電流互感器二次負載的計算及選擇

1、電流互感器二次負載的計算及選擇1. 電流互感器簡介互感器就是將電力網(wǎng)絡中的大電流、 高電壓這些高電平的電 力參數(shù)按比例變換成低電平的參數(shù)或信號，以供測量儀器儀表、 繼電保護和其他類似儀器使用的變壓器。而電流互感器是用一種將大電流按照一定的變比變換成小 電流的儀器，當電流互感器用于電路時，可作電流、電能、功率 測量和繼電保護及自動化設備的輔助裝置， 它將大電流變換成小 電流現(xiàn)在在廠站中大多變換成 1A 的電流，供給二次回路測 量儀表和繼電保護等設備用， 從而保證測量儀表及其他裝置的安 全，并使其便于工作。目前用于敞開式的超高壓變電站中的油浸式電流互感器， 有 電容型結(jié)構和鏈型 2 種。電容型結(jié)構

2、的主絕緣由若干串聯(lián)的電容 屏（多為鋁箔與半導體紙）與絕緣紙組成；鏈型結(jié)構的是將一次 繞組與繞有二次繞組的環(huán)狀鐵心交叉后形成“ 8”字形，一、二 次繞組分開絕緣，并與鐵心一起浸入有絕緣油的瓷套內(nèi)。油浸式電流互感器通常裝有隔膜或金屬膨脹器， 使油與空氣 隔離，防止絕緣受潮與氧化。為防止瓷套炸裂的危險，以硅橡膠 傘裙代替瓷套的六氟化硫 （）氣體絕緣的電流互感器也已開始投 入運行。2. 電流互感器的特點1）電流互器的二次回路中所串的負載一般是電流表以及繼 電器等元件中的電流線圈，阻抗一般不大，因此，電流互感器的 正常運行情況相當于二次側(cè)短路的變壓器運行狀態(tài)。2）電流互感器的一次電流是由電網(wǎng)輸送的負載決

3、定的，在 一定的條件（下文會提到）下，二次側(cè)的電流大小是由一起起主 導作用。3）電流互感器中，當二次回路的負載阻抗發(fā)生變化時，會 影響二次電動勢。因為，電流互感器的二次回路是閉合的，在某 一定值的一次電流作用下， 感應二次電流的大小決定于二次回路 中的阻抗，當二次阻抗值較大時，二次電流會相應地減小，一次 電流中， 用來平衡二次電流的分量也就隨之變小， 作用于勵磁回 路的電流分量增多，造成二次電動勢升高。相反地，當二次阻抗 變小時， 感應的二次電流增大， 一次電流中用于平衡二次電流的 分量就大， 作用于勵磁回路的電流分量減小， 二次電動勢因此降 低。也就是說，一次電流、勵磁電流、二次阻抗、二次電

4、流、二 次電動勢這幾個量是互為因果關系的。4）電流互感器能夠用來測量電流， 是因為它是一個恒流源， 且電流表的電流線圈阻抗較小， 串進回路中， 對回路電流影響不 大。當然，這一點只適用于電流互感器在額定負載范圍內(nèi)，根據(jù) 上文可知，負載增大超過允許值時，會影響二次電流，進而使誤 差增加到超過允許的范圍。3. 電流互感器的二次側(cè)阻抗值電流互感器的二次側(cè)阻抗值是指接在二次繞組上端子間的 阻抗、儀器和連接導線等的總阻抗，通常以阻抗值表示，又稱為 電流互感器的負荷。一般在電流互感器銘牌上標注的準確度等級與二次側(cè)外阻 抗大小有關， 電流互感器的誤差隨著外阻抗的增大則愈大， 使二 次電流值的準確度等級降低。

5、 為了確保電流互感器在使用中不超 過銘牌中標注的準確度等級， 就要求二次側(cè)所接負荷的阻抗值不 應大于某一數(shù)值，因此，銘牌上要標定二次側(cè)阻抗值。電流互感器二次容量是額定功率因數(shù)及額定二次電流時所 吸收的視在功率伏安值。其關系式如下：是電流互感器的二次額定電流， A；Z 是電流互感器的二次負載阻抗， ?；S 是電流互感器的二次容量， VA。二次負載阻抗的大小對互感器的準確度有影響， 如上文提到 的，當 TA 的二次負載阻抗超出了容許值時， 勵磁電流隨之增大， 從而造成鐵芯飽和，一次電流的很大一部分被用來供給勵磁電 流，使得互感器的誤差增大，使準確度下降。4. 計算電流互感器二次負載根據(jù)繼電保護與自

6、動裝置的不同， 電流互感器二次繞組的接 線方式有所不同。 一般有完全 （三相） 星形接線； 不完全 （兩相） 星形接線；三角形接線；兩相差接線及其它。計算電流互感器二次負載時：（1）完全星形接線及零序電流保護接線見圖1。1）三相短路（此時中性線沒有電流）2）兩相短路（以 ab 相短路為例）3）單相短路（以 a 相短路為例）若二次負載采用， 則在計算電流倍數(shù)時， 應采用單相接地電 流值；若采用，則應采用相間短路電流值。哪種情況嚴重，就采 用哪種組合方式。（ 2）不完全星形保護接線見圖 2。1）三相短路（此時流經(jīng)中性線的電流與 B 相大小相等方向 相反）2）兩相短路（以ab相或be相短路為例）3）

7、兩相短路（以 ac 相短路為例，此時中性線內(nèi)無電流）其它接線方式下， 發(fā)生短路的情況可相應計算出來， 在此就 不一一列舉了。根據(jù)計算的結(jié)果， 將實測阻抗值按最嚴重的短路類型換算成 乙可算出允許的二次負載。當計算發(fā)現(xiàn)二次負載不滿足要求時， 可通過以下方式進行處 理： 增大二次電流截面； 串接備用電流互感器使允許負載增大 1 倍； 改用伏安特性較高的二次繞組； 提高電壓互感器變比。5. 使用電流互感器時應注意的問題1）電流互感器的配置應滿足測量表計、繼電保護與自動裝 置的要求， 并分別由單獨的二次繞組供電， 這樣才可既滿足不同 設備的要求，并且不會相互影響；2）選擇電流互感器時，額定電壓應等于被測電路的電壓， 其一次額定電流應大于被測電路的最大持續(xù)工