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1、电流互感器原理及特性试验一.电流互感器基本原理为保证电力系统的安全和经济运行,需要对电力系统及其中各电力设备的相关参数进行测量,以便对其进行必要的计量、监控和保护。通常的测量和保护装置不能直接接到高电压大电流的电力回路上,需将这些高电平的电力参数按比例变换成低电平的参数或信号,以供给测量仪器、仪表、继电保护和其他类似电器使用。进行这种变换的变压器,通常称为互感器或仪用变压器。互感器作为一种特殊的变压器,其特性与一般变压器有类似之处,但也有其特定的性能要求。电流互感器(currenttransformer)简称CT
2、,是将一次回路的大电流成正比的变换为二次小电流以供给测量仪器仪表继电保护及其他类似电器。电流互感器的基本电路如图1-1。电流互感器的一次绕组和二次绕组绕在同一闭合的铁心上,如果一次绕组带电而二次绕组开路,互感器成为一个带铁心的电抗器。一次绕组中的电压降等于铁心磁通在该绕组中引起的电动势,铁心磁通也在二次绕组中感应出相应的电动势。如果二次绕组的回路通过一个阻抗形成闭合回路，则二次回路中将产生一个电流，此电流在铁心中产生磁通趋向于抵消一次绕组产生的磁通。忽略误差时，二次回路电流与一次回路电流之比值等于一次绕组匝数与二
3、次绕组匝数之比。电流互感器的用途是实现被测电流值的变换，与普通变压器不同的是其输出容量很小。一般不超过数十伏安。一组电流互感器通常有多个铁心，即具有多个绕组，提供不同的用途。中压的（如10KV级）某些类型互感器可能只有1～3个二次绕组。而超高压的电流互感器的二次绕组可多达6～8个。电流互感器的一次绕组通常串接于被测量的一次电路中,二次绕组通过导线或电缆串接仪表及继电保护等二次设备。电流互感器二次电流在正常运行及规定的故障条件下,应与一次电流成正比,其比值和相位不超过规定值。电流互感器的额定一次电流和额定二次电流是
4、作为互感器性能基准的一次电流和二次电流。电流互感器按其用途和性能特点可分为两大类:一类是测量用电流互感器,主要在电力系统正常运行时将相应电路的电流变换供给测量仪表积分仪表和其他类似电器,用于状态监视记录和电能计量等用途。另一类是保护用互感器,主要在电力系统非正常运行和故障状态下,将相应电路的电流变换供给继电保护装置和其他类似电器,以便启动有关设备清除故障,也可实现故障监视和录波。测量用和保护用两类电流互感器的工作范围和性能差别很大一般不能共用。但可组装在一组电流互感器内,由不同的铁心和二次绕组分别实现测量和保护功
5、能。二.电流互感器技术参数及意义实际一次电流Ip实际一次电流方均根值（有效值）；额定一次电流Ipn作为电流互感器性能基准的一次电流值，是长期连续正常运行一次电流值；国标GB1208-1997规定标准值（以下简称标准值）：1012.51520253040506075A以及它们十进制倍数或小数，一般10-500kV电流互感器额定一次电流50-2500A,用于100-600MW大型发电机10-20kV出线侧的电流互感器一次电流可达到6000-25000A。额定仪表限值一次电流IPL测量用电流互感器在二次负荷等于额定负荷
6、，且复合误差等于或大于10%时的最小一次电流值。仪表保安系数FS测量用电流互感器额定仪表限值一次电流IPL对额定一次电流Ipn之比，标准值为5和10。额定准确限值一次电流Ipal保护用电流互感器在稳态情况能满足复合误差要求的最大一次电流值；准确限值系数Kalf(或ALF)保护用电流互感器额定准确限值一次电流Ipal与额定一次电流Ipn之比，Kalf=Ipal/Ipn；标准值：510152030，产品样本中最大可达到40。测量用电流互感器二次极限感应电势仪表保安系数FS、二次额定电流及额定负荷与二次绕组阻抗的相量和
7、乘积。保护用电流互感器二次极限感应电势由准确限值系数Kalf(或ALF)、二次额定电流及额定负荷与二次绕组阻抗的相量和乘积。实际二次电流Is测量条件下通过的实际二次电流方均根值（有效值）；额定二次电流Isn作为电流互感器性能基准的二次电流值，是长期连续正常运行二次电流值；额定电流比Knkn=Ipn/Isn;负荷二次回路阻抗，用欧姆和功率因数表示。负荷通常以视在功率伏安值表示，它是在规定功率因数及额定二次电流下所汲取的。额定负荷确定互感器准确等级所依据的负荷值。额定输出在额定二次电流及接有额定负荷条件下，互感器所供
8、给二次回路的视在功率值（在规定功率因数下以伏安表示）。标准值为：2.55101520253040506080100VA。电流误差(比误差)εIεI=（knIs-Ip）/Ip×100%；复合误差εc稳态条件下一次电流瞬时值ip与二次电流瞬时值is乘以Kn两者之差的方均根值，准确等级对电流互感器所给定的等级，互感器在规定使用条件下的误差应在规定限度内。对于测量用电流互感器，以
