電流互感器特性實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)一電流互感器特性實(shí)驗(yàn)一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.熟悉電流互感器的結(jié)構(gòu)和工作原理。2.掌握電流互感器的使用方法。二．實(shí)驗(yàn)原理及說(shuō)明1.結(jié)構(gòu)和工作原理電流互感器的結(jié)構(gòu)和基本原理如圖1-1所示，它由鐵芯、一次線圈、二次線圈、接線端子及絕緣支持物組成，它的鐵芯是由硅鋼片疊制而成的。電流互感器的一次線圈與電力系統(tǒng)的線路相串聯(lián)，能流過(guò)較大的被測(cè)電流I1，它在鐵芯內(nèi)產(chǎn)生交變磁通，使二次線圈感應(yīng)出相應(yīng)的二次電流（通?；ジ衅鞯亩尉€圈為5A或1A）。若忽略勵(lì)磁損耗，一次線圈與二次線圈有相等的安匝數(shù)：I1W1=I2W2。圖1-1電流互感器的結(jié)構(gòu)和基本原理圖其中，W1為一次線圈的匝數(shù)，W2為二次線圈的匝數(shù)。電流互感器的電流比K=I1/I2=W2/W1。電流互感器的一次線圈直接與電力系統(tǒng)的高壓線路相連接，因此電流互感器的一次線圈對(duì)地必須采用與線路的高壓相應(yīng)的絕緣支持物，以保證二次回路的設(shè)備和人身安全。二次線圈與儀表、繼電保護(hù)裝置的電流線圈串聯(lián)成二次回路。圖1-1電流互感器的結(jié)構(gòu)和基本原理圖2.電流互感器的極性在直流電路中，電源的兩個(gè)端子有正、負(fù)之分，而在交流電路中，電流的方向隨時(shí)都在改變，因此，很難確定哪是正極，哪是負(fù)極。但是，我們可以假定在某一瞬間，線圈的兩個(gè)頭必定有一個(gè)是電流流入，另一個(gè)頭流出，二次線圈按感應(yīng)出來(lái)的電流也同樣有流出和流入的方向，所謂電流互感器的極性，就是指他的一次線圈和二次線圈間的方向的關(guān)系。按照規(guī)定，電流互感器的首端標(biāo)為P1，末端標(biāo)為P2，二次線圈的首端標(biāo)為S1，末端標(biāo)為S2。在接線圖中，P1和S1稱(chēng)為同極性端，P2和S2稱(chēng)為同極性端。假定一次電流I1從首端P1流入，從末端P2流出時(shí)，感應(yīng)出的二次電流是從首端S1流出，從尾端S2流入；或者當(dāng)電流互感器一、二次線圈同事在同性極性端子流入時(shí)，它們?cè)阼F芯中產(chǎn)生的磁通方向是一致的，這樣，電流互感器的極性標(biāo)志稱(chēng)為減極性。（見(jiàn)圖1-2）反之，將S1和S2的標(biāo)志調(diào)換一下就稱(chēng)為加極性。我們使用的電流互感器，除特殊情況外，均采用減極性標(biāo)志。圖1-2電流互感器的極性標(biāo)志如果電流互感器的極性錯(cuò)誤預(yù)先沒(méi)有檢查出來(lái)，或者在接線時(shí)將其極性弄錯(cuò)，那么，將它用在繼電保護(hù)回路中，將會(huì)引起繼電保護(hù)裝置的誤動(dòng)作，如果用在儀表計(jì)量回路中，就會(huì)影響測(cè)量?jī)x表指示的正確性和計(jì)量的準(zhǔn)確性。例如，對(duì)于不完全醒醒界限的電流互感器，若其中任何一相電流互感器的極性接線有錯(cuò)誤，電流回路中就會(huì)出現(xiàn)一相電流（合成電流）大于其他兩相電流的倍。若兩相電流互感器的二次極性端子的極性都接錯(cuò)，那么，雖然二次側(cè)的三相電流仍然保持著平衡，但是，與相應(yīng)的一次電流的相位相差了180°，這會(huì)使電度表反轉(zhuǎn)。因此，電流互感器的極性必須接線正確。圖1-2電流互感器的極性標(biāo)志3.電流互感器二次線圈不能開(kāi)路運(yùn)行中的電流互感器其二次側(cè)所接的負(fù)荷均為儀表或繼電器的電流線圈等，阻抗非常小，基本上運(yùn)行于短路狀態(tài)。這樣，由于二次電流產(chǎn)生的磁通和一次電流產(chǎn)生的磁通方向相反，故能使鐵芯中的磁通密度維持在一個(gè)較低的水平，通常在0.1T之下。此時(shí)電流互感器的二次電壓也很低。當(dāng)運(yùn)行中電流互感器的二次線圈開(kāi)路，一次側(cè)的電流仍然維持不變，而二次電流等于零，則二次電流產(chǎn)生的去磁磁通也消失了。這樣，一次電流就會(huì)全部變成勵(lì)磁電流，使電流互感器的鐵芯驟然飽和，此時(shí)鐵芯中的磁通密度高達(dá)1.8T以上。由于鐵芯的嚴(yán)重飽和，將產(chǎn)生一下幾種后果：(1)由于磁通飽和，電流互感器的二次側(cè)將產(chǎn)生數(shù)千伏的高壓，而且磁通的波形變成了平頂波，因此，使二次產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)出線了尖頂波，對(duì)二次絕緣構(gòu)成了威脅，對(duì)于設(shè)備運(yùn)行人員有危險(xiǎn)；(2)由于鐵芯的驟然飽和使鐵芯損耗增加，嚴(yán)重發(fā)熱，絕緣有燒壞的可能；(3)將在鐵芯中產(chǎn)生剩磁，使電流互感器的比差和角度增大，影響了計(jì)量的準(zhǔn)確性；所以，電流互感器在運(yùn)行中是不能開(kāi)路的。4.電流互感器的誤差在理想的電流互感器中，勵(lì)磁損耗電流為零，由于一次線圈和二次線圈被同一交變磁通所交鏈，則在數(shù)值上一次線圈和二次線圈的安匝倍數(shù)相等，平且一次電流和二次電流的相位相同。但是，在實(shí)際的電流互感器中，由于有勵(lì)磁電流存在，所以，一次線圈和二次線圈的安匝數(shù)不相等，平且一次電流和二次電流的相位也不相同。一次，實(shí)際的電流互感器通常有電流比誤差和相位上的角度誤差。所以，根據(jù)這一特性，我們可以通過(guò)對(duì)比電流一次側(cè)和二次側(cè)的電流數(shù)據(jù)，分析電流互感器的誤差。三．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟實(shí)驗(yàn)接線圖1-3接線。1.圖1-3實(shí)驗(yàn)接線圖按照實(shí)驗(yàn)接線圖接線，檢測(cè)其中一項(xiàng)，這里我們選擇B相。B相的主線路串聯(lián)一個(gè)交流電流表，B相互感器串聯(lián)一個(gè)交流表。（用電流互感器測(cè)量電流時(shí)，沒(méi)有進(jìn)行測(cè)量的其他兩相電流互感器的出口一定要短接，不能開(kāi)路。）圖1-3實(shí)驗(yàn)接線圖2.將電流表打在2A檔。3.將三相調(diào)壓器左旋到底，AB段和BC段故障設(shè)置旋鈕右旋到底。在確認(rèn)無(wú)誤之后上電。將保護(hù)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)打在B站保護(hù)，模擬BC段短路故障。4.將三相調(diào)壓器調(diào)節(jié)到110V，模擬三相短路故障，調(diào)節(jié)BC段故障設(shè)置旋鈕從II段緩慢旋轉(zhuǎn)到I段，觀察主線路的電流數(shù)據(jù)，根據(jù)電流變化記錄6組數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)記入表中，記錄完成后檢測(cè)其他相的電流。5.由于選用的電流互感器的變比是1:1，主回路的電流應(yīng)該和電流互感器的電流一致，但由于存在誤差，所以允許少量偏差。6.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，將故障設(shè)置旋鈕右旋到底，三相調(diào)壓器左旋到底，切換電源。表1-