電流互感器知識(shí)：原理、銘牌、接線圖、重點(diǎn)問題詳解
我們打開配電柜，可以看到里面有很多電流互感器，有些配電柜只有一個(gè)，有些甚至有五六個(gè)。其實(shí)它們都是從母線上感應(yīng)出電流信號(hào)，只是測(cè)出來的電流作用不一樣而已。那它們都在配電柜中起什么作用呢？電流互感器電力系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛，它的作用是從大電流電纜上面按照一定的比例感應(yīng)出小電流，然后供儀表測(cè)量和繼電保護(hù)用。
大家應(yīng)該知道在發(fā)電、變電、輸電、配電過程中由于用電設(shè)備的不同，電流往往從幾十安到幾萬安都有，而且這些電路還可能伴隨高壓。那么為了能夠?qū)@些線路的電路進(jìn)行監(jiān)控、測(cè)量，同時(shí)又要解決高壓、高電流帶來的危險(xiǎn)，這時(shí)就需要用到電流互感器了。電流互感器的主要所用是用來將交流電路中的大電流轉(zhuǎn)換為一定比例的小電流（我國標(biāo)準(zhǔn)為5安倍），以供測(cè)量和繼電保護(hù)只之用。
有些人可能見過電工用的鉗形表，這是一種用來測(cè)量交流電流的設(shè)備，它那個(gè)“鉗”便是穿心式電流互感器。
我們從使用功能上將電流互感器分為測(cè)量用電流互感器和保護(hù)用電流互感器兩類，各種電流互感器的原理類似，本文總結(jié)了一些電流互感器知識(shí)，供參考使用。
一、電流互感器銘牌標(biāo)志
電流互感器型號(hào)由以下幾部分組成，各部分字母、符號(hào)表示內(nèi)容：
第一個(gè)字母：L——電流互感器
第二個(gè)字母：F——風(fēng)壓式；M——母線式(穿芯式)
第三個(gè)字母：C——瓷絕緣式；Z——澆注式
第四個(gè)字母：B——保護(hù)；D——差動(dòng)
第一個(gè)字母：數(shù)字——電壓等級(jí)(kV)。
例如：LMZ—0.66表示用環(huán)氧樹脂澆注的穿芯式電流互感器0.66kV。
額定工作電壓，互感器允許長期運(yùn)行的最高相同電壓有效值。
額定一次電流，作為互感器性能基準(zhǔn)的一次電流值。
額定二次電流，作為互感器性能基準(zhǔn)的二次電流值，通常為5A或1A。
額定電流比，額定一次電流與額定二次電流之比。
額定負(fù)荷，確定互感器準(zhǔn)確級(jí)所依據(jù)的負(fù)荷值。電流互感器二次K1、K2端子以外的回路阻抗都是電流互感器的負(fù)荷。通常以視在功率伏安或以阻抗歐姆表示。
額定功率因數(shù)，二次額定負(fù)荷阻抗的有功部分與額定阻抗之比。
準(zhǔn)確度等級(jí)，在規(guī)定使用條件下，互感器的誤差在該等級(jí)規(guī)定的限值之內(nèi)電力工程中計(jì)量,常用的等級(jí)有0.2、0.5、0.2S、0.5S等。
二、測(cè)量用電流互感器接線方法
測(cè)量用電流互感器的作用是指在正常電壓范圍內(nèi)，向測(cè)量、計(jì)量裝置提供電網(wǎng)電流信息。
1、普通電流互感器接線圖
電流互感器的一次側(cè)電流是從P1端子進(jìn)入，從P2端子出來；即P1端子連接電源側(cè)，P2端子連接負(fù)載側(cè)。
電流互感器的二次側(cè)電流從S1流出，進(jìn)入電流表的正接線柱，電流表負(fù)接線柱出來后流入電流互感器二次端子S2，原則上要求S2端子接地。
注：某些電流互感器一次標(biāo)稱，L1、L2，二次側(cè)標(biāo)稱K1、K2。
2、穿心式電流互感器接線圖
穿心式電流互感器接線與普通電流互感器類似，一次側(cè)從互感器的P1面穿過，P2面出來，二次側(cè)接線與普通互感器相同。
三、電流互感器接線圖
電流互感器接線總體分為四個(gè)接線方式：
1、單臺(tái)電流互感器接線圖
只能反映單相電流的情況，適用于需要測(cè)量一相電流的情況。
單臺(tái)電流互感器接線圖
2、三相完全星形接線和三角形接線形式電流互感器接線圖
三相電流互感器能夠及時(shí)準(zhǔn)確了解三相負(fù)荷的變化情況。
三相完全星形電流互感器接線圖
三相完全角形電流互感器接線圖
3、兩相不完全星形接線形式電流互感器接線圖
在實(shí)際工作中用得最多，但僅限于三相三線制系統(tǒng)。它節(jié)省了一臺(tái)電流互感器，根據(jù)三相矢量和為零的原理，用A、C相的電流算出B相電流。
兩相不完全星形接線形式電流互感器接線圖
4、兩相差電流接線形式電流互感器接線圖
也僅用于三相三線制電路中，這種接線的優(yōu)點(diǎn)是不但節(jié)省一塊電流互感器，而且也可以用一塊繼電器反映三相電路中的各種相間短路故障，亦即用最少的繼電器完成三相過電流保護(hù)，節(jié)省投資。
兩相差電流接線形式電流互感器接線圖
5、其它接線方式
5.1原邊串聯(lián)、副邊串聯(lián)
電流互感器原邊串聯(lián)、副邊串聯(lián)接線圖如下所示，串聯(lián)后效果：互感器變比不變，二次額定負(fù)荷增大一倍。
電流互感器原邊串聯(lián)、副邊串聯(lián)接線圖
5.2原邊串聯(lián)、副邊并聯(lián)
電流互感器原邊串聯(lián)、副邊并聯(lián)接線圖如下所示，串并聯(lián)后效果：互感器變比減小一倍，二次額定負(fù)荷增大一倍。
電流互感器原邊串聯(lián)、副邊并聯(lián)接線圖
5.3原邊并聯(lián)、副邊串聯(lián)
電流互感器原邊并聯(lián)、副邊串聯(lián)接線圖如下所示，串并聯(lián)后效果：互感器變比增大一倍，二次額定負(fù)荷增大一倍。
電流互感器原邊并聯(lián)、副邊串聯(lián)接線圖
5.4原邊并聯(lián)、副邊并聯(lián)
電流互感器原邊并聯(lián)、副邊并聯(lián)接線圖如下所示，并聯(lián)后效果：互感器變比不變，二次額定負(fù)荷增大一倍。
電流互感器原邊并聯(lián)、副邊并聯(lián)接線圖
四、關(guān)于電流互感器的重點(diǎn)問題
1、電流互感器的二次負(fù)載阻抗如果超過了其容許的二次負(fù)載阻抗．為什么準(zhǔn)確度就會(huì)下降?
電流互感器二次負(fù)載阻抗的大小對(duì)互感器的準(zhǔn)確度有很大影響。這是因?yàn)椋绻娏骰ジ衅鞯亩呜?fù)載阻抗增加得很多，超出了所容許的二次負(fù)載阻抗時(shí)，勵(lì)磁電流的數(shù)值就會(huì)大大增加，而使鐵芯進(jìn)入飽和狀態(tài)，在這種情況下，一次電流的很大一部分將用來提供勵(lì)磁電流，從而使互感器的誤差大為增加，其準(zhǔn)確度就隨之下降了。
2、用于差動(dòng)保護(hù)的電流互感器，要求其鐵芯好，還要加大鐵芯截面，為什么？
在系統(tǒng)正常運(yùn)行或差動(dòng)保護(hù)范圍外部短路時(shí)，差動(dòng)保護(hù)兩端電流互感器的電流數(shù)值和相位相同，應(yīng)沒有電流流入差動(dòng)繼電器，但實(shí)際上這兩套電流互感器的特性不可能完全相同，勵(lì)磁電流便不一樣，二次電流不會(huì)相等，繼電器中將流過不平衡電流。為了減少不平衡電流，必須改進(jìn)電流互感器的結(jié)構(gòu)，使其不致飽和，或選用損耗小的特種硅鋼片制作鐵芯，并加大鐵芯截面。
3、電流互感器二次繞組的接線有那幾種方式？
根據(jù)繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的不同要求，電流互感器二次繞組通常有以下幾種接線方式：
⑴、完全（三相）星形接線；
⑵、不完全（兩相）星形接線；
⑶、三角形接線；
⑷、三相并接以獲得零序電流接線；
⑸、兩相差接線；
⑹、一相用兩只電流互感器串聯(lián)的接線；
⑺、一相用兩只電流互感器并聯(lián)的接線。
4、什么叫電流互感器的接線系數(shù)？接線系數(shù)有什么作用?
通過繼電器的電流與電流互感器二次電流的比值叫電流互感器的接線系數(shù)，即Kc=Ik／I2式中
Ik--流人繼電器中的電流；
12--流人電流互感器的二次電流；
接線系數(shù)是繼電保護(hù)整定計(jì)算中的一個(gè)重要參數(shù)，對(duì)各種電流保護(hù)測(cè)量元件動(dòng)作值的計(jì)算，都要考慮接線系數(shù)。
5、什么叫電壓互感器反充電？對(duì)保護(hù)裝置有什么影響？
通過電壓互感器二次側(cè)向不帶電的母線充電稱為反充電。如220kV電壓互感器，變比為2200，停電的一次母線即使未接地，其阻抗(包括母線電容及絕緣電阻)雖然較大，假定為1MΩ，但從電壓互感器二次測(cè)看到的阻抗只有1000000／(2200)2=0．2Ω，近乎短路，故反充電電流較大(反充電電流主要決定于電纜電阻及兩個(gè)電壓互感器的漏抗)，將造成運(yùn)行中電壓互感器二次側(cè)小開關(guān)跳開或熔斷器熔斷，使運(yùn)行中的保護(hù)裝置失去電壓，可能造成保護(hù)裝置的誤動(dòng)或拒動(dòng)。
6、零序電流互感器的安裝
（1）電纜頭和零序電流互感器的支架應(yīng)用絕緣物可靠隔離。
（2）發(fā)生單相接地時(shí)，接地電流不僅在地中流過，也可能沿著電纜外皮流過。為了防止區(qū)外單相接地故障時(shí)裝置誤動(dòng)作，電纜頭接地線應(yīng)穿過零序電流互感器再接地。（接地線回穿過零序電流互感器再接地）
7、常用電壓互感器的接線，電壓互感器在三相電路中常用的接線方式有四種：如下圖
1、一個(gè)單相電壓互感器的接線，用于對(duì)稱的三相電路，二次側(cè)可接儀表和繼電器，如圖1（a）。
2、兩個(gè)單相電壓互感器的V/V形接線，可測(cè)量相間線電壓，但不能測(cè)相電壓，如圖1（b）。
3、三個(gè)單相電壓互感器接成Y0/Y0形，如圖1（c）?？晒┙o要求測(cè)量線電壓的儀表和繼電器，以及要求供給相電壓的絕緣監(jiān)察電壓表。
4、一臺(tái)三相五芯柱電壓互感器接成Y0/Y0/Δ（開口三角形），如圖1（d）所示。接成Y0形的二次線圈供電給儀表、繼電器及絕緣監(jiān)察電壓表等。輔助二次線圈接成開口三角形，供電給絕緣監(jiān)察電壓繼電器。當(dāng)三相系統(tǒng)正常工作時(shí)，三相電壓平衡，開口三角形兩端電壓為零。當(dāng)某一相接地時(shí)，開口三角形兩端出現(xiàn)零序電壓，使絕緣監(jiān)察電壓繼電器動(dòng)作，發(fā)出信號(hào)。
具體分析如下PT接V/V型的接線圖：左圖是正確接線，電壓平衡；右圖是錯(cuò)誤接線，電壓不平衡。
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