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电流互感器LMZB-10 |
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电流互感器是依据电磁感应原理将一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量的仪器。[1]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。[2]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。词条介绍了其工作原理、参数说明、分类、使用介绍等。
主要技术要求
2.1 额定容量:额定二次电流通过二次额定负荷时所消耗的视在功率。额定容量可以用视在功率V.A表示,也可以用二次额定负荷阻抗Ω表示。
2.2 一次额定电流:允许通过电流互感器一次绕组的用电负荷电流。用于电力系统的电流互感器一次额定电流为5~25000A,用于试验设备的精密电流互感器为 0.1~50000A。电流互感器可在一次额定电流下长期运行,负荷电流超过额定电流值时叫做过负荷,电流互感器长期过负荷运行,会烧坏绕组或减少使用寿命。
2.3 二次额定电流:允许通过电流互感器二次绕组的一次感应电流。
2.4 额定电流比(变比):一次额定电流与二次额定电流之比。
2.5 额定电压:一次绕组长期对地能够承受的大电压(有效值以kV为单位),应不低于所接线路的额定相电压。电流互感器的额定电压分为0.5,3,6,10,35,110,220,330,500kV等几种电压等级。
2.6 10%倍数:在的二次负荷和任意功率因数下,电流互感器的电流误差为-10%时,一次电流对其额定值的倍数。10%倍数是与继电保护有关的技术指标。
2.7 准确度等级:表示互感器本身误差(比差和角差)的等级。电流互感器的准确度等级分为0.001~1多种级别,与原来相比准确度提高很大。用于发电厂、变电站、用电单位配电控制盘上的电气仪表一般采用0.5级或0.2级;用于设备、线路的继电保护一般不低于1级;用于电能计量时,视被测负荷容量或用电量多少依据规程要求来选择(见讲)。
2.8 比差:互感器的误差包括比差和角差两部分。比值误差简称比差,一般用符号f表示,它等于实际的二次电流与折算到二次侧的一次电流的差值,与折算到二次侧的一次电流的比值,以百分数表示。
2.9 角差:相角误差简称角差,一般用符号δ表示,它是旋转180°后的二次电流向量与一次电流向量之间的相位差。规定二次电流向量于一次电流向量δ为正值,反之为负值,用分(’)为计算单位。
2.10 热稳定及动稳定倍数:电力系统故障时,电流互感器受到由于短路电流引起的电流的热效应和电动力作用,电流互感器应该有能够承受而不致受到破坏的能力,这种承受的能力用热稳定和动稳定倍数表示。热稳定倍数是指热稳定电流1s内不致使电流互感器的发热超过允许限度的电流与电流互感器的额定电流之比。动稳定倍数是电流互感器所能承受的大电流瞬时值与其额定电流之比。
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。为了准确度误差不超过规定值,一般还校验电流互感器二次负荷(伏安),互感器二次负荷S2不大于额定负荷S2n,所选准确度才能得到。准确度校验公式:S2≤S2n。
二次回路的负荷l:取决于二次回路的阻抗Z2的值,则:
S2=I2n2︱Z2︱≈I2n2(∑︱Zi︱+ RWl+RXC)
或S2V1≈∑Si+I2n2(RWl+RXC)
式中,Si、Zi为二次回路中的仪表、 继电器线圈的额定负荷和阻抗,RXC为二次回路中所有接头、触点的接触电阻,一般取0.1Ω,RWL为二次回路导线电阻,
计算公式化为:RWL=LC/(r×S)。
式中,r为导线的导电率,铜线r=53m/(Ωmm2),铝线r=32m(Ωmm2),S为导线截面积(mm2),LC为导线的计算长度(m)。设互感器到仪表单向长度为L1,
则:
使用原则
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
电流互感器
电流互感器
串联
2)按被测电流大小,选择合适的变比,否则误差将增大。同时,二次侧一端接地,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,二次侧与测量仪表和继电器等电流线圈串联使用,测量仪表和 继电器等电流线圈阻抗很小,二次侧近似于短路。CT二次电流的大小由一次电流决定,二次电流产生的磁势,是平衡一次电流的磁势的。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,危及工作人员的安全及仪表的绝缘性能。
另外,二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,防止二次侧开路。在使用过程中,二次侧一旦开路应马上撤掉电路负载,然后,再停电处理。一切处理好后方可再用。
电流互感器的接线方式按其所接负载的运行要求确定。常用的接线方式为单相、三相星形和不完全星形三种,分别如图4a、图4b和图4c。
额定变比和误差:电流互感器的额定变比KN指电流互感器的额定电流比。即:KN=I1N/I2N
电流互感器原边电流在一定范围内变动时,一般规定为10~120%I1N,副边电流应按比例变化,而且原、副边电压(或电流)应该同相位。但由于互感器存在内阻抗、励磁电流和损耗等因素而使比值及相位出现误差,分别称为比差和角差。
比差为经折算后的二次电流与一次电流量值大小之差对后者之比,即fI 为电流互感器的比差。当KNI2>I1时,比差为正,反之为负。
对于没有采取补偿措施的电流互感器,比差为负值,角差为正值,比差的值和角差均随电流增大而减小。
采用补偿的办法可以减小互感器的误差。一般通过在互感器上加绕 附加绕组或增添附加铁心,以及接入相应的电阻、电感、 电容元件来补偿。常用的补偿法有匝数补偿、分数匝补偿、小铁心补偿、并联 电容补偿等。