電流互感器原理是依據電磁感應原理的。電流互感器是由閉合的鐵心和繞組組成。它的一次繞組匝數很少,串在需要測量的電流的線(xiàn)路中,因此它經(jīng)常有線(xiàn)路的全部電流流過(guò),二次繞組匝數比較多,串接在測量?jì)x表和保護回路中,電流互感器在工作時(shí),它的2次回路始終是閉合的,因此測量?jì)x表和保護回路串聯(lián)線(xiàn)圈的阻抗很小,電流互感器的工作狀態(tài)接近短路。
一電流互感器原理
電流互感器(Current transformer 簡(jiǎn)稱(chēng)CT)的作用是可以把數值較大的一次電流通過(guò)一定的變比轉換為數值較小的二次電流,用來(lái)進(jìn)行保護、測量等用途。如變比為400/5的電流互感器,可以把實(shí)際為400A的電流轉變?yōu)?A的電流。
電流互感器與變壓器類(lèi)似也是根據電磁感應原理工作,變壓器變換的是電壓而電流互感器變換的是電流罷了。電流互感器接被測電流的繞組(匝數為N1),稱(chēng)為一次繞組(或原邊繞組、初級繞組);接測量?jì)x表的繞組(匝數為N2)稱(chēng)為二次繞組(或副邊繞組、次級繞組)。
電流互感器一次繞組電流I1與二次繞組I2的電流比,叫實(shí)際電流比K。電流互感器在額定電流下工作時(shí)的電流比叫電流互感器額定電流比,用Kn表示,Kn=I1n/I2n。
二電流互感器技術(shù)指標
1額定容量
額定二次電流通過(guò)二次額定負荷時(shí)所消耗的視在功率。額定容量可以用視在功率V.A表示,也可以用二次額定負荷阻抗Ω表示。
2一次額定電流
允許通過(guò)電流互感器一次繞組的用電負荷電流。用于電力系統的電流互感器一次額定電流為5~25000A,用于試驗設備的精密電流互感器為 0.1~50000A。電流互感器可在一次額定電流下長(cháng)期運行,負荷電流超過(guò)額定電流值時(shí)叫做過(guò)負荷,電流互感器長(cháng)期過(guò)負荷運行,會(huì )燒壞繞組或減少使用壽命。
3二次額定電流
允許通過(guò)電流互感器二次繞組的一次感應電流。
4額定電流比(變比)
一次額定電流與二次額定電流之比。
510%倍數
在指定的二次負荷和任意功率因數下,電流互感器的電流誤差為-10%時(shí),一次電流對其額定值的倍數。10%倍數是與繼電保護有關(guān)的技術(shù)指標。
6前準確度等級
表示互感器本身誤差(比差和角差)的等級。電流互感器的準確度等級分為0.001~1多種級別,與原來(lái)相比準確度提高很大。用于發(fā)電廠(chǎng)、變電站、用電單位配電控制盤(pán)上的電氣儀表一般采用0.5級或0.2級;用于設備、線(xiàn)路的繼電保護一般不低于1級;用于電能計量時(shí),視被測負荷容量或用電量多少依據規程要求來(lái)選擇。
7比差
互感器的誤差包括比差和角差兩部分。比值誤差簡(jiǎn)稱(chēng)比差,一般用符號f表示,它等于實(shí)際的二次電流與折算到二次側的一次電流的差值,與折算到二次側的一次電流的比值,以百分數表示。
8角差
相角誤差簡(jiǎn)稱(chēng)角差,一般用符號δ表示,它是旋轉180°后的二次電流向量與一次電流向量之間的相位差。規定二次電流向量超前于一次電流向量δ為正值,反之為負值,用分(’)為計算單位。
三電流互感器檢定方法
根據“JJG 313-2010測量用電流互感器檢定規程”中描述,電流互感器校驗項目及檢定方法如下:
繞組極性檢查:測量用電流互感器的繞組機型規定為減極性,當一次電流從一次繞組的極性端流入時(shí),二次電流從二次繞組的極性端流出。推薦使用裝有機型指示器的誤差測量裝置按正常接線(xiàn)進(jìn)行繞組的極性檢查,使用沒(méi)有極性指示器的誤差測量裝置檢查極性時(shí),應在工作電流不大于5%時(shí)進(jìn)行,如果測得的誤差超出校驗儀測量范圍,則極性異常。
退磁檢查:對于電流互感器退磁,一次繞組開(kāi)路,二次繞組通以工頻電流,從零開(kāi)始逐漸增加到一定的電流值(該電流值與互感器的設計測量上限有關(guān),一般為額定電流的20-50%左右??梢赃@樣判斷,如果電流突然急劇變大,此時(shí)表示鐵芯以進(jìn)入磁飽和階段)。然后再將電流緩慢降為零,如此重復2-3次。在斷開(kāi)電源前,應將一次繞組短接,才斷開(kāi)電源。鐵芯退磁完成。此方法稱(chēng)開(kāi)路退磁法。對于有些電流互感器,由于二次繞組的匝數都比較多。若采用開(kāi)路退磁法,開(kāi)路的繞組可能產(chǎn)生高電壓。因此可以在二次繞組接上較大的電阻(額定阻抗的10-20倍)。一次繞組通以電流,從零漸變到互感器一次繞組的允許的最大電流,再漸變到零,如此重復2-3次。由于接有負載鐵芯可能不能完全退磁。由于一次繞組的最大電流有限制,過(guò)大的話(huà)可能燒壞一次繞組。如果接有負載的二次繞組產(chǎn)生電壓不是過(guò)高的話(huà),可以加大二次繞組的負載電阻。這樣可以提高退磁效果。
誤差測量:互感器誤差試驗一般采用被測互感器與標準互感器進(jìn)行比較,兩互感器的二次電流差即為被測互感器誤差。此種檢驗方法稱(chēng)比較法。標準互感器要求比被測互感器高出二個(gè)等級,此時(shí)標準互感器誤差可忽略不計。若標準互感器比被測互感器只高一個(gè)等級,此時(shí)試驗結果誤差應考慮加上標準互感器誤差。
由于標準互感器一般配備多級一次、二次繞組極性端,以便于檢驗不同變比互感器時(shí)進(jìn)行變比的變換,為簡(jiǎn)化操作,保證安全,可采用湖南銀河電氣有限公司研制的DP100自動(dòng)量程轉換器進(jìn)行變比的切換,檢驗線(xiàn)路圖如下所示:

四電流互感器分類(lèi)
按絕緣介質(zhì)分類(lèi):干式電流互感器、澆注式電流互感器、油浸式電流互感器、氣體絕緣電流互感器;
按安裝方式分類(lèi):貫穿式電流互感器、支柱式電流互感器、套管式電流互感器、母線(xiàn)式電流互感器;
按原理分類(lèi):電磁式電流互感器、電子式電流互感器。
由于電磁式電流互感器存在易飽和、非線(xiàn)性及頻帶窄等問(wèn)題,電子式電流互感器得到大力推廣,一般具有抗磁飽和、低功耗、寬頻帶等優(yōu)點(diǎn)。國內具有代表性的電子式互感器有AnyWay變頻電壓傳感器、AnyWay變頻電流傳感器、AnyWay變頻功率傳感器,其中AnyWay變頻功率傳感器屬于電壓、電流組合式互感器。
該互感器的主要特點(diǎn)如下:
1、采用前端數字化技術(shù),光纖傳輸,電磁兼容性好。
2、幅頻特性和相頻特性好,在寬幅值、頻率、相位范圍內均可獲得較高的測量精度。
3、屬于數字式傳感器,二次儀表不會(huì )引入誤差,傳感器誤差就是系統誤差。
實(shí)物圖如下:
新型電子式互感器_AnyWay變頻功率傳感器
擴展閱讀:
不得不看的電流互感器接線(xiàn)圖
電流互感器符號表示方式的詳細描述
現行的電流互感器技術(shù)標準