电流互感器原理

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电流互感器利用变压器原、副边电流成比例的特点制成。其工作原理、等值电路也与一般变压器相同,只是其原边绕组串联在被测电路中,且匝数很少;副边绕组接电流表、继电器电流线圈等低阻抗负载,近似短路。原边电流(即被测电流)和副边电流取决于被测线路的负载,而与电流互感器的副边负载无关。由于副边接近于短路,所以原、副边电压U1和Uc2都很小,励磁电流I0也很小。

  电流互感器运行时,副边不允许开路。因为一旦开路,原边电流均成为励磁电流,使磁通和副边电压大大超过正常值而危及人身和设备安全。因此,电流互感器副边回路中不许接熔断器,也不允许在运行时未经旁路就拆下电流表、继电器等设备。

  电流互感器的接线方式按其所接负载的运行要求确定。最常用的接线方式为单相,三相星形和不完全星形(图4a、b、c)。

  电流互感器原理

  额定变比和误差 互感器的额定变比KN指电压互感器的额定电压比和电流互感器的额定电流比。前者定义为原边绕组额定电压U1N与副边绕组额定电压 U2N之比;后者则为额定电流I1N与I2N之比。即

  KN=U1N/U2N

  (对电压互感器)

  KN=I1N/I2N

  (对电流互感器)

  电压(或电流)互感器原边电压(或电流)在一定范围内变动时,一般规定为0.85~1.15U1N(或10~120%I1N),副边电压(或电流)应按比例变化,而且原、副边电压(或电流)应该同相位。但由于互感器存在内阻抗、励磁电流和损耗等因素而使比值及相位出现误差,分别称为比差和角差。

  比差为经折算后的二次电压(或二次电流)与一次电压(或一次电流)量值大小之差对后者之比,即

  电流互感器原理

  电流互感器原理

  fU 为电压互感器的比差,fI 为电流互感器的比差。当KNU2>U1(或KNI2>I1)时,比差为正,反之为负。

  对没有采取补偿措施的电压互感器,比差为负,角差一般为正值,比差的绝对值和角差均随电压的增大而减小;铁心饱和时,比差与角差均随电压的增大而增大。

  对于没有采取补偿措施的电流互感器,比差为负值,角差为正值,比差的绝对值和角差均随电流增大而减小。

  采用补偿的办法可以减小互感器的误差。一般通过在互感器上加绕附加绕组或增添附加铁心,以及接入相应的电阻、电感、电容元件来补偿。常用的补偿法有匝数补偿、分数匝补偿、小铁心补偿、并联电容补偿等。

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