电流互感器设计
(word版)电流互感器设计
电流互感器设计1互感器设计目的及意义........................................................................... (2)2电流互感器总体设计........................................................................... (2)电流互感器类型选取...................................................................... (3)电流互感器各部件设计...................................................................... (3)铁芯及绕组设计................................................................. (3)外绝缘套管设计................................................................. (3)复合绝缘子设计................................................................. (4)出线套管内绝缘设计................................................................. (5)屏蔽设计................................................................. (5)密封结构设计................................................................. (5)互感器其他部件及标准件................................................................ (5)1100KV电流互感器总体装配图......................................................................... (5)画各部件三维图.................................................................5..................................................装配体绘制及总质量估算................................................................ .. (5)装配体材料清单................................................................. (6)装配体电场和机械性能模拟分析................................................................ .. (6)3单件电流互感器组装........................................................................... (6)原材料的购置及检验...................................................................... (6)原材料的处理...................................................................... (6)线圈的缠绕...................................................................... (7)环氧套管的浇注及修整...................................................................... (7)电流互感器的装配...................................................................... (7)互感器设计目的及意义电流互感器是一种专门用作变换电流大小的特殊变压器。
电流互感器的设计
CT设计计算说明I1n-----额定一次电流I2n-----额定二次电流A S----铁芯截面积;cm2L C----平均磁路长;cmN K----控制匝数N L----励磁匝数r2-----二次绕组的电阻L2*N2r2=ρ55 ，ΩS2式中ρ55-----导线在55℃时的电阻系数, Ω·mm2/m，铜导线ρ55=0.02 ; ρ75=0.0214 L2-------二次绕组导线总长, m ;N2-------二次绕组匝数;S2--------二次绕组的导线截面积, mm2 。
X2----二次绕组的漏电抗; X2选取当I1n≤600A 时X2≈0.05～0.1ΩI1n≥600A 时X2≈0.1～0.2ΩZ2 ----二次绕组组抗Z2=√r22+ X22U2 ----二次绕组组抗压降U2=I0×Z2; VU0 ----二次绕组端电U0=U2+E2JG; VE2JG----二次极限感应电势;V(IN)1n------额定一次安匝(IN)2n------额定二次安匝N1n---------一次绕组额定匝数N2n---------二次绕组额定匝数W2n---------额定二次负荷标称值Z2n---------额定二次负荷; Z2n= W2n/ I2n2{例50(V A)/5(A)2=2}Z2min-------最小二次负荷; Z2min=1/4 Z2nR2n --------额定二次负荷有功分量; R2n=Z2n cosφ2=0.8Z2n,ΩR2min ------最小二次负荷有功分量; R2min=Z2min cosφ2=0.8Z2min,ΩX2n --------额定二次负荷的无功分量;X2n=Z2n cosφ2=0.6Z2nX2min ------最小二次负荷的无功分量;X2min=Z2min cosφ2=0.6Z2minR2ε--------二次回路总电阻; R2ε= r2+R2n;ΩR2εmin ------二次回路最小电阻; R2εmin= r2+R2min;ΩX2ε--------二次回路总电抗; X2ε=X2+X2n;ΩX2εmin ------二次回路最小电抗; X2εmin= X2+X2minn;Ωα----------二次回路阻抗角; α= arctg X2ε/ R2ε= tg -1(X2ε/ R2ε)；（ο)α----------二次回路阻抗角; α= arctg X2εmin/ R2εmin= tg -1X2εmin/ R2εmin；（ο) Z2ε--------二次回路总阻抗; Z2ε=√R2ε2+X2ε2;ΩZ2εmin-------二次回路总阻抗; Z2εmin=√R2εmin2+X2εmin2;ΩI1/ I1n(%) 额定一次电流百分数对准确级为0.1∽1级额定二次负荷时列 5 ,20 ,100 ,120 ;四个数最小二次负荷时列120 一个数对准确级为3或5级额定二次负荷时列50, 120 二个数最小二次(IN)0---负荷时列120 一个数对保护级只在额定二次负荷时列100 一个数I2--------对应额定一次电流百分数的二次电流E2------与二次电流相对应的二次绕组感应电势E2=I2Z2ε或E2=I2Z2εmin , VB------对应不同E值的铁芯磁通密度45×E2B= ,T 1T(特斯拉)=104GS(高斯)N2n×Ac(IN)0/cm---单位长度的励磁磁势根据磁通密度B按选定铁芯材料的磁化曲线查出(IN)0----铁芯总的励磁磁势(IN)0=(IN)0/cm×L Cθ(ο)----铁芯的损耗角,跟据磁通密度B或单位长度的励磁磁势(IN)0/cm由磁化曲线查出。
零序电流互感器和剩余电流互感器的异同及设计
零序电流互感器和剩余电流互感器的异同及设计零序电流互感器和剩余电流互感器的异同及设计一、引言在电力系统中，电流互感器是一种非常重要的设备，用于测量电流的大小和方向，保护电力系统的安全和稳定运行。
而零序电流互感器和剩余电流互感器作为电流互感器的两种特殊类型，其设计和运用也呈现出不同的特点。
本文将就零序电流互感器和剩余电流互感器的异同及设计进行深入探讨。
二、零序电流互感器的特点及设计1. 零序电流互感器的作用零序电流互感器是一种用于测量系统中零序电流的互感器，其主要作用是检测系统中的接地故障、漏电和电流不平衡等问题，确保系统的安全运行。
2. 零序电流互感器的设计原理零序电流互感器的设计原理主要是通过差动电流变比和相位角差来实现零序电流的测量。
其设计需要考虑电流变比、绝缘强度、频率响应等因素，以保证测量的准确性和稳定性。
3. 零序电流互感器的特点零序电流互感器具有灵敏度高、响应快、频率范围广等特点，适用于各种类型的电力系统，并且能够准确测量系统中的零序电流。
三、剩余电流互感器的特点及设计1. 剩余电流互感器的作用剩余电流互感器是一种用于测量系统中剩余电流的互感器，其主要作用是检测系统中的接地故障，保护系统的安全运行。
2. 剩余电流互感器的设计原理剩余电流互感器的设计原理主要是通过测量系统中的零序电流，从而实现对剩余电流的测量。
其设计需要考虑电流变比、绝缘强度、频率响应等因素，以保证测量的准确性和稳定性。
3. 剩余电流互感器的特点剩余电流互感器具有灵敏度高、抗干扰能力强、安全可靠等特点，适用于各种类型的电力系统，并且能够准确测量系统中的剩余电流。
四、零序电流互感器和剩余电流互感器的异同1. 设计原理零序电流互感器和剩余电流互感器在设计原理上具有相似之处，都是通过测量电流变比和相位角差来实现电流的测量，但在应用场景和要求上存在一些差异。
2. 作用零序电流互感器主要用于测量系统中的零序电流，以检测系统中的接地故障和漏电等问题；而剩余电流互感器则主要用于测量系统中的剩余电流，以检测接地故障和保护系统的安全运行。
简述电流互感器的设计
简述电流互感器的设计电流互感器是一种专门用作变换电流的特种变压器。
互感器的一次绕组串联在电力线路中，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。
电力线路中的电流各不相同，通过电流互感器一、二次绕组匝数的配置，可以将不同的线路电流变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保护、控制装置传递信息。
1.1.2电流互感器的分类1．按用途分（1）测量用电流互感器（或电流互感器的测量绕组）。
在正常工作电流范围内，向测量、计量等装置提供电网的电流信息。
（2）保护用电流互感器（或电流互感器的保护绕组）。
在电网故障状态下，向继电保护等装置提供电网故障电流信息。
2．按绝缘介质分（1）干式电流互感器。
由普通绝缘材料经浸漆处理作为绝缘。
（2）浇注式电流互感器。
用环氧树脂或其他树脂混合材料浇注成型的电流互感器。
（3）油浸式电流互感器。
由绝缘纸和绝缘油作为绝缘，一般为户外型。
目前我国在各种电压等级均为常用。
（4）气体绝缘电流互感器。
主绝缘由SF6气体构成。
3．按电流变换原理分（1）电磁式电流互感器。
根据电磁感应原理实现电流变换的电流互感器。
（2）光电式电流互感器。
通过光电变换原理以实现电流变换的电流互感器，目前还在研制中。
4．按安装方式分（1）贯穿式电流互感器。
用来穿过屏板或墙壁的电流互感器。
（2）支柱式电流互感器。
安装在平面或支柱上，兼做一次电路导体支柱用的电流互感器。
（3）套管式电流互感器。
没有一次导体和一次绝缘，直接套装在绝缘的套管上的一种电流互感器。
（4）母线式电流互感器。
没有一次导体但有一次绝缘，直接套装在母线上使用的一种电流互感器。
5．按一次绕组匝数分（1）单匝式电流互感器。
大电流互感器常用单匝式。
（2）多匝式电流互感器。
中、小电流互感器常用多匝式。
6．按二次绕组所在位置分（1）正立式。
二次绕组在产品下部，是国内常用结构型式。
（2）倒立式。
电子式电流互感器的设计
电子式电流互感器的设计摘要:电子式电流互感器的设计是电路供电问题中的一个难点和重点。
本文通过对电子电流互感器常用供电方案比较及电子式电流互感器的设计方案探讨,说明了电子式电流互感器的设计。
关键词:电子式电流互感器高压侧电源供能电路在目前研究的重点和热点一般是电子式电流互感器的设计方面,电子式电流互感器具有广阔的发展前景.本文所设计的是一种新型的电子式电流互感器,它具有明显的优点,其绝缘结构非常简单,重量较轻,体积较小,灵敏度高,可靠性高,测量范围相对较大大,频带较宽。
在高频开关的电源中,不仅需要检测出开关管和电感等元器件。
还要用电流检测方法对互感器、霍尔元件进行检测。
电子式电流互感器有频带较宽、能耗较小、价格较便宜、信号还原性较好等许多的优点。
在双端变换器中,电子式电流互感器的功率变压器,原为流过的正负对称双极性电流脉冲,它没有直流分量的影响,这然电流互感器可以很好的应用。
1 常用供电方案的分析比较1.1 激光供能激光供电系统主要是采用其它光源或者是激光,在低电位侧利用光纤把光能量传到高电位的一侧,再利用光电转换器件把光能量转换成电能量,经过ＤＣ－ＤＣ再次变换以后提供稳定的电源进行输出。
激光供能是一种新的供电方式,激光供能的优点把能量以光形式通过光纤传到高压侧,让高压和低压电实现了完全隔离,不让其再受电磁场干扰的影响,其稳定可靠,并且安全。
但激光供电也有设计难点,如下:第一，受激光输出功率的大小限制,尤其是光电转换效率影响,该方法提供的能量是非常有限的,制作成本也相对较高。
第二，激光供电的输出功率和发光波长都会受到温度的影响,一定要采取相应的措施实现对温度的自动控制。
1.2 母线电流取能供电在母线电流取能供电中为了平衡负载的电阻。
供电的都是能量来自高压母线的电流,电能的获取是利用一个套在母线上磁感应线圈来实现的,母线环的周围有大量的磁场,并通过磁场来获取所需的能量,再经过处理,提供给高压的电子线路。
电流互感器的设计
第三步：计算副边匝数：
选一个合适的匝数 Ns ：原则如下： Ns 增加，电流互感器的误差减小，取样电阻上的损耗也 减小，但绕组的制作变得困难，成本提高。
第四步：计算原副边的线经
dp =
4 Iprms 4 I srms ， ds = π J π J
第五步：决定取样电阻和去磁稳压管参数： R =
vo ip ( peak )
Ns ， vz ≥
d max( vo + 0.7) 1 − d max
第六步：选择铁芯参数： 根据法拉第定律： vo + 0.7 = Ns
所以： Ac × B max
Ac × ∆B Ac × Bm = Ns ∆t dTs
=
vo + 0.7 d max ×10 8 Ns × fs
电流互感器的设计
电流互感器的设计
张兴柱 博士 第一步：绘制互感器的电流、电压和磁密波形；
i p (t )
dT
s
Ts
is(t)
vs(t )
i p(t )
H ( t)
Vz
Vo
i p(t )
Vz V o
B (t )
BmBiblioteka − Vz１ＴNs
R
Ns R
第二步：根据电流互感器的特点，选择
（1） ：高 µ 材料的铁芯，使激磁电流最小； （2） ：为加工方便，原副边匝数要少。原边取一匝。
如是：则检查电流取样误差，如不是，则选一个大一点的铁芯，使上述不等式满足。 （2） ：检查电流误差：
-- 计算副边激磁电感： Lm
= µr
=
N s 2 × Ac × 0.4π ×10 − 8 ( H ) lm
-- 计算激磁电流平均值： im -- 计算电流误差： α
电气CAD绘中的电流和电压互感器设计
电气CAD绘中的电流和电压互感器设计在电气CAD绘图中，电流和电压互感器设计起着至关重要的作用。
互感器是将电流和电压转换为可在电路中使用的信号的装置。
在本文中，将对电流和电压互感器的设计原理、常见类型以及CAD绘图中的应用进行全面探讨。
一、电流和电压互感器的设计原理电流互感器和电压互感器的设计原理基本相同，都是基于电磁感应原理。
电流互感器通过线圈感应电流产生次级电流，而电压互感器则通过感应电压产生次级电流。
互感器的设计目的是能够准确地测量或传递电流和电压信号，同时保证对电路的负载产生最小影响。
二、电流互感器的设计和应用电流互感器广泛应用于电力系统中，主要用于测量和保护装置中。
电流互感器的设计需要考虑磁路、绕组、铁芯等方面的因素。
1. 磁路设计磁路设计是电流互感器设计的重要一环。
合理的磁路结构可以提高互感器的灵敏度和准确性。
磁路设计需要考虑铁芯材料的选择、断面形状的设计以及绕组的布局等因素。
2. 绕组设计电流互感器的绕组设计旨在提高信号的传递效率和准确度。
绕组设计需要根据实际应用需求选择合适的匝数和线径，并合理布局绕组，以避免磁场的串扰和信号的失真。
3. 铁芯设计铁芯是电流互感器中起到承载和传递磁场作用的重要组成部分。
铁芯的设计需要考虑磁导率、温度稳定性和饱和磁感应强度等因素，以确保互感器在工作过程中的稳定性和准确性。
三、电压互感器的设计和应用电压互感器主要用于测量和保护装置中，其设计原理和电流互感器相似，但也有一些特殊的设计需求。
1. 绝缘设计电压互感器在测量过程中需要具备良好的绝缘性能，以保护操作人员和测量设备的安全。
绝缘设计需要考虑绕组与绕组、绕组与铁芯之间的绝缘距离以及绝缘材料的选择。
2. 调压器设计电压互感器中常常需要使用调压器，用于将高电压输入转换为适合测量的低电压输出。
调压器设计需要考虑稳压性能、负载能力和温度稳定性等因素。
3. 精度和准确性电压互感器在测量中需要具备较高的精度和准确性。
电流互感器设计与计算
电流互感器设计与计算电流互感器（Current Transformer，简称CT）是一种用于测量和保护电力系统中电流的装置。
它通过将高电压侧的电流转换成低电压侧的电流，使得电流测量和保护设备能够安全可靠地使用。
在电流互感器的设计中，主要考虑以下几个方面：一是额定电流的选择，即根据实际需求确定电流互感器的额定一次电流。
一般情况下，电流互感器的额定一次电流应根据所测量的电流范围来确定，一般选择在被测电流的60%~120%范围内。
二是磁路设计，即通过设计合适的磁路结构，使得电流互感器能够满足测量和保护的要求。
常见的磁路结构有环形磁路和磁链式磁路，设计时需要考虑磁路的饱和和磁通分布等因素。
三是绕组设计，即通过设计合适的绕组结构和参数，使得电流互感器能够实现理想的变比和相位误差。
绕组设计需要考虑绕组的匝数、铜导体的断面积和长度等因素。
对于电流互感器的计算，主要包括变比计算和额定一次电流计算。
变比计算是根据所需的额定一次电流和二次电流来确定电流互感器的变比。
变比计算公式为变比=二次电流/额定一次电流。
例如，如果所需的额定一次电流为1000A，二次电流为5A，则变比为5/1000=1/200。
额定一次电流计算是根据电流互感器的额定二次电流和变比来确定其额定一次电流。
额定一次电流计算公式为额定一次电流=二次电流/变比。
例如，如果电流互感器的额定二次电流为5A，变比为1/200，则额定一次电流为5/(1/200)=1000A。
除了变比和额定一次电流的计算，还需要考虑电流互感器的负荷和准确度等参数。
负荷是指电流互感器在额定一次电流下的阻抗大小，一般以VA为单位。
负荷的选择应根据所需的测量和保护精度来确定。
准确度是指电流互感器的测量误差，一般以百分比形式表示。
准确度的选择应根据具体应用场景和精度要求来确定。
电流互感器的设计和计算是一个综合考虑多个因素的过程，包括额定电流的选择、磁路设计、绕组设计等。
通过合理的设计和准确的计算，可以实现电流互感器的可靠工作和精确测量。
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电流互感器设计：CT
在大多数开关电源中，电流互感器将会指出趋势、变动或者峰值，而不是绝对数量。
在准确度不是是最主要的情况下，可以采用非常简单的设计和绕线技术。
优点：良好的信噪比，控制与被监测线路之间隔离，良好的共模抑制，在大电流中不会引入过大的功率
第一种类型，单向电流互感器
第二种类型，交流电流互感器，不能存在有直流分量。
第三种类型，反激式电流互感器，在电流脉冲非常窄的情况下是特别有用。
第四种类型，直流电流互感器，能够用来测量大电流直流输出电路的电流，且损耗很低。
对于电流互感器需要较大的电感、较小的磁化电流以及较准确的测量。
在限流的应用中，10%的磁化电流是一个典型的设计限制值。
这个磁化效应在单向电流互感器最容易表现单向电流互感器设计
步骤1计算（或观察）在电流信号波形的顶部，被测量的原边峰值电流和斜率 di/dt。
步骤2在一定大小的电流值下，选择电流互感器副边电压值（应该尽可能低，且包括二极管压降，典型地步骤3 选择高导率磁芯材料（易获得大电感量）低的剩磁 Br 和初始尺寸。
电流互感器初级绕组的电流 ip 与次级电流 is 成正比
为了使检测电流转换成电压，可在 Ns 线圈连接一个电阻 Rs，Rs 两端的电压 Vrs 与 ip 成正比，即
电流互感器的绕制
公式 ip*Np = is * Ns = 安*匝
初级电流 ip [A]初级匝数 Np次级电流 is[A]次级匝数 Ns
101100通常 Ns 在 200 以上
0.000.10#DIV/0!通常线径 > 0.127mm(36AWG)
应用电路电参数
副边负载电阻值 R2 =2Ω
二极管正向压降 VD =0.6V
二极管反向耐压 =50V电压降会影响磁芯复位时间加长
电阻上产生的电压(检测输出) Vrs =0.200V
在初级绕组上产生的电压降 Vp =0.008V注意：此迅速恢复的磁心允许正激磁复位放电电阻 R1 =500Ω很清楚，选择R1的值以得到必需的
上的反向反激电压
大电流中不会引入过大的功率损失。
，且损耗很低。
应在单向电流互感器最容易表现出来。
低，且包括二极管压降，典型地应小于1V）。
压 Vrs 与 ip 成正比，即
Ns 在 200 以上
> 0.127mm(36AWG)
响磁芯复位时间加长
：此迅速恢复的磁心允许正激电流脉冲相邻的间隔期可准确地被监测，而不会发生饱和。
择R1的值以得到必需的最小的恢复时间，并且必须选择 Dl 的电压额定值，
在R1上的反向反激电压影响。
S
cm2
Gs
nH/N2
mH
mA
%误差一般要 < 10%
S??? 这数据结果好像不能在高频下工作 ???。