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电流互感器基础知识
2020-5-19 14:19:06  376
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                                武汉华天电力专业生产电流互感器测试,下面为大家介绍电流互感器基础知识

由于初级绕组上的电位恒定,因此电流互感器产生与流过初级绕组的电流成比例的输出的电流互感器(  CT  ),是一种类型的“仪用变压器”,其被设计以产生在其二次绕组的交流电流成比例的在其主测电流的。电流互感器将高压电流减小到更低的值,并提供了一种使用标准电流表安全监控交流输电线中实际电流的便捷方法,基本电流互感器的工作原理与普通电压互感器略有不同。

与以前看过的电压或电源变压器不同,电流互感器仅包含一匝或很少匝作为其初级绕组,如图所示,该初级绕组可以是单个扁平匝,也可以是缠绕在铁芯上的重型电线线圈,也可以是穿过中心孔放置的导体或母线。

由于这种类型的布置,电流互感器通常也被称为“串联变压器”,因为初级绕组与提供负载的载流导体串联,其初级绕组的匝数很少。然而,次级绕组可能具有缠绕在低损耗磁性材料的叠片铁芯上的大量线圈匝数,该磁芯的横截面积大,因此使用横截面积小得多的导线产生的磁通密度低,这取决于在试图输出恒定电流时电流必须降低多少,而与连接的电流无关。

次级绕组将电流以安培表的形式提供给短路电路或电阻性负载,直到次级绕组中感应的电压足够大以使铁芯饱和或由于过大的电压击穿而导致故障。与电压互感器不同,电流互感器的初级电流不取决于次级负载电流,而是由外部负载控制,对于较大的初级电流额定值,次级电流通常额定为标准1安培或5安培。




电流互感器有三种基本类型:绕线,环形和棒形。

•绕线电流互感器–互感器的一次绕组与导体串联,该导体承载在电路中流动的测量电流,次级电流的大小取决于变压器的匝数比。

•环形电流互感器–不包含初级绕组,取而代之的是,承载网络中流动电流的线穿过环形变压器中的窗口或孔,一些电流互感器有一个“分芯”,可以打开,安装和关闭它,而无需断开与它们相连的电路。

•棒型电流互感器–这种类型的电流互感器使用主电路的实际电缆或母线作为初级绕组,等效于单匝,它们与系统的高工作电压完全绝缘,通常用螺栓固定在载流装置上。

电流互感器可以将电流水平降低或“降压”,从数千安培下降到标准输出(已知比例为5安培或1安培)以进行正常操作,因此,小型,准确的仪器和控制设备可与CT一起使用,因为它们与任何高压电源线都绝缘,电流互感器有多种计量应用和用途,例如与瓦特表,功率因数表,电度表,保护继电器一起使用,或用作电磁断路器或MCB的跳闸线圈。

通常,电流互感器和电流表作为匹配对一起使用,其中电流互感器的设计应提供对应于电流表上满量程偏转的最大次级电流,在大多数电流互感器中,初级绕组和次级绕组中的两个电流之间存在近似的反向匝数比,这就是为什么通常针对特定类型的电流表对CT进行校准的原因。

大多数电流互感器的标准次级额定值为5安,初级和次级电流表示为比率,例如100/5,这意味着初级电流比次级电流大20倍,因此当100安培在初级导体中流动时,将导致5安培在次级绕组中流动,假设电流互感器为500/5,则在次级线圈中将产生5A的电流,在初级导体中将产生500A的电流,是100倍以上。

通过增加次级绕组Ns的数量,可以使次级电流比被测初级电路中的电流小得多,因为随着Ns的增加,Is会成比例地下降,换句话说,初级绕组和次级绕组中的匝数与电流成反比关系。

像任何其他变压器一样,电流互感器必须满足电流匝数方程,并且从我们的双绕电压互感器教程中可以知道,该匝数比等于:

电流比将设置匝数比,并且由于初级绕组通常由一或两匝组成,而次级绕组可以具有数百匝,因此初级绕组和次级绕组之间的比率可能会很大。例如,假设初级绕组的额定电流为100A,次级绕组的标准额定值为5A,然后,初级电流和次级电流之间的比率为100A至5A,或20:1,换句话说,初级电流比次级电流大20倍。

但是,应注意,额定为100/5的电流互感器与额定为20/1或100/5的细分的互感器不同,这是因为比率100/5表示“输入/输出电流额定值”,而不是初级电流与次级电流的实际比率,还要注意,匝数与初级绕组和次级绕组中的电流成反比关系。

但是电流互感器匝数比的相对较大的变化可以通过修改通过CT窗口的一次匝数来实现,在该窗口中,一次匝数等于一匝,而一次通过该窗口的匝数多时会导致电气比被修改。

因此,例如,通过将主一次导体穿过其内部窗口两次,可以将关系为300 / 5A的电流互感器转换为150 / 5A甚至100 / 5A的电流互感器。当在较小的一次电流线路上使用时,这允许较高值的电流互感器为电流表提供最大输出电流。



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