日期：2022-07-19 08:54:17瀏覽量：25845
1.電流互感器的基本原理1.1電流互感器的基本等值電路如圖1所示.Ie—勵磁電流,N1-繞組匝數(shù)一次，N2-二次繞組匝數(shù)，Kn—匝數(shù)比,Kn=N2/N1,Xct—二次繞組電抗（低漏磁互感器可忽略），Rct—二次繞組電阻，Zb—二次載荷阻抗(包括二次設(shè)備及連接線)，Ze—勵磁阻抗.
電流互感器的一次繞組和二次繞組繞在同一磁路閉合的鐵芯上.如果電流流過一次繞組，則相應(yīng)的電動勢將在二次繞組中感知.當(dāng)二次繞組為通道時，在二次繞組中產(chǎn)生電流.鐵芯中電流產(chǎn)生的磁通往往抵消一次繞組中電流產(chǎn)生的磁通.在減速器電機(jī)理想條件下，電流互感器兩側(cè)的勵磁安匝相等，二次電流與一次電流之比等于一次繞組與二次繞組匝數(shù)之比。
1.2.電流互感器的極性標(biāo)記電流互感器采用減極性標(biāo)記的方法，即當(dāng)電流從一次繞組和二次繞組的同一極性段同時進(jìn)入同一方向時，它們在鐵芯中產(chǎn)生相同的磁通方向。當(dāng)電流從一次繞組的極性端流入時，二次繞組中感應(yīng)的電流從極性端流出。以極性端為參考，一次和二次電流方向相反，因此稱為減極性標(biāo)準(zhǔn)。
由于電流方向相反，鐵心合成磁通為零。因此得到以下類型：N1Ip-N2Is=0(本來勵磁安匝的和是零，但是考慮到兩個電流的流動方向與極性端不同，所以兩者之間的關(guān)系是減少的)。
推出：Is=N1/N2*Ip可以看出，一次和二次電流的方向是相同的，所以我們可以用減速器電機(jī)二次電流來表示一次電流(考慮變比轉(zhuǎn)換)。這就是減極性標(biāo)注的優(yōu)點。
1.3.電流互感器的誤差在理想條件下，電流互感器二次電流Is＝Ip/Kn，沒有錯誤。但實際上，一次和二次電流在幅值(考慮變比轉(zhuǎn)換)和角度上存在差異。我們可以在圖1中看到這一點。實際流入變壓器二次負(fù)載的電流Is＝Ip/Kn－Ie，其中Ie對于勵磁電流，即建立磁場所需的工作電流。這導(dǎo)致了電流振幅的誤差。在正常運行過程中，勵磁阻抗非常大，勵磁電流非常小，因此誤差不是很大，往往可以忽略。然而，當(dāng)變壓器飽和時，勵磁阻抗變小，勵磁電流增加，誤差增大?？紤]到勵磁阻抗一般用作電抗性，而二次負(fù)載一般為阻抗性，因此在二次感應(yīng)電勢下Es的作用下，Is和Ie不同的相位導(dǎo)致一次電流Ip＝Is＋I(xiàn)e與二次電流Is存在角度誤差δ，而且角度誤差與二次載荷的性質(zhì)有關(guān)。圖2顯示了二次載荷的純阻力。
圖中，二次感應(yīng)電勢Es領(lǐng)先鐵芯中磁通Фm90度。勵磁電流可以近似認(rèn)為Ie與Фm同相。Es加在Xct，Rct，Zb產(chǎn)生二次電流Is。Is與Ie合成Ip。可見，圖中Is與Ip不同的相位，兩個夾角就是角度誤差?；ジ衅髡`差的要求一般為，幅度誤差小于10%，減速器電機(jī)角度誤差小于7度。
1.4.電流互感器的簡單分類根據(jù)用途，電流互感器一般可分為保護(hù)和計量。兩者的區(qū)別在于測量互感器的精度相對較高。此外，測量互感器更容易飽和，以防止計量表因系統(tǒng)故障過程中大短路電流而損壞。根據(jù)暫態(tài)飽和問題的不同處理方法，電流互感器的保護(hù)可分為P類和P類TP類。P（protection，保護(hù))電流互感器不特別考慮臨時飽和問題，只有通過變壓器的大穩(wěn)態(tài)短路電流選擇變壓器，才能允許某些穩(wěn)態(tài)飽和，臨時飽和引起的誤差主要由保護(hù)裝置本身采取措施，防止可能的錯誤行為（錯誤或拒絕）。TP（transientprotection，臨時保護(hù))類電流互感器在較嚴(yán)重的臨時條件下需要不飽和，互感器誤差在規(guī)定范圍內(nèi)，以保證保護(hù)裝置的正確動作。
對于其它類型的互感器，如光互感器、電子電流互感器等實際應(yīng)用還很少，所以這里就不介紹了。
2.電流互感器的飽和度正如我們前面提到的，電流互感器的誤差主要由勵磁電流引起Ie原因。在正常運行過程中，勵磁阻抗較大，因此勵磁阻抗較大Ie非常小，所以這個錯誤是可以忽略的。CT飽和時，飽和度越嚴(yán)重，勵磁阻抗越小，勵磁電流大大增加，使變壓器誤差成倍增加，影響保護(hù)的正確動作。在嚴(yán)重的情況下，所有一次電流將變成勵磁電流，導(dǎo)致二次電流為零。變壓器飽和的原因通常是電流過大或電流中含有大量非周期性部件。這兩種情況都發(fā)生在事故中。此時，需要保護(hù)正確的動作，快速消除故障。但是，如果變壓器飽和，很容易造成誤差過大，保護(hù)不正確，進(jìn)一步影響系統(tǒng)安全。因此，我們必須認(rèn)真對待電流互感器的飽和。如果詳細(xì)分析互感器的飽和問題是非常復(fù)雜的，所以這里只進(jìn)行定性分析。所謂互感器飽和，其實就是互感器鐵心飽和。我們知道變壓器可以傳輸電流的原因是一次電流在鐵芯中產(chǎn)生磁通量，然后在纏繞在同一鐵芯上的二次繞組中產(chǎn)生電動勢U＝4.44f*N*B*S×10-8。公式中f為系統(tǒng)頻率，HZ；N二次繞組匝數(shù)；S鐵芯截面積，m2；B鐵芯中的磁通密度。如果此時二次回路為通路，則會產(chǎn)生二次電流，完成一次和二次繞組中電流的傳輸。當(dāng)鐵芯中的磁通密度達(dá)到飽和點時，B隨勵磁電流或磁場強(qiáng)度的變化趨于不明顯。也就是說在N,S,f在確定的情況下，二次感應(yīng)電勢將基本保持不變，所以二次電流也將基本不變，一次電流和二次電流的特性比例變化。由于鐵芯中的磁通密度B過大，超過飽和點，我們知道互感器飽和的本質(zhì)。鐵芯中的磁通量取決于建立磁通的電流大小，即勵磁電流Ie的大小。當(dāng)Ie磁通密度過大會使鐵芯飽和。此時，變壓器的勵磁阻抗將顯著降低，導(dǎo)致勵磁電流再次增加，從而進(jìn)一步加劇磁通量的增加和鐵芯的飽和，這實際上是一個惡性循環(huán)過程。我們可以從圖1中看到，Xe的減小和Ie增加，將表現(xiàn)為增加互感器誤差，從而影響正常工作。
