电流互感器(CT)。工作、类型和连接

什么是电流互感器?

电流互感器是一种仪器,用来测量或感知大的交流电,把它调整到一个更小、更安全和可测量的值。它将一次电流转换为按大小和相位成比例的次电流值。电流互感器有各种尺寸和形状,用作高电流和测量/传感设备之间的接口。它们也被称为CTs

为什么需要电流互感器(CT) ?

制造诸如安培表或瓦特表(kWh)表等测量设备和可携带数百或数千安培的保护继电器是很困难的。此外,更高的电压水平使这些设备连接起来很危险。这些障碍可以通过CT来克服。电流互感器的匝数比是这样的,在它的一次的满载电流给二次电流或5A或1A。

电流互感器符号
电流互感器符号

电流互感器串联到载流导体上,安培表连接到二次导体上。根据CT的匝数比,安培计设置为提供全挠度为5A或1A。电流表的刻度是根据匝数比来调整的。

工作原理

交流电通到变压器的一次端,测量/传感/保护装置连接到二次端。CT的一次电流通常只有一个匝,这只是通过其窗口的载流导体。它在初级阶段的转弯次数很少。根据要降压的电流的大小,变压器的二次绕组有许多匝数。二级线圈缠绕在层合铁磁芯上,测量装置可连接到其两端。

电流互感器的结构和工作原理。

交流电在铁磁芯中产生交变磁场。由于次级线圈绕在磁芯上,在它里面感应交流电。二次电流中的感应交流电与一次电流成正比,其大小取决于匝数比。

测量装置的一次电流和满量程偏转电流决定了CT的匝数比。在大多数情况下,电流互感器的二次电流应为5A。因此,在测量1000A一次电流的空心变压器的情况下,匝数比将是1000/5,这意味着二次绕组有200匝。

注意:永远不要让电流互感器的二次电路处于开路状态!

如果电流互感器的一次绕组中有电流流动,而它的二次绕组保持闭合,流过二次绕组的电流就会形成反电动势,抵消一次磁化力。但如果打开了次级电动势,电流和反电动势就会中断。因此,在变压器的二次端会出现极高的电压,对人员和CT本身都是危险的。此外,高通量密度造成的磁芯损耗会使磁芯和绕组升温并损坏。因此,在拆卸连接到电流互感器二次电源的设备之前,应始终使电流互感器二次电源短路。

电流互感器的不同结构类型

电流互感器按建筑类型分为以下三种类型:

  • 窗口CT或环形CT
  • 酒吧CT
  • 伤口CT

窗口或环形电流互感器

环形电流互感器

这种类型由一个空心芯组成,载流导体或电缆通过空心芯。导体本身起单匝初级绕组的作用。堆芯可以是实心或分离式结构。由于没有一次绕组和它们的简单性,它们在低压电路和开关板中非常受欢迎。

杆式电流互感器

这些包括一个铜或铝母线包围的二次绕组缠绕在铁磁性的核心。母线作为单匝主绕组。它们与载流导体直接相连。它们也被称为bar-primary ct。

IPZ - IEC室内电流互感器(仪表变压器和传感器)| ABB

伤口电流互感器

它们的结构与普通变压器非常相似。它们有单独的一次和二次绕组。一次绕组需要与载流导体进行物理串联。

高压电流互感器

变电站中使用的CTs通常安装在室外。它们可能包含多芯和二次线圈以及附加的绝缘。它们分为四种基本类型:发夹罐型、级联/眼螺栓型、顶芯型和电流-电压组合型。

精度等级和额定负担

精度等级和额定负担
精度等级和额定负担的例子

精度类描述当负载在允许的范围内时,电流互感器的电流变换的精度。精度等级由IEC和IEEE定义,对于计量CTs和继电器CTs是不同的。

计量ct的精度等级:电流表、瓦特表、电能表、kVar和kVarh表等计量设备要求精度高,负担低。IEC定义的精度等级为0.2或0、2S、0.5或0.5 s, IEEE定义的精度等级为0.15或0.15 s、0.3或0.6。

继电器CTs的精度等级:中继ct要求较低的精度。它们应该能够转换高故障电流,以允许保护继电器测量和断开故障。IEC定义的精度等级为5P、10P、PR、PX或TP, IEEE定义的精度等级为C 100-800。

额定的负担是可以施加在CT二次绕组上而不会造成高于其精度等级所定义的误差的负载量。计量级CTs的负载以欧姆阻抗表示,保护级CTs的负载以伏安(VA)表示。在保护级CT中,负载显示为在异常条件下,当20倍CT额定值通过二次电流时的最大允许二次电压。

电流互感器的评级

  • 额定一次或二次电流:这是设计用来处理一次和二次电流的标称电流。
  • 额定转换比率:这就是一次和二次额定电流的比值。这不必等于主轮和次轮的比例。
  • 额定精度极限因子(RALF):额定二次负荷连接时,电流互感器需维持其规定精度的一次电流,表示为额定一次电流的倍数。
  • 额定的负担如上所述,负载是指在不引起高于其精度等级所定义的误差的情况下,可以施加在二级系统上的负载量。根据IEC,典型的CT负荷为1.5 VA、3 VA、5 VA、10 VA、15 VA、20 VA、30 VA、45 VA和60 VA。
  • 精度等级:精度类描述当负载在允许的范围内时,电流互感器的电流变换的精度。
  • 相位移:它是一次电流和二次电流之间相量差的差别。
  • 膝盖的观点:CT的膝点是在磁化曲线上,当磁通密度增加10%导致磁化电流增加50%的点。

电流互感器误差

电流比误差以百分比表示,公式如下:

Current-Error-Equation
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地点:

Kn=额定转换比
p=实际一次电流
年代=在测量条件下,Ip流动时的实际二次电流

电流互感器的误差减小

减小电流互感器误差的方法有:

  1. 采用晶粒取向冷轧硅钢。
  2. 保持测量装置的额定负荷接近CT的额定负荷。
  3. 对于计量CTs, Mumetal可用于实现磁化电流和低拐点电压。

电流互感器的用途

  • 电流互感器与电流表、千瓦时表、功率因数表和能量表一起用于电流测量。
  • 用于操作保护继电器。
  • 它用于激活断路器的跳闸线圈。
  • 夹紧仪表是专门设计的电流测量装置,它允许通过将导体夹紧在带电流的导体周围来测量导体中的电流。

点评:

电流互感器被用来降低一次电流到一个易于测量的二次电流。它们将测量和传感装置与主电路隔离开来。CT由一个或非常少的主弯组成,可以有几百个次弯。

CT的一次线与载流导体串联,测量装置与二次线连接。CT的二次电路不能保持开路状态,因为这可能导致二次电路上出现异常高的电压,从而损坏磁芯和绕组。

这篇文章只有一个评论

  1. 萨尔曼·谢赫

    关于电流互感器的有用信息,电流互感器广泛应用于电气工业,yb体育app网站

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