &。根据磁动势平衡原则，一次磁动势除平衡二次磁动势外，还有极小的一部分用于铁心励磁，产生主磁通m Φ&。因此可写出磁动势平衡方程式 102211N I N I N I &&&=+，A (2-1) 式中 1I &? 一次电流，A ； 2I &? 二次电流，A ； 0I &? 励磁电流，A ； N 1 ? 一次绕组匝数；图2-1 电流互感器工作原理图 1?一次绕组 2?铁心 3?二次绕组 4?负荷 2

电压互感器与电流互感器的作用、原理及两者区别

电流互感器作用及工作原理_电压互感器的作用及工作原理_电压互感器和电流互感器的区别电力系统为了传输电能，往往采用交流电压、大电流回路把电力送往用户，无法用仪表进行直接测量。互感器的作用，就是将交流电压和大电流按比例降到可以用仪表直接测量的数值，便于仪表直接测量，同时为继电保护和自动装置提供电源，所以说电压互感器与电流互感器在电力系统中起到了非常的大的作用，而本文要介绍的就是电压互感器与电流互感器的区别以及如何使用电压互感器测量交流电路线电压。电流互感器作用及工作原理电流互感器的主要所用是用来将交流电路中的大电流转换为一定比例的小电流（我国标准为5安倍），以供测量和继电保护只之用。大家应该知道在发电、变电、输电、配电过程中由于用电设备的不同，电流往往从几十安到几万安都有，而且这些电路还可能伴随高压。那么为了能够对这些线路的电路进行监控、测量，同时又要解决高压、高电流带来的危险，这时就需要用到电流互感器了。有些人可能见过电工用的钳形表，这是一种用来测量交流电流的设备，它那个“钳”便是穿心式电流互感器。

电流互感器的结构如下图所示，可用它扩大交流电流表的量程。在使用时，它的原线圈应与待测电流的负载线路相串联，副边线圈则与电流表串接成闭合回路，如图中右边的电路图所示。电流互感器的原线圈是用粗导线绕成，其匝数只有一匝或几匝，因而它的阻抗极小。原线圈串接在待测电路中时，它两端的电压降极小。副线圈的匝数虽多，但在正常情况下，它的电动势E2并不高，大约只有几伏。由于I1/I2=K i（Ki称为变流比）所以I1=K i*I2

由此可见，通过负载的电流就等于副边线圈所测得的电流与变流比K i之乘积。如果电流表同一只专用的电流互感器配套使用，则这安培表的刻度就可按大电流电路中的电流值标出。电流互感器次级电流最大值，通常设计为标准值5A。不同的电流的电路所配用的电流互感器是不同的，其变流比有10/5、20/5、30/5、50/5、75/5、100/5等等。为了安全起见，电流互感器副线圈的一端和铁壳必须接地。电流互感器规格型号识别方法电流互感器的型号是由2～4位拼音字母及数字组成。通常能表示出电流互感器的线圈型式、绝缘种类、导体的材料及使用场所等。横线后面的数字表示绝缘结构的电压等级（4级）。电流互感器型号中字母的含义如下： L：在第一位，表示电流互感器；

继电保护对电流互感器暂态特性的要求张熊熊

继电保护对电流互感器暂态特性的要求张熊熊摘要：互感器是连接电力系统一次侧和二次侧的重要设备，对电网中的电压、电流等信号的进行实时测量和监测，并为电力系统继电保护装置提供输入信号，对继电保护装置的正确动作具有非常重要的作用。电流互感器的暂态特性对保护的正确动作与否,息息相关,如电流互感器的暂态特性与保护的动作原理不相适应时,会引起保护的误动作或拒绝动作。本文着重讨论继电保护对电流互感器暂态特性的要求。关键词：继电保护；电流互感器；暂态特性 1电流互感器的暂态特性和饱和过程当电流互感器发生一次系统短路现象时，描述系统一二次侧的电流以及励磁电流、铁心磁通密度和暂态误差大小的变化特性称为电流互感器的暂态特性。为了便于分析，先作如下假设：（1）短路故障发生时分析电流互感器的暂态特性，不考虑其铁心饱和现象，认为仍然处在磁化曲线的直线部分，此时励磁电感L0是一个定值。（2）忽略运行过程中电流互感器的铁心损耗部分，就可以认为励磁电阻的大小是0，因此铁心合成磁通和励磁电流大小是成正比关系的。（3）假设电流互感器处于不饱和的状态，且电路中元件参数不变，则此电路近似为线性的。（4）不考虑二次漏抗或负荷电抗。（5）当电流互感器的一次侧空载运行时，设此时发生短路故障时，则短路阻抗角的值为，把一次侧的短路电流值折算到二次侧可得：（1-1）其中，为一次稳态短路电流幅值折算到二次侧后的值； Ip为流过电流互感器一次侧绕组的稳态短路电流的有效值； Tp是电流互感器的一次侧系统的时间常数，计算此值大小时，运用发性短路故障时，一次侧系统中的电感和电阻之比。 θ是发生短路故障时电流的初始相位角，而cosθ是系统的全偏移系数。从理论上讲，当系统发生短路的一瞬间，其初始相位角，此时一次侧回路中会出现非周期性的直流分量，其幅值为最大值，一次侧的短路电流会发生全偏移。但在实际工程中，由于系统发生故障时，其初始相位角并不在这一时刻，因此，作者分析时，把最坏的情况计算进去，故设偏移系数cosθ=1，此时上式(1-1)可进行改写：（1-2）从式（1-2）中可以看出，引起电流发生暂态变化的主要原因是由于指数信号产生的非周期分量。当时间常数Tp越大时，则θ值就会越接近于0，此时非周期分量对电流所产生的影响就越大。若忽略运行时电流互感器的铁心损耗、一次侧绕组的漏抗和电阻，则有（1-3）其中Ip（t）用式（1-1）表示，则式（1-2）和（1-3）联立可得励磁电流（1-4）式中Tb为二次负载回路时间常数，Tb=Ls/Rs； Ts为二次闭合回路时间常数，Ts=（Le+Ls）/Rs；为二次负载回路阻抗角，；为二次闭合回路阻抗角，式（1-4）可以看出，励磁电流共有四部分组成：一是具有周期变化的电流分

电流互感器的工作原理

电流互感器的工作原理在供电用电的线路中电流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。目前显示仪表大部分是指针式的电流表，所以电流互感器的二次电流大多数是安培级的（如5A等）。现在的电量测量大多数字化，而计算机的采样的信号一般为毫安级（0-5V、4-20mA等）。微型电流互感器二次电流为毫安级，主要起大互感器与采样之间的桥梁作用。电流互感器由一次线圈、二次线圈、铁心、绝缘支持及出线端子等组成，如图1所示。电流互感器的铁心由硅钢片叠制而成，其一次线圈与主电路串联，且通过被测电流I1，它在铁心内产生变磁通，使二次线圈感应出相应的二次电流I2（其额定电流为5A）。如将励磁损耗忽略不计，则I1n1=I2n2，其中n1和n2分别为一、二次线圈的匝数，电流互感器的变流比K=I1/I2=n2/n1。由于电流互感器的一次线圈连接在主电路中，所以一次线圈对地必须采取与一次线路电压相相适应的绝缘材料，以确保二次回路与人身的安全。二次回路由电流互感器的二次线圈、仪表以及继电器的电流线圈串联组成。电流互感器大致可分为两类，测量用电流互感器和保护用电流互感器。一、测量用电流互感器测量用电流互感器主要与测量仪表配合，在线路正常工作状态下，用来测量电流、电压、功率等。测量用电流互感器主要要求： 1、绝缘可靠， 2、足够高的测量精度， 3、当被测线路发生故障出现的大电流时互感器应在适当的量程内饱和（如500%的额定电流）以保护测量仪表。二、保护用电流互感器保护用电流互感器主要与继电装置配合，在线路发生短路过载等故障时，向继电装置提供信号切断故障电路，以保护供电系统的安全。保护用电流互感器的工作条件与测量用互感器完全不同，保护用互感器只是在比正常电流大几倍几十倍的电流时才开始有效的工作。保护用互感器主要要求： 1、绝缘可靠， 2、足够大的准确限值系数， 3、足够的热稳定性和动稳定性。保护用互感器在额定负荷下能够满足准确级的要求最大一次电流叫额定准确限值一次电流。准确限值系数就是额定准确限值一次电流与额定一次电流比。当一次电流足够大时铁芯就会饱和起不到反映一次电流的作用，准确限值系数就是表示这种特性。保护用互感器准确等级5P、10P，表示在额定准确限值一次电流时的允许误差5%、10% 线路发生故障时的冲击电流产生热和电磁力，保护用电流互感器必须承受。二次绕组短路情况下，电流互感器在一秒内能承受而无损伤的一次电流有效值，称额定短时热电流。二次绕组短路情况下，电流互感器能承受而无损伤的一次电流峰值，称额定动稳定电流。保护用电流互感器分为： 1、过负荷保护电流互感器， 2、差动保护电流互感器， 3、接地保护电流互感器（零序电流互感器）。 diandao999

电流互感器的原理与作用

讲师:靳红波徒弟:马富敏胡振敏内容:电流互感器的原理与作用 1、电流互感器的工作原理电流互感器是电力系统中很重要的电力元件，作用是将一次高压侧的大电流通过交变磁通转变为二次电流供给保护，测量，虑波，计度等使用，本局所用电流互感器二次侧额定电流均为5A，也就是铭牌上标注为100/5、200/5等，表示一次侧如果100A或者200A电流，转换到二次侧电流就是5A。电流互感器在二次侧必须有一点接地，目的是防止俩侧绕组的绝缘击穿后一次高压引入二次回路造成设备与人身伤害。同时电流互感器也只能有一点接地，如果有俩点接地，电网之间可能存在的潜电流会引起保护等设备的不正确动作。在一般的电流回路中都是选择在该电流回路所在的端子箱接各个比较电流都在各自的端子箱接地，有可能由于地网的分流从而影响工作。所以对于差动保护规定所有电流回路都在差动保护屏一点接地。电力系统中广泛采用的是电磁式电流互感器（简称电流互感器）它的工作原理和和变压器相似。电流互感器的原理接线电流互感器的特点:(1)一次线圈串联在电路中，并且匝数很少，因此一次线圈中的电流而与二次电流无关等。 1、电流互感器不满足10%误差时，可采取哪些措施？（1）增大二次电缆截面（2）将同名相两组电流互感器二次绕组串联（3）改用饱和倍数较高的电流互感器 2、为什么不允许电流互感器长时间过负荷运行？答：电流互感器长时间过负荷运行，会使误差增大，表计指示不正确。另外，由于一、二次电流增大，会使铁芯和绕组过热，绝缘老化快，甚至损坏电流互感器。 3、什么电压互感器和电流互感器的二次侧必须接地？答：电压互感器和电流互感器的二次侧接地属于保护接地。因为一、二次侧绝缘如果损坏，一次侧高压串到二次侧，就会威胁人身和设备的安全，所以二次则必须接地。在平时的实践中注意认真学习，才能真正的掌握这些理论知识，以及亲自动手实践。通过这短时间的培训、增加了徒弟们的团队合作精神、提高了徒弟们的动手能力。

电流互感器的特点及故障分析

电流互感器的特点及故障分析发表时间：2018-09-18T14:55:18.133Z 来源：《电力设备》2018年第7期作者：程时1 张洋2 辛思奇3 张楠4 [导读] 摘要：电流互感器有电磁式电流互感器和电子式电流互感器两种，电流互感器在工作过程中常会出现一些故障，其故障会严重影响测量的准确性和人员的安全以及设备的运行状况，干扰电网正常运行，基于此，本文概述了电流互感器，对电流互感器的主要特点与电流互感器的故障原因及其检查处理进行了探讨分析，旨在保障电流互感器正常运行。（网辽宁省电力有限公司检修分公司辽宁沈阳 110000）摘要：电流互感器有电磁式电流互感器和电子式电流互感器两种，电流互感器在工作过程中常会出现一些故障，其故障会严重影响测量的准确性和人员的安全以及设备的运行状况，干扰电网正常运行，基于此，本文概述了电流互感器，对电流互感器的主要特点与电流互感器的故障原因及其检查处理进行了探讨分析，旨在保障电流互感器正常运行。关键词：电流互感器；特点；故障；原因；检查；处理电流互感器的作用是可以把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较小的二次电流，用来进行保护、测量等用途。其应用于电力系统时最主要的作用是协助继电器对电力系统进行保护，保证电力系统的安全运行。因此为了保障电流互感器的运行安全，降低电流互感器故障的发生率。以下就电流互感器的特点及故障进行了探讨分析。一、电流互感器的概述电流互感器（Current Transformer）是电力系统中不可或缺的重要电气设备之一，其主要负责提供电能服务于继电器的电流线圈以及测量仪表将其二次回路与一次电流高压系统进行隔离，并将一次电流转化成两种标准二次电流值。电流互感器的作用是把电流幅值较大的一次电流通过一定的变比转换为电流幅值较小的二次电流，用来进行变电站或线路的保护、测量工作。其正常工作与否将直接影响到电力系统的正常运行。电流互感器出现故障不仅会危及其它电力设备及工作人员的人身安全，影响相关变电站的安全运行，而且会影响到电力系统的正常运行。 1、电流互感器的工作原理电流互感器的工作原理是基于电磁感应现象的产生的电流转换。在发电、变电、输电、配电和用电的线路中电流跨度较大，从几安到几万安不等。为便于测量、保护和控制需要转换为比较统一的电流，通常用电流互感器进行电流大小的转换。此外，因为线路上的电压一般都较高，如果直接对其测量是非常危险的，固也可用电流互感器达到保护目的。电流互感器主要是为了达到电流变换和电气隔离的目的。 2、电流互感器的结构特性电流互感器的主要部件包括一次绕组、二次绕组、铁芯和绝缘介质。绝缘介质包括油浸式、SF6 气体和固体介质。电流互感器的一次绕组串联于被测的一次线路，二次绕组与测量仪表或继电器的电流线圈串联。电流互感器一次绕组匝数少，二次绕组匝数多，测量仪表和继电器等电流线圈阻抗很小，所以正常运行时电流互感器是接近短路状态的，且二次回路不允许开路，必须可靠接地。二、电流互感器的主要特点电流互感器主要安设于电力系统中，能够将系统中的大电流转换成小电流。当其与继电器配合时，可以对电力系统进行保护。从电流互感器的性质上来说，该类电器也属于一种变压器，工作原理与变压器基本类似。与变压器相比，电流互感器主要具有以下特点： 1、电流互感器二次回路的负荷是仪表和继电保护装置的电流线圈，阻抗小，相当于变压器的短路运行。而一次电流由线路的负载决定，不由二次电流决定。因此，二次电流几乎不受二次负载的影响，只随一次电流的改变而变化，所以能测量电流，具有一定的准确级。 2、电流互感器二次绕组不允许开路运行。这是因为二次电流对一次电流产生的磁通是去磁作用，一次电流一部分用以平衡二次电流，另一部分用作励磁。如果二次开路，则一次电流全部作为励磁作用，铁芯过饱和，二次绕组开路两端产生很高的电动势，从而产生很高的电压，这种是极不安全的，同时铁损也增加，有烧毁互感器的可能，所以电流互感器二次不能开路运行。三、电流互感器的故障原因及其检查处理 1、电流互感器的故障原因分析。由于电流互感器运行时所涉及到的质量影响因素很多，使得电流互感器在运行时很容易发生故障，稍有不慎，就会引发电流互感器故障。结合笔者实践工作经验，认为电流互感器故障发生的原因主要有： 1.1在交流电路回路中，如果回路中试验接线端子的结构存在缺陷，端子的质量得不到保证，那么电流互感器在运行过程中就很可能因为这个原因而发生螺杆与铜板螺孔接触不良问题，进而造成电路开路。 1.2在交流电路回路的修试工作中，如果相关修试人员出现了工作失误，比如忘记接好电路中的继电器保护装置等，那么电路在运行发生故障的概率就会大大提高。 1.3当交流电路回路中试验端子的连接片胶木头长度过长时，旋转端子上的金属片很有可能压不到连接片，无法与连接片进行接触，就只能退而求其次，压在木胶头上，进而导致电路开路。 1.4如果二次线端子的接头连接不紧实、不牢靠，那么当交流电路回路中的电流过大时，就很有可能导致二次线端子接头被烧坏和氧化，导致电路开路。 2、电流互感器开路故障的检查方法。电流互感器开路故障可通过以下现象对其进行检查与判断，主要表现为： 2.1查看电路回路中各个仪表的数值。如果怀疑电流互感器在使用时发生了开路故障，那么第一步要做的工作必然是查看回路仪表的指示数值，看其是否出现了异常降低或者直接降至为零的情况，如果有，便可判定为开路故障。特殊情况下，如果电路中仪表的指示针时转时停，指示时有时无，那么则判定为半开路。 2.2听电流互感器的本身是否有噪声。之所以采用这种方法来进行开路故障判断，其原因主要是因为电流互感器在电力负荷小的时候并不会有明显的运行噪音，只有在开路电路中，由于磁通密度增加，导致互感器内硅钢片的振幅变小，振动不明显、不均匀，所以会产生较大的噪音。 2.3电流互感器二次回路端子、元件接头等有放电、打火现象。开路时，由于电流互感器二次产生高电压，可能使互感器二次接线柱、二次回路元件接头、接线端子等处放电打火、严重时使绝缘击穿。 3、电流互感器二次开路故障的处理措施

电流互感器伏安特性及试验

电流互感器伏安特性及试验伏安特性中的“伏”就是电压，“安”就是电流，从字面解释，伏安特性就是电流互感器二次绕组的电压与电流之间的关系。如果从小到大调整电压，将所加电压对应的每一个电流画在一个座标系中（电压为纵坐标，电流为横坐标），所组成的曲线就称为伏安特性曲线。由于电流互感器铁心具有逐渐饱和的特性，在短路电流下，电流互感器的铁心趋于饱和，励磁电流急剧上升，励磁电流在一次电流中所占的比例大为增加，使比差逐渐移向负值并迅速增大。由于继电器的动作电流一般比额定电流大好几倍，所以作为继电保护用的电流互感器应该保证在比额定电流大好几倍的短路电流下能够使继电器可靠动作。 FA-102 CT伏安特性测试仪可以完成的试验包括： CT伏安特性试验、CT极性试验、CT 变比极性试验。仪器能自动计算CT的任意点误差曲线，CT变比比差等结果参数。电流互感器伏安特性试验一、试验目的 CT 伏安特性是指电流互感器一次侧开路，二次侧励磁电流与所加电压的关系曲线，实际上就是铁芯的磁化曲线，因此也叫励磁特性。试验的主要目的是检查互感器的铁芯质量，通过鉴别磁化曲线的饱和程度，计算10%误差曲线，并用以判断互感器的二次绕组有无匝间短路。二、试验方法试验接线如图所示：接线比较复杂，因为一般的电流互感器电流加到额定值时，电压已达 400V以上，单用调压器无法升到试验电压，所以还必须再接一个升压变(其高压侧输出电流需大于或等于电流互感器二次侧额定电流)升压和一个 PT 读取电压。试验前应将电流互感器二次绕组引线和接地线均拆除。试验时，一次侧开路，从电流互感器本体二次侧施加电压，可预先选取几个电流点，逐点读取相应电压值。通入的电流或电压以不超过制造厂技术条件的规定为准。当电压稍微增加一点而电流增大很多时，说明铁芯已接近饱和，应极其缓慢地升压或停止试验。试验后，根据试验数据绘出伏安特性曲线。

电流互感器结构及原理

电流互感器结构及原理 Revised as of 23 November 2020

一、电流互感器结构原理 1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，见图1。图1普通电流互感器结构原理图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，见图2。图2穿心式电流互感器结构原理图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。 3特殊型号电流互感器多抽头电流互感器。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