电流互感器结构原理-串并联
电流互感器原理
电流互感器原理是依据电磁感应原理的。
电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。
它的一次绕组匝数很少，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2次回路始终是闭合的，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。
基本介绍·作用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。
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。
·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，一次侧电流I1全部成为磁化电流，引起φm和E2骤增，造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。
电流互感器在正常工作时，二次侧近似于短路，若突然使其开路，则励磁电动势由数值很小的值骤变为很大的值，铁芯中的磁通呈现严重饱和的平顶波，因此二次侧绕组将在磁通过零时感应出很高的尖顶波，其值可达到数千甚至上万伏，危机工作人员的安全及仪表的绝缘性能。
另外，一次侧开路使二次侧电压达几百伏，一旦触及将造成触电事故。
因此，电流互感器二次侧都备有短路开关，防止一次侧开路。
在使用过程中，二次侧一旦开路应马上撤掉电路负载，然后，再停车处理。
一切处理好后方可再用。
4）为了满足测量仪表、继电保护、断路器失灵判断和故障滤波等装置的需要，在发电机、变压器、出线、母线分段断路器、母线断路器、旁路断路器等回路中均设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5）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。
电压互感器、电流互感器的结构原理及作用
电流互感器和电压互感器的结构原理及作用电流互感器（Current transformer 简称CT）电气符号：TA电流互感器的原理：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。
电流互感器的结构：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。
电流互感器的作用：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。
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。
需掌握电流互感器的相关知识：准确级选择的原则：计费计量用的电流互感器其准确级不低于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电流互感器 - 使用注意事项电流互感器运行时，副边不允许开路。
因为一旦开路，原边电流均成为励磁电流，使磁通和副边电压大大超过正常值而危及人身和设备安全。
因此，电流互感器副边回路中不许接熔断器，也不允许在运行时未经旁路就拆下电流表、继电器等设备。
电流互感器运行时，副边不允许开路。
电流互感器的作用及接线方法 图文 民熔
电流互感器的作用及接线方法从通过大电流的电线上，按照一定的比例感应出小电流供测量使用，也可以为继电保护和自动装置提供电源。
比如说现在有一条非常粗的电缆，它的电流非常大。
如果想要测它的电流，就需要把电缆断开，并且把电流表串联在这个电路中。
由于它非常粗，电流非常大，需要规格很大的电流表。
但是实际上是没有那么大的电流表，因为电流仪表的规格在5A 以下。
那怎么办呢？这时候就需要借助电流互感器了。
先选择合适的电流互感器，然后把电缆穿过电流互感器。
这时电流互感器就会从电缆上感应出电流，感应出来的电流大小刚好缩小了一定的倍数。
把感应出来的电流送给仪表测量，再把测量出来的结果乘以一定的倍数就可以得到真实结果。
我们从使用功能上将电流互感器分为测量用电流互感器和保护用电流互感器两类，各种电流互感器的原理类似，本文总结各种电流互感器接线图，供参考使用。
测量用电流互感器的作用是指在正常电压范围内，向测量、计量装置提供电网电流信息。
电流互感器的一次侧电流是从P1端子进入，从P2端子出来；即P1端子连接电源侧，P2端子连接负载侧。
电流互感器的二次侧电流从S1流出，进入电流表的正接线柱，电流表负接线柱出来后流入电流互感器二次端子S2，原则上要求S2端子接地。
注：某些电流互感器一次标称，L1、L2，二次则标称K1、K2。
穿心式电流互感器接线与普通电流互感器类似，一次侧从互感器的P1面穿过，P2面出来，二次侧接线与普通互感器相同。
电流互感器接线总体分为四个接线方式：1.单台电流互感器接线图只能反映单相电流的情况，适用于需要测量一相电流的情况。
单台电流互感器接线图2.三相完全星形接线和三角形接线形式电流互感器接线图三相电流互感器能够及时准确了解三相负荷的变化情况。
三相完全星形电流互感器接线图三相完全角形电流互感器接线图3.两相不完全星形接线形式电流互感器接线图在实际工作中用得最多，但仅限于三相三线制系统。
它节省了一台电流互感器，根据三相矢量和为零的原理，用A、C相的电流算出B相电流。
互感器的结构和工作原理
互感器的结构和工作原理电力系统要安全经济运行，必须装设一些测量仪表，以测量电路中各种电气量，如电压、电流、功率、电能等。
我们经常还会遇到测量要求较高电压和较大电流的各种电气量。
为了更方便更正确地获得这种被测量的数值，必须使用互感器。
互感器的主要作用有：（1）将高电压变为低电压（100V），大电流变为小电流（5A）。
（2）使测量二次回路与一次回路高压和大电流实施电气隔离，以保证测量工作人员和仪表设备的安全。
（3）采用互感器后可使仪表制造标准化，而不用按被测量电压高低和电流大小来设计仪表。
（4）取出零序电流、电压分量供反应接地故障的继电保护装置使用。
第一节电流互感器的结构和工作原理一、电流互感器的主要技术数据（－）电流互感器分类目前，电流互感器的分类按不同情况划分如下：（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，如图4-1所示。
单匝式又分为贯穿型和母线型两种。
贯穿型互感器本身装有单根铜管或铜杆作为一次绕组；母线型互感器则本身未装一次绕组，而是在铁芯中留出一次绕组穿越的空隙，施工时以母线穿过空隙作为一次绕组。
通常油断路器和变压器套管上的装入式电流互感器就是一种专用母线型互感器。
（α）（b）（c）图4-1 电流互感器的结构原理（α）单匝式；（b）多匝式；（c）具有两个铁芯式（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，浇注式，油浸式等。
干式用绝缘胶浸渍，适用于作为低压户内的电流互感器；浇注式用环氧树脂作绝缘，浇注成型；油浸式多为户外型。
（5）根据电流互感器工作原理可分为电磁式、光电式、磁光式、无线电式电流互感器。
（二）电流互感器的型号规定目前，国产电流互感器型号编排方法规定如下：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5-l 。
表4-1 电流互感器型号字母含义第一个字母 第二个字母 第三个字母 第四个字母 第五个字母 字母 含义字母 含义字母 含义字母 含义字母含义L电流 互感器A 穿墙式 C 瓷绝缘B 保护级 D 差动保护B 支持式 G 改进的 D 差动保护C 瓷箱式 J 树脂浇注 J 加大容量D 单匝式 K 塑料外壳 Q 加“强”式F 多匝式 L 电容式绝缘 Z 浇注绝缘J 接地保护 M 母线式 M 母线式 P 中频 Q 线圈式 S 速饱和 R 装入式 W 户外式 Y 低压的 Z 浇注绝缘Z支柱式（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）。
电流互感器原理
电流互感器原理 Last updated on the afternoon of January 3, 2021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21。
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21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21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 (21)图21 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； N 2 二次绕组匝数； 式（21）还可写成01221I N N I I=+，A 或者写成021I I I='+，A (22)在电流互感器中，通常又将电流与匝数的乘积称为安匝，11N I 称为一次安匝，22N I 称为二次安匝，10N I 称为励磁安匝。
电流互感器工作原理
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
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）
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
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；
电流互感器的基本参数额定容量
特殊变压器
1
第一节
概述（互感器的作用）
1.将高电压、大电流变换为低电压、小电流。 2．使测量仪表量程标准化（因互感器二次电压、 电流标准化：100V/5A或1A）。 3. 扩大交流仪表的使用范围，实现一表多用(采用 不同变比)。 4.减小功率消耗（采用互感器来扩大量程，它所消 耗的功率要比使用分流器或附加电阻所消耗的功 率要小得多）。 5. 隔离高电压、大电流,保证人身和仪表安全。
问:如果已知某TA二次额定阻抗为0.2欧姆，其额定
容量为多少？
标准值
25
四、电流互感器的基本参数
3.误差
(1)电流互感器的误差分两种：
比差(变比误差)
角差(相角误差)。 其中：
26
误 差：
比差
i
K I I 2 I1 100% I1
没有误差时
KI I 2
K I I 2 I1
I1
S2N(VA)；实际的二次负荷超过了规定的额定容量时，电压互
感器的准确度等级就下降。
例如:JDZ-10型TV，0.5 级、1级、3级时对应的二次负荷额 定容量分别为80VA、120VA、300VA。
12
电压互感器的有关技术数据
3.误差
(1)电压互感器的误差分两种： 比差(变比误差) 角差(相角误差)。 其中：
20
TA的图形符号
L1 K1
L
1
K1 （S1） K2 （S2）
I1
10kV
I2
TA
L
2
K2 L2 一次接线图中
21
认识TA：
22
三、TA的工作特点（运行规范 ）
电流互感器-电压互感器结构原理和使用注意事项
电流互感器/电压互感器的结构原理和使用注意事项通常所说的电压互感器和电流互感器都是电磁式的，电磁式电压互感器电气文字符号是PT，电磁式电流互感器电气文字符号是CT。
电压互感器和电流互感器在电力设备中应用广泛，用途也是缺之不可的，同时也是最常见的电气设备之一。
一、互感器的结构和工作原理1.电压互感器（PT）是一种将高电压变换为低电压的电气设备，一次绕组与高压系统的一次回路并联，二次绕组则与二次设备的负载并联。
PT基于电磁感应原理工作，正常运行时其二次负载基本不变，电流很小，接近于空载状态。
一般的PT包括测量级和保护级，其基本结构为：一次线圈和二次线圈分别绕在铁心上，在两个线圈之间和线圈与铁心之间都有绝缘隔离。
电力系统用的三线圈电压互感器，除了上述的一次线圈和二次线圈外，还有一个零序电压线圈，用来接继电器。
在线路出现单相接地故障时，线圈中产生的零序电压使继电器动作，切断线路，以保护线路中的发电机和变压器等贵重设备。
2.电流互感器（CT）是一种将高压电网大电流变换为小电流的电气设备，一次绕组串联在高压系统的一次回路内，二次绕组则与二次设备的负载相串联。
CT也是基于电磁感应的原理工作，但是它的二次负载阻抗很小，接近于短路状态。
电流互感器也分为测量用与保护用两类，基本结构和PT相似，一次线圈、二次线圈分别绕在铁心上，两个线圈之间及线圈与铁心之间有绝缘隔离。
根据电力系统要求切除短路故障和继电保护动作时间的快慢，保护用电流互感器分为稳态保护用与暂态保护用两种，前者用于电压比较低的电网中，称为一般保护用电流互感器；后者则用于高压超高压线路上。
二、互感器的使用注意事项1.PT二次侧直接与电压表连接，相当于运行在变压器的空载状态，短路会引起很大的短路电流，使用中不允许短路。
电磁式互感器都有一定的额定容量，从电力网中消耗功率，成为系统的负载，存在负荷分担问题。
而PT存在的最为严重的问题是可能出现铁磁谐振：PT的铁心电感和系统的电容元件由于感抗与容抗的交换，组成许多复杂的振荡回路，如果满足一定的条件，就可能激发起持续时间较长的铁磁谐振，这种谐振现象，某些元件的电压过高危及设备的绝缘，同时可能在非线性电感元件中产生很大的过电流，使电感线圈引起温度升高，击穿绝缘，以致烧损。
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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。
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 5-4。
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图5 — 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（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）。
3.3 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，见图 5 — 5（图中虚线为电流互感器一次绕组外侧的连接片）。
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。
例如当电流互感器一次绕组串联
时（图 5 — 5a） , 1K1、1K2 , 1K2、1K3 , 2K1、2K2 , 2K2、2K3 为 300/5 , 1K1、1K3 , 2K1、2K3为150/5 ;当电流互感器一次绕组并联时（图5 — 5b） , 1K1、1K2 , 1K2、1K3 , 2K1、2 K2 , 2K2、2K3为600/5 , 1K1、1K3 , 2K1、2K3为300/5。
其接线图和准确度等级标准在铭牌上或使用说明书中。
（a）—次串联（两匝）
Q 0 C 6 C □
IIC I IE I IEL 9K
2K>2Ii
t
（b）一次并联（一匝）
图5 — 5 一次绕组匝数可调、二次多绕组的电流互感器原理图
3.4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（详细内容本讲第四节
介绍）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，见图
5 — 6(a)、
(b)。
(a)两台电流互感 器和电压互感器V/V 接线
(b)三台电流互感器和电压互感器Y/Y 接线
图5 — 6 组合式电流电压互感器
Hzx 阅：
10.6.9
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