电流互感器工作原理课件
电流互感器工作原理及特点
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-10500kV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I2为基准，画在第一象限水平轴上，即I2初相角为0。
二次电压U2较I2超前二次负荷功率因数角Ψ2，E2超前I2二次总阻抗角a。
铁芯磁通φ超前E290℃。
励磁磁势I0N1对φ超前铁芯损耗角Ψ。
根据磁势平衡原理I1N1?I2N2?I0N1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?fi?kii2i1?100%i1由磁势平衡方程可知，当励磁损耗很小时， I1I2?KN?N2N1 ，所以上式也可以写成：IN?I1N1fi?22?10000I1N1?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?I2?超前I1?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：fi??I0N1sin(???)?100%I1N1角误差的公式如下：?i?sin?iI0N1cos(???)?3440分 I1N1三、电流互感器的运行参数对误差的影响如前所述，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。
电流互感器和电压互感器ppt课件
❖ 因为AC＝OC－OA＝I1N1－I2N2，所以
f
221110% 0101sin (2)10% 0
11
11
110sin (2)10% 0
.
电流互感器参数
si nO B C B 1 0 1si9 1 o n 1 0 ([2 ) ]1 0 1c 1 1 o s 2 )(
示。如：10/5,50/5,100/5,200/5,600/5，3150/5等 额定电流，就是在这个电流下，互感器可以长期 运行而不会因发热损坏。当负载电流超过额定电 流时，叫作过负载。 2．准确度等级 （简称准确级）
国产电流互感器的准确度等级有0.2、0.5、1.0、3.0、 0.2S级及0.5S级。如：0.2/10P10等
电式、电子式等电流互感器。
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电流互感器型号规定
二）电流互感器的型号规定
目前，国标：电流互感器型号编排方法规定如下：
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电流互感器型号字母含义
产品型号均以汉语拼音字母表示，字母含义及排列顺序见表 4-l所示
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电流互感器参数
（三）电流互感器的主要参数 1．额定电流变比
额定电流变比是指一次额定电流与二次额定电流之比（有 时简称电流比）；额定电流比一般用不约分的分数形式表
.
电流互感器知识（分类）
（－）电流互感器分类
（1）电流互感器按用途可分为两类：一是测量电流、功 率和电能用的测量用互感器；二是继电保护和自动控制 用的保护控制用互感器。
（2）根据一次绕组匝数可分为单匝式和多匝式
（3）根据安装地点可分为户内式和户外式
（4）根据绝缘方式可分为干式，浇注
电流互感器结构原理-串并联
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（人）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（右）；二次绕组的匝数（N0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5-1。
图5 - 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，l1N1=l2N2,电流互感器额定电流比：瓦二丽。
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5- 2。
图5 - 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：n。
式中11 ――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 5 - 3。
二反绕纽Ki K-i 心Kd图5 - 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。
电流互感器工作原理
电流互感器1、原理一次电流I １流过一次绕组，建立一次磁动势 （N 1I 1），亦被称为一次安匝，其中N 1为一次绕组的匝数；一次磁动势分为两部分，其中小一部分用于励磁，在铁心中产生磁通，另一部分用来平衡二次磁动势（N 2I 2），亦被称为二次安匝，其中N 2为二次绕组的匝数。
励磁电流设为I 0，励磁磁动势（N 1I 0），亦被称为励磁安匝。
平衡二次磁动势的这部分一次磁动势，其大小与二次磁动势相等，但方向相反。
磁势平衡方程式如下：120121I N I N I N •••+=在理想情况下，励磁电流为零，即互感器不消耗能量，则有12120I N I N ••+=若用额定值表示，则1212N N I N I N ••=-其中1N I •，2N I •为一次、二次绕组额定电流。
额定一次、二次电流之比为电流互感器额定电流比，12NN NI K I =P 11I •P 22I •Z B电流互感器工作原理E 211I N •22I N •22I N •-01I N •电流互感器的等值电路如下图所示：Z 1 Z 21I•2I ••Z M 2U •Z B'1E •2E •根据电工原理，励磁电流在铁心中建立主磁通，它穿过一次、二次绕组的全部线匝。
由于互感器铁心有磁滞和涡流损耗，励磁电流的一部分供给这些损耗，称为有功部分，另一部分用于励磁，称为无功部分。
所以励磁电流与主磁通相差角，这个角称为铁损角。
主磁通在二次绕组中感应出电动势2E •，相位相差90（滞后）；则：222()B E I Z Z ••=+式中 Z 2---二次绕组的内阻抗，Z 2= R 2 +ｊＸ2Z B ―――二次负荷，Z B ＝R Ｂ +ｊＸＢ二次电流的相位滞后于二次感应电动势角。
22arctan BBX X R R α+=+一次电流1I•是（2I •-）和I •之和，一次电流与（2I •-）相差角。
可见由于励磁电流I •的存在，一、二次电流在变换的大小和相位上都存在差别，这就是互感器的误差。
电流互感器和电压互感器
在瞬态过程中，由于电场和磁场的能量发生较大的变化，可能会使绕组中的电 压和电流超过额定值许多倍，即出现所谓过电压和过电流现象，虽然瞬态过程 持续的时间很短，但却可能使变压器遭到破坏，因此，对这些问题应进行分析 研究，找出它的变化规律，对变压器的设计、制造、保护和运行都是十分必要 的。
变压器的瞬态过程
图5-3 变比和联结组相同时两台 变压器并联时的简化等效电路
§5-3变比相同而短路阻抗标么值不相等的变压器并联运行时的负载分配
Z uk 2 1 I S 2 I S Z uk 1
* 1 * 2 * 1 * 2 * k2 * k1
由此可知：负载系数和短路阻抗标幺值(或短路电压）成反比。 若为多台变压器并联，则
§6-2变压器空载合闸时的瞬态过程
变压器空载合闸时的瞬态过程
变压器在稳态运行时．空载激磁电流是额定电流的(1～10)％。但在空载接通
电源的瞬间，由于变压器铁心存在饱和现象，可能出现很大的冲击电流，如不
采取适当的措施，则可能使开关跳闸，以致变压器不能顺利投入电网。
i0
u1
r1 w1
w2
图6-1 变压器空载接通电源
联运行情况，要求各变压器满足联结组相同、变比相等，以及
短路阻抗标么值相等。变比相等和联结组相同保证空载时不产 生环流，是变压器能否并联的前提。短路阻抗标么值相等则保 证了负载按变压器容量成比例分配，若短路阻抗标么值不相等， 则负荷系数与短路阻抗标么值成反比。
电流互感器的工作原理
电流互感器的工作原理电流互感器是一种用于测量电流的装置，它的工作原理是基于电磁感应的原理。
在电流互感器中，通过电流的变化来产生磁场，然后利用磁场的变化来感应出电压信号，从而实现对电流的测量和监测。
首先，让我们来了解一下电磁感应的基本原理。
根据法拉第电磁感应定律，当导体中的电流发生变化时，就会产生磁场。
而当磁场发生变化时，就会在导体中感应出电压。
这就是电磁感应的基本原理，而电流互感器正是利用了这一原理来工作的。
电流互感器通常由一个铁芯和绕组组成。
当被测电流通过电流互感器的一侧绕组时，就会在铁芯中产生磁场。
而在另一侧的绕组中，由于磁场的变化，就会感应出相应的电压信号。
这样，我们就可以通过测量感应出的电压信号来确定通过电流互感器的电流大小。
在实际应用中，电流互感器通常用于监测电力系统中的电流，以确保系统的安全运行。
它可以将高电流变换成对设备更安全的低电流，从而方便测量和监测。
此外，电流互感器还可以用于电能计量、过载保护和故障检测等方面。
除了基本的工作原理外，电流互感器还有一些特殊的工作原理和技术。
例如，一些电流互感器采用了霍尔效应来实现对电流的测量，这种技术可以提高测量的精度和稳定性。
另外，一些电流互感器还采用了数字信号处理技术，可以实现对电流信号的数字化处理和传输。
总的来说，电流互感器的工作原理是基于电磁感应的原理，通过感应出电流产生的磁场来实现对电流的测量和监测。
它在电力系统中起着至关重要的作用，可以确保系统的安全运行，并且在电能计量、过载保护和故障检测等方面都有着广泛的应用。
随着技术的不断发展，电流互感器的工作原理和技术也在不断地得到改进和完善，以满足不断变化的需求。
电流互感器工作原理
A
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5．2 电流互感器变流比选择
电流互感器一次额定电流I1n和二次额定电流I2n之 比，称为电流互感器的额定变流比，Ki＝I1n／I2n≈N2
／N1。
式中，N1和N2为电流互感器一次绕组和二次绕组的匝数。
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电流互感器一次侧额定电流标准比(如20、30、40、
学
规
定
。
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在理想情况下，即忽略线圈的电阻，铁心损耗及漏
磁通可得：
I1N1＝I2N2
有：Il／I2＝N2／N1，即线圈的匝数与电流成反比
A
5
3 电流互感器的分类
按用途分：保护用（用于机电保护和自动控制装置的电 流互感器），测量用（测量电流和电能的电流互感器）
按安装种类分：户内式（一般额定电压不高于35kV）， 户外式（一般额定电压高于35kV）
按结构形式分：贯穿式，支柱式，母线式，套管式，正 立式，倒立式
A
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4 电流互感器的误差特性 KKNNII2I1I21I1I11010% 00%
A、电流误差
GB1208-87对电流误差的定义是
从电流互感器的原理知道，由于励磁电流的存在， 二次电流乘以额定电流比总是小于实际一次电流， 所以电流互感器的误差总是负值，只有采取了补 偿以后，才可能出现正值电流误差。
A
7
保护用电流互感器误差 准确度等级5P 电流误差＋1%， 准确度等级10P 电流误差＋3%，
A
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5 、电流互感器的选择
5．1 电流互感器选择与检验的原则 1)电流互感器额定电压不小于装设点线路额定电压； 2)根据一次负荷计算电流Ic选择电流互感器变化； 3)根据二次回路的要求选择电流互感器的准确度并校验
电流互感器的作用及原理
电流互感器的作用及原理
电流互感器（current transformer，CT）是一种用于测量和监测电流的电器设备。
它起到转换电流的作用，将高电流转换为可以安全测量的较小电流，以便供给仪表和保护设备使用。
电流互感器的工作原理是基于电感耦合的原理。
它由一个主线圈（一次绕组）和一个副线圈（二次绕组）组成。
主线圈绕制在电力系统通流导线上，通过取样一小部分电流，建立与主线圈电流成比例的磁通。
而副线圈则绕制在一个磁芯上，与主线圈紧密相连。
当通过主线圈的电流变化时，产生的磁通将被副线圈感应，从而在副线圈中产生一比例的次级电流。
这个次级电流可以提供给测量仪表或保护设备使用。
电流互感器的准确性和精度极为重要，因此需要精心设计和制造。
通常情况下，电流互感器的一次绕组与次级绕组之间的变压器变比很高，以确保主线圈电流与副线圈次级电流的转换准确性。
此外，互感器还具有绝缘和保护功能，以确保副线圈中的次级电流不会对测量设备或保护设备产生影响。
总之，电流互感器的作用是将高电流转换为较小电流供给测量和保护设备使用。
其工作原理基于电感耦合，通过主线圈感应副线圈中的次级电流来实现电流的测量和监测。
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电流互感器
1 电流互感器
电流互感器作为一次系统和二次系统间联络元件，
起着将一次系统的大电流变换成二次系统的小电流，用以
分别向测量仪表、继电器的电流线圈供电，正确反映电气
设备的正常运行参数和故障情况，使测量仪表和继电器等
二次侧的设备与一次侧高压设备在电气方面隔离，以保证
工
作
人
员
的
按结构形式分：贯穿式，支柱式，母线式，套管式，正 立式，倒立式
4 电流互感器的误差特性
KKNNI
2I
2
I1I1
I1
I11010%00%
A、电流误差
GB1208-87对电流误差的定义是
从电流互感器的原理知道，由于励磁电流的存在， 二次电流乘以额定电流比总是小于实际一次电流， 所以电流互感器的误差总是负值，只有采取了补 偿以后，才可能出现正值电流误差。
安
全
。
2 电流互感器的原理
互感器，一般N1≤N2，可见电流互流感器为一“变
流”器，基本原理与变压器相同，工作状况接近于变压器
短路状态，原边符号为P1、P2，副边符号为S1、S2。互
感器的原边串接入主线路，被测电流为I1 ，原边匝数为N1，
副边接内阻很小的电流表或功率表的电流线圈，副边电流
为I2，副边匝数为N2。原副边电磁量及规定正方向由电工
准确度选择的原则：计费计量用的电流互感 器其准度为0．2～0．5级；用于监视各进出线回 路中负荷电流大小的电流表应选用1．0—3．0级 电流互感器。为了保证准确度误差不超过规定值， 一般还校验电流互感器二次负荷(伏安)，互感器 二次负荷S2不大于额定负荷S2n，所选准确度才 能得到保证。准确度校验公式：S2≤S2n。
通常为1A或5A。一般情况下，计量用电流互感器变流比
的选择应使其一次额定电流I1不小于线路中的负荷电流
(即计算Ic)。如线路中负荷计算电流为350A，则电流互
感器的变流比应选择400／5。保护用的电流互感器为保
证其准确度要求，可以将变比选得大一些。
3．3 电流互感器准确度选择及校验
所谓准确度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。对于不同的测 量仪表，应选用不同准确度的电流互感器。
准确度； 4)校验动稳定度和热稳定度。
5．2 电流互感器变流比选择
电流互感器一次额定电流I1n和二次额定电流I2n之 比，称为电流互感器的额定变流比，Ki＝I1n／I2n≈N2
／N1。
式中，N1和N2为电流互感器一次绕组和二次绕组的匝数。
电流互感器一次侧额定电流标准比(如20、30、40、
50、75、100、150(A)、)等多种规格，二次侧额定电流
电流I1全部成为磁化电流，引起φm和E2骤增，造
Hale Waihona Puke 成铁心过度饱和磁化，发热严重乃至烧毁线圈；
同时，磁路过度饱和磁化后，使误差增大。另外，
二次侧开路使E2达几百伏，一旦触及造成触电事
故
。
4)在安装和使用互感器时, 一定要注意端子的极性。 否则, 其二次侧所接的仪表、继电器中流过的电流 就不是设计时的电流, 因而引起计量和测量不准确, 并可能引起继电保护装置的误动作或拒动。
7)为了防止支柱式电流互感器套管闪络造成母线故障， 电流互感器通常布置在断路器的出线或变压器侧。
8)为了减轻发电机内部故障时的损伤，用于自动调节励 磁装置的电流互感器应布置在发电机定子绕组的出线侧。 为了便于分析和在发电机并入系统前发现内部故障，用 于测量仪表的电流互感器宜装在发电机中性点侧。
7.3 两相电流差接线方式
两相电流差接线, 又称为两相单继电器接线如图说示， 其二次侧公共线流过的电流等于两个相电流的向量差， 这种接线多用于三相三线制电路的继电保护中
7,电流互感器的接线方式
电流互感器在电力系统中通常有如下四种接线 方式。
电流互感器二次侧电流线圈通过的电流, 反映了一次电 路对应相的电流。该接线方式通常用在负 荷平衡的三相电路中电流的测量, 或在继电保护中作为 过负荷保护接线。
7.2 两相式V型接线
两相形接线, 又称为两相继电器接线如图。二次设备电流线圈流过的电 流就等于互感器的二次电流, 它反映了相电流的大小。又由Ia+Ic=-Ib可 知, 互感器二次侧公共线上的电流, 正好是未接互感器相的反相二次电流, 因此这种接线的三个电流线圈分别反映了三相电流, 所以, 广泛应用于中 性点不接地而负载不论平衡与否的三相三线制电路中, 供继电保护测量 之用。
5)为了满足测量仪表、继电保护、断路器失灵判断和故 障录波等装置的需要，在发电机、变压器、出线、母线 分段断路器、母联断路器、旁路断路器等回路中均设具 有2～8个二次绕阻的电流互感器。对于大电流接地系统， 一般按三相配置；对于小电流接地系统，依具体要求按 二相或三相配置；
6)对于保护用电流互感器的装设地点应按尽量消除主保 护装置的不保护区来设置。例如：若有两组电流互感器， 且位置允许时，应设在断路器两侧，使断路器处于交叉 保护范围之中；
6 、电流互感器的正确使用
1)电流互感器的接线应遵守串联原则：即一次绕阻应与 被测电路串联，而二次绕阻则与所有仪表负载串联。
2)按被测电流大小，选择合适的变化，否则误差将增大。 同时，二次侧一端必须接地，以防绝缘一旦损坏时，一 次侧高压窜入二次低压侧，造成人身和设备事故；
3)二次侧绝对不允许开路，因一旦开路，一次侧
学
规
定
。
在理想情况下，即忽略线圈的电阻，铁心损耗及漏
磁通可得：
I1N1＝I2N2
有：Il／I2＝N2／N1，即线圈的匝数与电流成反比
3 电流互感器的分类
按用途分：保护用（用于机电保护和自动控制装置的电 流互感器），测量用（测量电流和电能的电流互感器）
按安装种类分：户内式（一般额定电压不高于35kV）， 户外式（一般额定电压高于35kV）
保护用电流互感器误差 准确度等级5P 电流误差＋1%， 准确度等级10P 电流误差＋3%，
5 、电流互感器的选择
5．1 电流互感器选择与检验的原则 1)电流互感器额定电压不小于装设点线路额定电压； 2)根据一次负荷计算电流Ic选择电流互感器变化； 3)根据二次回路的要求选择电流互感器的准确度并校验