电流互感器根底常识

2017-10-29 23:03分类：电子元器件阅读：

1. 电流互感器的底子原理
1.1 电流互感器的底子等值电路如图1所示.
图中,Es—二次感应电势,Us—二次负荷电压,Ip—一次电流,Ip/Kn—二次全电流,Is—二次电流,
Ie—励磁电流,N1—一次绕组匝数,N2—二次绕组匝数,Kn—匝数比,Kn=N2/N1,Xct—二次绕组电抗(低漏磁互感器可疏忽),Rct—二次绕组电阻,Zb—二次负荷阻抗(包含二次设备及衔接导线),Ze—励磁阻抗.
电流互感器的一次绕组和二次绕组绕在同一个磁路闭合的铁心上.假定一次绕组中有电流流过,将在二次绕组中感应出相应的电动势.在二次绕组为通路时,则在二次绕组中发作电流.此电流在铁心中发作的磁通趋于抵消一次绕组中电流发作的磁通.在志向条件下,电流互感器两头的励磁安匝持平,二次电流与一次电流之比等于一次绕组与二次绕组匝数比。
即：IpN1=IsN2
Is＝Ip×N1/N2=Ip/Kn
1.2. 电流互感器极性标明
电流互感器选用减极性标明的方法，即一同从一二次绕组的同极性段通入相同方向的电流时，它们在铁芯中发作的磁通方向相同。当从一次绕组的极性端通入电流时，二次绕组中感应出的电流从极性端流出，以极性端为参看，一二次电流方向相反，因而称为减极性规范。
因为电流方向相反，且铁心中构成磁通为零。因而得下式：
N1Ip-N2Is=0(正本励磁安匝的和为零，但思考到两个电流的活动方向有关于极性端纷歧样，因而两者为减的联络)。
推出：Is=N1/N2*Ip
可见，一二次电流的方向是一同的，是同相位的，因而咱们能够用二次电流来标明一次电流（思考变比折算）。这恰是减极性标明的利益。
1.3. 电流互感器的差错
在志向条件下，电流互感器二次电流Is＝Ip/Kn，不存在差错。但实习上不管在幅值上（思考变比折算）和视点上，一二次电流都存在差异。这一点咱们能够在图1中看到。实习流入互感器二次负载的电流Is＝Ip/Kn－Ie，其间Ie为励磁电流，即树立磁场合需的作业电流。这么在电流幅值上就呈现了差错。正常作业时励磁阻抗很大，励磁电流很小，因而差错不是很大常常能够被疏忽。但在互感器丰满时，励磁阻抗会变小，励磁电流增大，使差错变大。思考到励磁阻抗通常被作为电抗性质处理，而二次负载通常为阻抗性质，因而在二次感应电势Es的效果下，Is和Ie纷歧样相位，因而构成了一次电流Ip＝Is＋Ie与二次电流Is存在视点差错δ，且角差错与二次负载性质有关。图2标明晰二次负载为纯阻性的状况。
图中，二次感应电势Es抢先铁芯中磁通Фm90度。能够近似认为励磁电流Ie与Фm同相。Es加在Xct、Rct、Zb上发作二次电流Is。Is与Ie构成Ip。可见，图中Is与Ip纷歧样相位，两者夹角即为视点差错。
对互感器差错的请求通常为，幅值差错小于十％，视点差错小于7度。
1.4. 电流互感器的简略分类
依据用处电流互感器通常可分为维护用和计量用两种。两者的差异在于计量用互感器的精度要相对较高，别的计量用互感器也更简略丰满，以避免发作体系缺点时大的短路电流构成计量表计的损坏。
依据对暂态丰满疑问的纷歧样处理方法，维护用电流互感器又可分为P类和TP类。P（protection，维护）类电流互感器不格外思考暂态丰满疑问，仅按经过互感器的最大稳态短路电流选用互感器，能够容许呈现必定的稳态丰满，而对暂态丰满致使的差错首要由维护设备自身选用方法避免或许呈现的差错动作做法（误动或拒动）。TP（transient protection，暂态维护）类电流互感器请求在最严峻的暂态条件下不丰满，互感器差错在规矩方案内，以保证维护设备的准确动作。
关于其它类型的互感器，比方光互感器，电子式电流互感器等实习运用还很少，因而这儿不作介绍。
2. 电流互感器的丰满
前面咱们讲到电流互感器的差错首要是由励磁电流Ie致使的。正常作业时因为励磁阻抗较大，因而Ie很小，致使于这种差错是能够疏忽的。但当CT丰满时，丰满程度越严峻，励磁阻抗越小，励磁电流极大的增大，使互感器的差错成倍的增大，影响维护的准确动作。最严峻时会使一次电流悉数变成励磁电流，构成二次电流为零的状况。致使互感器丰满的要素通常为电流过大或电流中富含许多的非周期重量，这两种状况都是发作在事端状况下的，这时正本请求维护准确动作活络切除缺点，但假定互感器丰满就很简略构成差错失大致使维护的禁绝确动作，进一步影响体系安全。因而关于电流互感器丰满的疑问咱们有必要细心对待。
互感器的丰满疑问假定进行具体剖析是非常杂乱的，因而这儿仅进行定性剖析。
所谓互感器的丰满，实习上讲的是互感器铁心的丰满。咱们知道互感器之所以能传变电流，即是因为一次电流在铁芯中发作了磁通，进而在盘绕在同一铁芯中上的二次绕组中发作电动势U＝4.44f*N*B*S×十-8。式中f为体系频率，HZ；N为二次绕组匝数；S为铁芯截面积，m2；B为铁芯中的磁通密度。假定此刻二次回路为通路，则将发作二次电流，完毕电流在一二次绕组中的传变。而当铁芯中的磁通密度抵达丰满点后，B随励磁电流或是磁场强度的改动趋于不显着。也即是说在N,S,f断定的状况下，二次感应电势将底子坚持不变，因而二次电流也将底子不变，一二次电流按比例传变的特性改动了。咱们知道互感器的丰满的本质是铁芯中的磁通密度B过大，跨过了丰满点构成的。而铁芯中磁通的多少决议于树立该磁通的电流的巨细，也即是励磁电流Ie的巨细。当Ie过大致使磁通密度过大，将使铁芯趋于丰满。而此刻互感器的励磁阻抗会显着降低，然后构成励磁电流的再增大，所以又进一步加重了磁通的添加和铁芯的丰满，这正本是一个恶性循环的进程。从图1中咱们能够看到，Xe的减小和Ie的添加，将表现为互感器差错的增大，致使于影响正常的作业。
铁芯的丰满咱们能够通常能够分红两种状况来了解。其一是稳态丰满，其二为暂态丰满。
关于稳态丰满，咱们能够凭仗图一进行剖析。在图中咱们能够知道，Ie和二次电流Is是按比例分流的联络。咱们假定励磁阻抗Ze不变。当一次电流因为发作事端等要素增大时，Ie也必定会按比例增大，所以铁芯磁通添加。假定一次电流过大，也会致使Ie的过大，然后又会走入上面咱们所说的那种循环里去，进而构成互感器丰满。