电流互感器的作用

电流互感器的作用？

为了保证电力系统安全经济运行,必须对电力设备的运行情况进行监视和测量.但一般的测量和

保护装置不能直接接入一次高压设备,而需要将一次系统的大电流按比例变换成小电流,供给测

量仪表和保护装置使用。

在测量交变电流的大电流时,为便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流（我国规定电流互

感器的二次额定为5A或1A），另外线路上的电压都比较高如直接测量是非常危险的。电流互

感器就起到变流和电气隔离作用。 它是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获取电气一

次回路电流信息的传感器，电流互感器将高电流按比例转换成低电流，电流互感器一次侧接在一

次系统，二次侧接测量仪表、继电保护等。

所以电流互感器会分为测量用电流互感器和保护用电流互感器；

测量用电流互感器的作用是用来计量（计费）和测量运行设备电流的；

保护用电流互感器主要与继电装置配合，在线路发生短路过载等故障时，向继电装置提供信

号切断故障电路，以保护供电系统的安全。

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2010-11-5 12:01 2318636 | 十级

将一次系统中的大电流转换为供二次测量计量保护用的小电流

1 普通电流互感器结构原理

电流互感器的结构较为简单，由相互绝缘的一次绕组、二次绕组、铁心以及构架、壳体、接线端子等组成。其工作原理与变压器基本相同，一次绕组的匝数(N1)较少，直接串联于电源线路中，一次负荷电流()通过一次绕组时，产生的交变磁通感应产生按比例减小的二次电流()；二次绕组的匝数(N2)较多，与仪表、继电器、变送器等电流线圈的二次负荷(Z)串联形成闭合回路，见图5－1。

图5－1 普通电流互感器结构原理图

由于一次绕组与二次绕组有相等的安培匝数，I1N1=I2N2，电流互感器额定电流比：

行的变压器。 。电流互感器实际运行中负荷阻抗很小，二次绕组接近于短路状态，相当于一个短路运

2 穿心式电流互感器结构原理

穿心式电流互感器其本身结构不设一次绕组，载流(负荷电流)导线由L1至L2穿过由硅钢片擀卷制成的圆形(或其他形状)铁心起一次绕组作用。二次绕组直接均匀地缠绕在圆形铁心上，与仪表、继电器、变送器等电流线圈的二次负荷串联形成闭合回路，见图5－2。

图5－2 穿心式电流互感器结构原理图

由于穿心式电流互感器不设一次绕组，其变比根据一次绕组穿过互感器铁心中的匝数确定，穿心匝数越多，变比越小；反之，穿心匝数越少，变比越大，额定电流比：

式中I1——穿心一匝时一次额定电流；

n——穿心匝数。 。

3 特殊型号电流互感器

3.1多抽头电流互感器。这种型号的电流互感器，一次绕组不变，在绕制二次绕组时，增加几个抽头，以获得多个不同变比。它具有一个铁心和一个匝数固定的一次绕组，其二次绕组用绝缘铜线绕在套装于铁心上的绝缘筒上，将不同变比的二次绕组抽头引出，接在接线端子座上，每个抽头设置各自的接线端子，这样就形成了多个变比，见图5－3。

图5－3 多抽头电流互感器原理图

例如二次绕组增加两个抽头，K1、K2为100/5，K1、K3为75/5，K1、K4为50/5等。此种电流互感器的优点是可以根据负荷电流变比，调换二次接线端子的接线来改变变比，而不

需要更换电流互感器，给使用提供了方便。

3.2不同变比电流互感器。这种型号的电流互感器具有同一个铁心和一次绕组，而二次绕组则分为两个匝数不同、各自独立的绕组，以满足同一负荷电流情况下不同变比、不同准确度等级的需要，见图5－4。

图5－4 不同变比电流互感器原理图

例如在同一负荷情况下，为了保证电能计量准确，要求变比较小一些(以满足负荷电流在一次额定值的2/3左右)，准确度等级高一些(如1K1、1K2为200/5、0.2级)；而用电设备的继电保护，考虑到故障电流的保护系数较大，则要求变比较大一些，准确度等级可以稍低一点(如2K1、2K2为300/5、1级)。

3.3一次绕组可调，二次多绕组电流互感器。这种电流互感器的特点是变比量程多，而且可以变更，多见于高压电流互感器。其一次绕组分为两段，分别穿过互感器的铁心，二次绕组分为两个带抽头的、不同准确度等级的独立绕组。一次绕组与装置在互感器外侧的连接片连接，通过变更连接片的位置，使一次绕组形成串联或并联接线，从而改变一次绕组的匝数，以获得不同的变比。带抽头的二次绕组自身分为两个不同变比和不同准确度等级的绕组，随着一次绕组连接片位置的变更，一次绕组匝数相应改变，其变比也随之改变，这样就形成了多量程的变比，见图5－5(图中虚线为电流互感器一次绕组外侧的连接片)。

带抽头的二次独立绕组的不同变比和不同准确度等级，可以分别应用于电能计量、指示仪表、变送器、继电保护等，以满足各自不同的使用要求。例如当电流互感器一次绕组串联时(图5－5a)，1K1、1K2，1K2、1K3，2K1、2K2，2K2、2K3为300/5，1K1、1K3，2K1、2K3为150/5；当电流互感器一次绕组并联时(图5－5b)，1K1、1K2，1K2、1K3，2K1、2K2，2K2、2K3为600/5，1K1、1K3，2K1、2K3为300/5。其接线图和准确度等级标准在铭牌上或使用说明书中。

(a)一次串联(两匝

)

(b)一次并联(一匝)

图5－5 一次绕组匝数可调、二次多绕组的电流互感器原理图

3.4组合式电流电压互感器。组合式互感器由电流互感器和电压互感器(详细内容本讲第四节介绍)组合而成，多安装于高压计量箱、柜，用作计量电能或用作用电设备继电保护装置的电源。 组合式电流电压互感器是将两台或三台电流互感器的一次、二次绕组及铁心和电压互感器的一、二次绕组及铁心，固定在钢体构架上，浸入装有变压器油的箱体内，其一、二次绕组出线均引出，接在箱体外的高、低压瓷瓶上，形成绝缘、封闭的整体。一次侧与供电线路连接，二次侧与计量装置或继电保护装置连接。根据不同的需要，组合式电流电压互感器分为V/V接线和Y/Y接线两种，以计量三相负荷平衡或不平衡时的电能，见图5－6(a)、(b)。

(a)两台电流互感器和电压互感器V/V接线