電流互感器二次負(fù)載的計(jì)算及選擇

1、電流互感器二次負(fù)載的計(jì)算及選擇1. 電流互感器簡(jiǎn)介互感器就是將電力網(wǎng)絡(luò)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(hào)，以供測(cè)量?jī)x器儀表、 繼電保護(hù)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(dāng)電流互感器用于電路時(shí)，可作電流、電能、功率 測(cè)量和繼電保護(hù)及自動(dòng)化設(shè)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(cè) 量?jī)x表和繼電保護(hù)等設(shè)備用， 從而保證測(cè)量?jī)x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(gòu)和鏈型 2 種。電容型結(jié)構(gòu)

2、的主絕緣由若干串聯(lián)的電容 屏（多為鋁箔與半導(dǎo)體紙）與絕緣紙組成；鏈型結(jié)構(gòu)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(xiǎn)，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(yùn)行。2. 電流互感器的特點(diǎn)1）電流互器的二次回路中所串的負(fù)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(yùn)行情況相當(dāng)于二次側(cè)短路的變壓器運(yùn)行狀態(tài)。2）電流互感器的一次電流是由電網(wǎng)輸送的負(fù)載決

3、定的，在 一定的條件（下文會(huì)提到）下，二次側(cè)的電流大小是由一起起主 導(dǎo)作用。3）電流互感器中，當(dāng)二次回路的負(fù)載阻抗發(fā)生變化時(shí)，會(huì) 影響二次電動(dòng)勢(shì)。因?yàn)椋娏骰ジ衅鞯亩位芈肥情]合的，在某 一定值的一次電流作用下， 感應(yīng)二次電流的大小決定于二次回路 中的阻抗，當(dāng)二次阻抗值較大時(shí)，二次電流會(huì)相應(yīng)地減小，一次 電流中， 用來(lái)平衡二次電流的分量也就隨之變小， 作用于勵(lì)磁回 路的電流分量增多，造成二次電動(dòng)勢(shì)升高。相反地，當(dāng)二次阻抗 變小時(shí)， 感應(yīng)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(lì)磁回路的電流分量減小， 二次電動(dòng)勢(shì)因此降 低。也就是說(shuō)，一次電流、勵(lì)磁電流、二次阻抗、二次電

4、流、二 次電動(dòng)勢(shì)這幾個(gè)量是互為因果關(guān)系的。4）電流互感器能夠用來(lái)測(cè)量電流， 是因?yàn)樗且粋€(gè)恒流源， 且電流表的電流線圈阻抗較小， 串進(jìn)回路中， 對(duì)回路電流影響不 大。當(dāng)然，這一點(diǎn)只適用于電流互感器在額定負(fù)載范圍內(nèi)，根據(jù) 上文可知，負(fù)載增大超過(guò)允許值時(shí)，會(huì)影響二次電流，進(jìn)而使誤 差增加到超過(guò)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(dǎo)線等的總阻抗，通常以阻抗值表示，又稱為 電流互感器的負(fù)荷。一般在電流互感器銘牌上標(biāo)注的準(zhǔn)確度等級(jí)與二次側(cè)外阻 抗大小有關(guān)， 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(zhǔn)確度等級(jí)降低。

5、 為了確保電流互感器在使用中不超 過(guò)銘牌中標(biāo)注的準(zhǔn)確度等級(jí)， 就要求二次側(cè)所接負(fù)荷的阻抗值不 應(yīng)大于某一數(shù)值，因此，銘牌上要標(biāo)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(shí)所 吸收的視在功率伏安值。其關(guān)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(fù)載阻抗， ?；S 是電流互感器的二次容量， VA。二次負(fù)載阻抗的大小對(duì)互感器的準(zhǔn)確度有影響， 如上文提到 的，當(dāng) TA 的二次負(fù)載阻抗超出了容許值時(shí)， 勵(lì)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(lái)供給勵(lì)磁電 流，使得互感器的誤差增大，使準(zhǔn)確度下降。4. 計(jì)算電流互感器二次負(fù)載根據(jù)繼電保護(hù)與自

6、動(dòng)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(jì)算電流互感器二次負(fù)載時(shí)：（1）完全星形接線及零序電流保護(hù)接線見圖1。1）三相短路（此時(shí)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(fù)載采用， 則在計(jì)算電流倍數(shù)時(shí)， 應(yīng)采用單相接地電 流值；若采用，則應(yīng)采用相間短路電流值。哪種情況嚴(yán)重，就采 用哪種組合方式。（ 2）不完全星形保護(hù)接線見圖 2。1）三相短路（此時(shí)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(shí)中性線內(nèi)無(wú)電流）其它接線方式下， 發(fā)生短路的情況可相應(yīng)計(jì)算出來(lái)， 在此就 不一一列舉了。根據(jù)計(jì)算的結(jié)果， 將實(shí)測(cè)阻抗值按最嚴(yán)重的短路類型換算成 乙可算出允許的二次負(fù)載。當(dāng)計(jì)算發(fā)現(xiàn)二次負(fù)載不滿足要求時(shí)， 可通過(guò)以下方式進(jìn)行處 理： 增大二次電流截面； 串接備用電流互感器使允許負(fù)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(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題1）電流互感器的配置應(yīng)滿足測(cè)量表計(jì)、繼電保護(hù)與自動(dòng)裝 置的要求， 并分別由單獨(dú)的二次繞組供電， 這樣才可既滿足不同 設(shè)備的要求，并且不會(huì)相互影響；2）選擇電流互感器時(shí)，額定電壓應(yīng)等于被測(cè)電路的電壓， 其一次額定電流應(yīng)大于被測(cè)電路的最大持續(xù)工