电流互感器分类及原理
电流互感器
电流互感器(变电管理一所)摘要：电流互感器是一次系统和二次系统之间的联络元件，将一次侧的大电流变成二次侧标准的小电流（5A 或1A），用以分别向测量仪表、继电器的电压线圈和电流线圈供电，使二次电路正确反映一次系统的正常运行和故障情况。
关键词：电流互感器分类接线方式一、电流互感器的主要技术数据（－）电流互感器分类（1）电流互感器按用途可分为两类：一是测量电流、功率和电能用的测量用互感器；二是继电保护和自动控制用的保护控制用互感器。
（2）根据一次绕组匝数可分为单匝式和多匝式（3）根据安装地点可分为户内式和户外式（4）根据绝缘方式可分为干式、浇注式、油浸式等。
（5）根据电流互感器工作原理可分为电磁式、光电式、电子式等电流互感器。
（二）电流互感器的型号规定目前，国产电流互感器型号编排方法规定如下：产品型号均以汉语拼音字母表示，字母含义及排列顺序见表4-l所示（三）电流互感器的主要参数1．额定电流变比额定电流变比是指一次额定电流与二次额定电流之比,额定电流比一般用不约分的分数形式表示。
额定电流，就是在这个电流下，互感器可以长期运行而不会因发热损坏。
当负载电流超过额定电流时，叫作过负载。
2．准确度等级国产电流互感器的准确度等级有0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、3.0、5.0、0.2S 级及0.5S级。
3．额定容量电流互感器的额定容量，就是额定二次电流I2e通过二次额定负载Z2e时所消耗的视在功率S2e。
4．额定电压是指一次绕组长期能够承受的最大电压（有效值），它只是说明电流互感器的绝缘强度，而和电流互感器额定容量没有任何关系。
5．极性标志（1）一次绕组首端标为L1，末端标为L2。
当一次绕组带有抽头时，首端标为L1，自第一个抽头起依次标为L2，L3……（2）二次绕组首端标为K1，末端标为K2。
当二次绕组带有中间抽头时，首端标为K1，自第一个抽头起以下依次标志为K2，K3……（3）对于具有多个二次绕组的电流互感器，应分别在各个二次绕组的出线端标志“K”前加注数字，如1K1，1K2，1K3……；2K1，2K2，2K3……（4）标志符号的排列应当使一次电流自L1端流向L2端时，二次电流自K1流出，经外部回路流回到K2。
互感器的分类及工作原理
互感器的分类及工作原理
引言：
互感器是电力系统中广泛使用的一种电气装置，它们用于测量和监测电流、电压和功率等参数。
互感器的分类及工作原理是了解和理解互感器的基础，下面将详细介绍互感器的分类以及它们的工作原理。
一、互感器的分类
1. 按工作频率分类：
互感器根据其所涉及的工作频率可分为低频互感器和中高频互感器两种类型。
一般情况下，低频互感器用于交流电力系统，而中高频互感器则主要应用于通信和控制领域。
2. 按用途分类：
根据用途的不同，互感器可分为电流互感器和电压互感器两大类。
电流互感器主要用于测量电流大小，而电压互感器则用于测量系统的电压状况。
3. 按相对位置分类：
根据互感器与被测电路的相对位置，可以将互感器分为内装式互感器和外装式互感器两种类型。
内装式互感器安装在被测电路的内部，而外装式互感器则安装在被测电路的外部。
4. 按工作原理分类：
互感器还可以根据其工作原理的不同进行分类，包括变比互感器、饱和互感器和相位移互感器等。
变比互感器通过改变线圈的匝数来实现电流变比的测量，饱和互感器则依靠磁通的饱和现象来实现电流测量，而相位移互感器则通过改变线圈之间的相位差来测量电流和电压之间的相对相位差。
二、互感器的工作原理
互感器的工作原理基于电磁感应现象，根据法拉第定律，通过变化的磁场可以感应出电压。
互感器的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：
1. 通过传导装置或者线圈传导被测电路中的电流，产生磁场；
2. 产生的磁场穿过互感器的铁芯，感应出一个次级线圈中的电压；。
电流互感器的基本结构和工作原理
为了测量高电压交流电路内的电流，必须使用电流互感器将大电流变换成小电流，利用互感器的变比关系，配备适当的电流表计进行测量。
同时电流互感器也是电力系统的继电保护、自动控制和指示等方面不可缺少的设备，起到变流和电气隔离作用，运行中严禁二次开路。
一、基本结构1. 按照-次绕组的结构型式分类电流互感器按照-次绕组的结构型式分类如图TYBZ01901006-1所示。
2.电流互感器按照绝缘介质分类(1)浇注绝缘。
用环氧树脂或其他树脂为主的混合浇注成型的电流互感器。
10~35kV多采用此种方式，通常绕组外包定厚度的缓冲层，选用韧性较好的树脂浇注。
(2)气体绝缘。
产品内部充有特殊气体，如SFo气体作为绝缘的互感器，多用于高压产品。
(3)油绝缘。
油浸式互感器，内部是油和纸的复合绝缘，多为户外装置。
35kV 及以上电流互感器多采用此种方式，其-次绕组绝缘结构有“8"字形和“U"字形两种。
1)电磁式电流互感器。
一次绕组一般采用“8”字形绝缘结构，一次绕组套在有二次绕组的环形铁心上，次绕组和铁心都包有较厚的电缆纸，“8”字形绝缘结构如图TYBZ01901006 -2所示。
2)电容式电流互感器。
一次绕组一般采用10层以上同心圆形电容屏围成“U"字形，主绝缘全部包在一次绕组上。
为了提高主绝缘的强度，在绝缘中放置-一定数量的同心圆简形电容屏，容屏端部长度从里往外成台阶排列的原则制成，最外层电容屏接地，各电容屏间形成一个串联的电容器组。
各相邻电容屏间在制造时电容相等，保证其电压分布近于均匀。
由于电容屏端部电场不均匀，在高电压作用下，端部会产生局部放电，为了改善端部电场，通常在两层电容屏间增放一些短屏或者放置均压环。
电容式电流互感器结构原理图如图TYBZ01901006 -3所示。
二、工作原理电流互感器的工作原理与变压器类似，一次绕组和二次绕组是电流互感器电流变换的基本部件，它们绕在同一个铁心上。
一次绕组事联接在高压载流导线上，通过电流h1;二次绕组串联接有移为，次回路从电流互感器的二次绕组直到测最处的外部回路，即负载和连接导线称为二次回路，由于一次绕组与二次烧组有相等的安培匝数，I1*N1=I2*N2,电流互感器，额定电流比为I1/I2=N1/N2因此，一、二次绕组匝数不同，电流比不同。
电流互感器工作原理
电流互感器工作原理-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII电流互感器1、原理一次电流I １流过一次绕组，建立一次磁动势 （N 1I 1），亦被称为一次安匝，其中N 1为一次绕组的匝数；一次磁动势分为两部分，其中小一部分用于励磁，在铁心中产生磁通，另一部分用来平衡二次磁动势（N 2I 2），亦被称为二次安匝，其中N 2为二次绕组的匝数。
励磁电流设为I 0，励磁磁动势（N 1I 0），亦被称为励磁安匝。
平衡二次磁动势的这部分一次磁动势，其大小与二次磁动势相等，但方向相反。
磁势平衡方程式如下：120121I N I N I N •••+=在理想情况下，励磁电流为零，即互感器不消耗能量，则有12120I N I N ••+=若用额定值表示，则1212N N I N I N ••=-其中1N I •，2N I •为一次、二次绕组额定电流。
额定一次、二次电流之比为电流互感器额定电流比，12NN NI K I =P 1 1I •P 22I •Z B电流互感器工作原理E 211I N •22I N •22I N •-01I N •电流互感器的等值电路如下图所示：Z 1Z 21I •' 2I •0I •' Z M ' 2U •Z B'1E •2E •根据电工原理，励磁电流在铁心中建立主磁通，它穿过一次、二次绕组的全部线匝。
由于互感器铁心有磁滞和涡流损耗，励磁电流的一部分供给这些损耗，称为有功部分，另一部分用于励磁，称为无功部分。
所以励磁电流与主磁通相差ϕ角，这个角称为铁损角。
主磁通在二次绕组中感应出电动势2E •，相位相差90︒（滞后）；则：222()B E I Z Z ••=+式中 Z 2---二次绕组的内阻抗，Z 2= R 2 +ｊＸ2Z B ―――二次负荷，Z B ＝R Ｂ +ｊＸＢ二次电流的相位滞后于二次感应电动势α角。
电流互感器
3、电流互感器的极性
电流互感器的极性一般采用减极性原则标注，即：一、二次绕组中 的电流在铁芯中产生的磁通方向相反。如图所示，则L1与K1为一对同极 性端子。
电流互感器在电路中的符号如下图所示，用“TA”来表示,一次绕 组 一般用一根直线表示，一次绕组和二次绕组分别标记 “●”的两个端子 为 同名端或同极性端。极性端子关系到二次电流的方向，非常重要。
(3)按安装方式，可分为支持式、装入式和 按安装方式，可分为支持式、 按安装方式 穿墙式等。 穿墙式等。 支持式安装在平面和支柱上，装入式(套管 支持式安装在平面和支柱上，装入式 套管 式)可以节省套管绝缘子而套装在变压器导 可以节省套管绝缘子而套装在变压器导 体引出线穿出外壳处的油箱上； 体引出线穿出外壳处的油箱上；穿墙式主 要用于室外的墙体上， 要用于室外的墙体上，可兼作导体绝缘和 固定设施。 固定设施。
如图（a）所示。两相星形接线又称不完全星形接线，这种接线只 用两只电流互感器，统一装设在A、C相上。一般测量两相的电流，但通过 公共导线，也可测第三相的电流。主要适用于小接地电流的三相三线制系 统，在发电厂、变电所6~10kv馈线回路中，也常用来测量和监视三相系统 的运行状况。
3．三相星形接线
如图（c）所示。三相星形接线又称完全星形接线，它是由三只完 全相同的电流互感器构成。由于每相都有电流流过，当三相负载不平衡 时，公共线中就有电流流过，此时,公共线是不能断开的，否则就会产生 计量误差。该种接线方式适用于高压大接地电流系统、发电机和变压器二 次回路、低压三相四线制电路 .
五、电流互感器的选择
1、额定电压的选择 电流互感器的额定电压UN应略高于或等于其安装 处的工作电压UX UN ≥ UX 2、额定电流的选择 电流互感器的一次额定电流I1N应大于或等于长期 通过电流互感器的最大工作电流Im,力求使电流互感 器运行于额定电流附近，以保证测量的准确性。 3、准确度等级的选择 测量时应根据被测对象对测量准确度的要求合理选 择准确度等级。一、二类电能计量应选0.2级电流 互感器。 4、额定容量的选择 选择时互感器二次侧容量S应满足0.25SN≤ S≤ SN
电流互感器原理
电流互感器原理 Last updated on the afternoon of January 3, 2021第二章 电流互感器原理电流互感器是一种专门用作变换电流的特种变压器。
在正常工作条件下，其二次电流实质上与一次电流成正比，而且在连接方向正确时，二次电流对一次电流的相位差接近于零。
电流互感器的工作原理示于图21。
互感器的一次绕组串连在电力线路中，线路电流就是互感器的一次电流。
互感器的二次绕组外部回路接有测量仪器、仪表或继电保护、自动控制装置。
在图21中将这些串联的低电压装置的电流线圈阻抗以及连接线路的阻抗用一个集中的阻抗Z b 表示。
当线路电流，也就是互感器的一次电流变化时，互感器的二次电流也相应变化，把线路电流变化的信息传递给测量仪器、仪表和继电保护、自动控制装置。
根据电力线路电压等级的不同，电流互感器的一、二次绕组之间设置有足够的绝缘，以保证所有低压设备与高电压相隔离。
电力线路中的电流各不相同，通过电流互感器一、二次绕组匝数比的配置，可以将不同的线路电流变换成较小的标准电流值，一般是5A 或1A ，这样可以减小仪表和继电器的尺寸，简化其规格。
所以说电流互感器的主要作用是：①给测量仪器、仪表或继电保护、控制装置传递信息；② 使测量、保护和控制装置与高电压相隔离；③ 有利于测量仪器、仪表和继电保护、控制装置小型化、标准化。
第一节 基本工作原理1. 磁动势和电动势平衡方程式从图21看出，当一次绕组流过电流1I 时，由于电磁感应，在二次绕组中感应出电动势，在二次绕组外部回路接通的情况下，就有二次电流2I 流通。
此时的一次磁动势为一次电流1I 与一次绕组匝数N 1的乘积11N I ，二次磁动势为二次电流2I 与二次绕组匝数N 2的乘积22N I 。
根据磁动势平衡原则，一次磁动势除平衡二次磁动势外，还有极小的一部分用于铁心励磁，产生主磁通m Φ。
因此可写出磁动势平衡方程式 102211N I N I N I=+，A (21)图21 电流互感器工作原理图 1一次绕组 2铁心 3二次绕组 4负荷2式中 1I 一次电流，A ；2I二次电流，A ； 0I励磁电流，A ； N 1 一次绕组匝数； N 2 二次绕组匝数； 式（21）还可写成01221I N N I I=+，A 或者写成021I I I='+，A (22)在电流互感器中，通常又将电流与匝数的乘积称为安匝，11N I 称为一次安匝，22N I 称为二次安匝，10N I 称为励磁安匝。
电流互感器知识整理
电流互感器知识整理电流互感器知识简介为了保证电力系统安全经济运行,必须对电力设备的运行情况进行监视和测量.但一般的测量和保护装置不能直接接入一次高压设备,而需要将一次系统的高电压和大电流按比例变换成低电压和小电流,供给测量仪表和保护装置使用.执行这些变换任务的设备,最常见的就是我们通常所说的互感器.进行电压转换的是电压互感器(voltagetransformer),而进行电流转换的互感器为电流互感器(currenttransformer),简称为CT.本文将讨论电流互感器的相关基本知识.1.电流互感器的基本原理1.1电流互感器的基本等值电路如图1所示.图1电流互感器基本等值电路图中,Es—二次感应电势,Us—二次负荷电压,Ip—一次电流,Ip/Kn—二次全电流,Is—二次电流, Ie—励磁电流,N1—一次绕组匝数,N2—二次绕组匝数,Kn—匝数比,Kn=N2/N 1,Xct—二次绕组电抗(低漏磁互感器可忽略),Rct—二次绕组电阻,Zb—二次负荷阻抗(包括二次设备及连接导线),Ze—励磁阻抗.电流互感器的一次绕组和二次绕组绕在同一个磁路闭合的铁心上.如果一次绕组中有电流流过,将在二次绕组中感应出相应的电动势.在二次绕组为通路时,则在二次绕组中产生电流.此电流在铁心中产生的磁通趋于抵消一次绕组中电流产生的磁通.在理想条件下,电流互感器两侧的励磁安匝相等,二次电流与一次电流之比等于一次绕组与二次绕组匝数比。
即：IpN1=IsN2Is＝Ip×N1/N2=Ip/Kn1.2.电流互感器极性标注电流互感器采用减极性标注的方法，即同时从一二次绕组的同极性段通入相同方向的电流时，它们在铁芯中产生的磁通方向相同。
当从一次绕组的极性端通入电流时，二次绕组中感应出的电流从极性端流出，以极性端为参考，一二次电流方向相反，因此称为减极性标准。
由于电流方向相反，且铁心中合成磁通为零。
因此得下式：N1Ip-N2Is=0(本来励磁安匝的和为零，但考虑到两个电流的流动方向相对于极性端不同，因此两者为减的关系)。
电流互感器原理
电流互感器原理电流互感器是一种广泛应用于电力系统中的电气设备，用于测量电流的大小和方向。
它是通过电流互感器原理来实现的，本文将对电流互感器原理进行详细介绍。
一、电流互感器的基本原理电流互感器利用电磁感应的原理来实现电流的测量。
当通过互感器的一侧导线有电流流过时，会在互感器的另一侧产生感应电势。
这种感应电势与通过导线的电流成正比，可以用来测量电流的大小。
二、电流互感器的结构及工作原理电流互感器通常由铁芯、一侧绕组和二侧绕组组成。
一侧绕组通常称为主绕组，通过主绕组的电流为待测电流。
二侧绕组通常称为次级绕组，用来产生感应电势。
在工作过程中，待测电流从主绕组流过，经过铁芯传导到次级绕组。
根据法拉第电磁感应定律，通过主绕组的电流变化会在次级绕组中产生感应电势。
感应电势的大小与主绕组中的电流成正比，可以通过测量次级绕组的电压来确定主绕组中的电流大小。
三、电流互感器的特点及应用1. 高精度：电流互感器具有较高的精度，能够准确测量电流的大小和方向，广泛用于电力系统的保护和测量领域。
2. 安全性能好：电流互感器能够将高电压和大电流转换为低电压和小电流，提供安全的测量信号，保护人员和设备的安全。
3. 宽工作范围：电流互感器能够适应不同电流范围的测量需求，具有较宽的工作范围。
4. 小型化：电流互感器体积小巧，便于安装和使用。
电流互感器广泛应用于变电站、发电厂、电力仪表等电力系统中，主要用于测量和保护装置。
在变电站中，电流互感器被用于测量继电器、保护装置等设备的输入和输出电流，确保电力系统的稳定运行。
总结：本文介绍了电流互感器的原理及其在电力系统中的应用。
通过电磁感应原理，电流互感器能够准确测量电流的大小和方向，为电力系统的保护和测量提供重要的数据。
电流互感器具有高精度、安全性好、工作范围广和小型化等特点，被广泛应用于电力系统中的各个环节。
更多关于电流互感器的详细内容可参考相关学术文献或专业书籍。
电流互感器的原理及其应用对于理解电力系统的运行和保护起着重要的作用。
电流互感器及其配置原则
保护用
电流互感器及其配置原则
2） 测量（计量）用电流互感器准确度等级： 6个标准准确度级，分别为：0.1、0.2、0.5、1、3和5
级，另有供特殊用途的0.2S 和0.5S级，如右图所示。
0.2S 和0.5S级也是用于测量计量用的电流互感器，与 0.2、0.5级的电流互感器相比，S类的电流互感器最大区 别是在小负荷时，具有更高的测量精度，主要是用于负荷 变动范围比较大的情况下，仍要求准确计量的场合。
02 电流互感器的准确度等级
电流互感器及其配置原则
02 电流互感器的准确度等级
1） 保护用电流互感器准确度等级：5P和10P
一般用εPM来表示，式中，ε为准确度等级；P 表示保护用；M是保证准确度的允许最大短路电流 倍数。
如右图中5P30，其含义是电流互感器一次电流 为30倍额定电流下的短路电流时，其误差满足5% 的要求。
谢谢欣赏
电流互感器 及其配置原则
CONTENTS
目 录
一 电流互感器 1 电流互感器的分类 2 电流互感器的准确度等级 3 电流互感器的二次额定电流
二 电流互感器的一般配置原则 1 电流互感器配置的要求 2 电流互感器二次绕组数量
01 电流互感器的分类
电流互感器及Байду номын сангаас配置原则
01 电流互感器的分类
按原理分：电磁式和电子式。 按用途分：测量用和保护用。 一台电磁式电流互感器通常提供多组二次绕组， 不同的二次绕组缠绕在不同的铁芯上。 一部分二次绕组用于继电保护及自动装置,称 为保护用电流互感器。 一部分给测量及计量仪表提供二次电流, 称为 测量（计量）用电流互感器。
04 电流互感器配置的要求 电流互感器的准确度等级
045）电故流障互录感波器二和次其绕他组自数动量装置应配置一个单独的二次绕组； 电6个流标互准感准器确的度准级确，度分等别级为：0. 当3）采母用线主、保线护路与或后变备压保器护要一求体双化重设主计保的护保时护，装应置配，置可两配个置单一独个的二二次次绕绕组组；,分别给两套不同的保护装置提供二次电流； 4）故障录波器和其他自动装置应配置一个单独的二次绕组； 电流互感器的准一确般度配等置级原则 一电般流用 互ε感PM器来二表次示绕，组式数中量，ε为准确度等级； 电流互感器二及次其绕配组置数原量则 12）电测流量互（感计器量的）标用准电二流次互额感定器电准流确为度1等A或级5：A。 4电）流故互障感录器波的器准和确其度他等自级动装置应配置一个单独的二次绕组； 53）测母量线和、计线量路应或各变自压配器置要单求独双的重二主次保绕护组时。，应配置两个单独的二次绕组,分别给两套不同的保护装置提供二次电流； 1）电流互感器的标准二次额定电流为1A或5A。 电流互感器及其配置原则 一部分给测量及计量仪表提供二次电流, 称为测量（计量）用电流互感器。 一部分给测量及计量仪表提供二次电流, 称为测量（计量）用电流互感器。 电流互感器及其配置原则 电流互感器的准确度等级 4）故障录波器和其他自动装置应配置一个单独的二次绕组； 电流互感器的二次额定电流 1）母线保护装置配置单独的二次绕组；
互感器的分类及工作原理
互感器的分类及工作原理引言互感器是一种用来测量电流或电压的装置，经常被用于电能的测量和保护设备中。
本文将介绍互感器的分类及工作原理。
一、互感器的分类根据互感器的用途和结构，可以将其分为以下几类：1. 电流互感器（Current Transformer，CT）电流互感器主要用于测量和保护交流电路中的电流。
它通过在互感器内部的一对绕组上感应电流，并将其输出为与输入电流成比例的较小数值。
电流互感器的绕组通常由导线制成，以保证高精度和稳定性。
根据用途和安装位置的不同，电流互感器可以分为室内型和室外型。
2. 电压互感器（Voltage Transformer，VT）电压互感器主要用于测量和保护交流电路中的电压。
它通过在互感器内部的一对绕组上感应电压，并将其输出为与输入电压成比例的较小数值。
与电流互感器类似，电压互感器的绕组也通常由导线制成，以保持高精度和可靠性。
3. 电能互感器（Energy Transformer）电能互感器是一种特殊类型的互感器，用于测量和计量电能。
它不仅能够测量电流和电压，还能计算电能的消耗。
这种互感器在电力系统中被广泛应用，用于计量电力、计费和监控电网的稳定性。
4. 电抗器（Reactance Transformer）电抗器是一种用于控制电流和电压的装置，可用于提供电源补偿和电力调节。
它通过改变输入和输出电压之间的相位差来控制电路的功率因数。
二、互感器的工作原理互感器基于法拉第定律（Faraday's Law of Electromagnetic Induction）工作，即当一个导体中的磁通量发生改变时，会在导体中产生感应电动势。
互感器内部的主要元件是一对绕组，分别称为一次绕组和二次绕组。
一次绕组连接到待测电流或电压的电路，而二次绕组连接到测量设备或保护装置。
对于电流互感器，当待测电流流过一次绕组时，产生的磁场会感应二次绕组上的感应电动势。
根据理想互感器的原理，输入和输出电流成比例，并且二次绕组的电阻和电感较小，从而保证高精度的测量。
电流互感器工作原理
6 、电流互感器的正确使用
1)电流互感器的接线应遵守串联原则：即一次绕阻应与 被测电路串联，而二次绕阻则与所有仪表负载串联。
2)按被测电流大小，选择合适的变化，否则误差将增大。 同时，二次侧一端必须接地，以防绝缘一旦损坏时，一 次侧高压窜入二次低压侧，造成人身和设备事故；
3)二次侧绝对不允许开路，因一旦开路，一次侧
7)为了防止支柱式电流互感器套管闪络造成母线故障， 电流互感器通常布置在断路器的出线或变压器侧。
8)为了减轻发电机内部故障时的损伤，用于自动调节励 磁装置的电流互感器应布置在发电机定子绕组的出线侧。 为了便于分析和在发电机并入系统前发现内部故障，用 于测量仪表的电流互感器宜装在发电机中性点侧。
按结构形式分：贯穿式，支柱式，母线式，套管式，正 立式，倒立式
4 电流互感器的误差特性
KKNNI
2I
2
I1I1
I1
I11010%00%
A、电流误差
GB1208-87对电流误差的定义是
从电流互感器的原理知道，由于励磁电流的存在， 二次电流乘以额定电流比总是小于实际一次电流， 所以电流互感器的误差总是负值，只有采取了补 偿以后，才可能出现正值电流误差。
的
安
全
。
2 电流互感器的原理
互感器，一般N1≤N2，可见电流互流感器为一“变
流”器，基本原理与变压器相同，工作状况接近于变压器
短路状态，原边符号为P1、P2，副边符号为S1、S2。互
感器的原边串接入主线路，被测电流为I1 ，原边匝数为N1，
副边接内阻很小的电流表或功率表的电流线圈，副边电流
为I2，副边匝数为N2。原副边电磁量及规定正方向由电工
保护用电流互感器误差 准确度等级5P 电流误差＋1%， 准确度等级10P 电流误差＋3%，
互感器作用分类及工作原理
互感器作用分类及工作原理互感器是一种将电能转化为磁能或将磁能转化为电能的装置。
它基于电磁感应的原理，广泛应用于电力系统中，用于测量电流、电压、功率等参数。
互感器主要有电流互感器和电压互感器两类。
第一，电流互感器（Current Transformer，CT），也称为电流变压器。
主要用于将高电流系统（如发电机、变电站等）中的电流转换成较小的可测量的电流，以便进行保护和测量。
其基本工作原理是基于电流互感的原理，通过电流的感应作用，在一侧绕制导线上产生一个辅助电流（次级电流），从而实现电流的测量。
电流互感器根据其工作原理和应用范围不同，可以分为两类。
一类是基于电流互感作用的磁化饱和互感器，另一类是基于电流互感原理的变比互感器。
磁化饱和互感器是一种低压绕组、高阻抗的互感器，它主要用于实现保护和测量功能。
当被测电流超过一定值时，互感器的磁路会发生饱和，从而引起误差。
因此，磁化饱和互感器的测量范围较窄，一般适用于中电流（几十安培至几百安培）的测量。
变比互感器也称为精密互感器，它通过可变磁路的构造和材料来实现互感比的准确控制，从而提供一个可调的变比。
变比互感器的主要应用场合是测量较小的电流，如仪表测量。
第二，电压互感器（Voltage Transformer，VT），也称为电压变压器。
主要用于将高电压系统中的电压信号转换成较小的可测量的电压信号，以便进行保护、计量和控制等应用。
其基本工作原理同样是基于电磁感应的原理，通过电压的感应作用，在一侧绕制导线上产生一个辅助电压（次级电压），从而实现电压的测量。
电压互感器根据额定功率不同，可以分为两类。
一类是低功率电压互感器，一般用于计量、保护和控制系统中的电压测量。
另一类是大功率电压互感器，主要用于发电机和变电站中的保护和测量。
总之，互感器是电力系统中重要的测量装置，主要由电流互感器和电压互感器组成。
它们通过电磁感应的原理，将高电流和高电压转换成较小的可测量的电流和电压，从而实现电力系统的保护和测量功能。
电流互感器分类及原理
电流互感器分类及原理1、电流互感器(Current Transformer，CT)电⼒系统电能计量和保护控制的重要设备，是电⼒系统电能计量、继电保护、系统诊断与监测分析的重要组成部分，其测量精度、运⾏可靠性是实现电⼒系统安全、经济运⾏的前提。
⽬前在电⼒系统中⼴泛应⽤的是电磁式电流互感器。
2、电流互感器国标(GB 1208-87S)1）准确级：以该准确级在额定电流下所规定的最⼤允许电流误差百分数标称。
2）测量⽤电流互感器的标准准确级有：0.1、0.2、0.5、1、3、5；特殊要求的电流互感器的准确级有：0.2S和0.5S；保护⽤电流互感器准确级有：5P和10P两级。
3、电磁式电流互感器1）原理：⼀次线圈串联于被测电流线路中，⼆次线圈串接电流测量设备，⼀⼆次侧线圈绕在同⼀铁芯上，通过铁芯的磁耦合实现⼀次⼆次侧之间的电流传感过程。
⼀⼆次侧线圈之间以及线圈与铁芯之间要采取⼀定的绝缘措施，以保证⼀次侧与⼆次侧之间的电⽓隔离。
根据应⽤场合以及被测电流⼤⼩的不同，通过合理改变⼀⼆次侧线圈匝数⽐可以将⼀次侧电流值按⽐例变换成标准的1A或5A电流值，⽤于驱动⼆次侧电器设备或供测量仪表使⽤。
2）缺点：①.绝缘要求复杂，体积⼤，造价⾼，维护⼯作量⼤；②.输出端开路产⽣的⾼电压对周围⼈员和设备存在潜在的威胁；③.固有的磁饱和、铁磁谐振、动态范围⼩、频率响应范围窄；④.输出信号不能直接和微机相连，难以适应电⼒系统⾃动化、数字化的发展趋势。
4、电⼦式电流互感器1）特征：①.可以采⽤传统电流互感器、霍尔传感器、空⼼线圈（或称为Rogowski coils）或光学装置作为⼀次电流传感器，产⽣与⼀次电流相对应的信号；②.可以利⽤光纤作为⼀次转换器和⼆次转换器之间的信号传输介质；③.⼆次转换器的输出可以是模拟量电压信号或数字量。
2）分类（1）按传感原理的不同划分：光学电流互感器和光电式电流互感器I、光学电流互感器(Optical Current Transformer，简称OCT)原理：传感器完全基于光学技术和光学器件来实现。
电流互感器的类型区分
电流互感器的类型区分汇卓电力是一家专业研发生产电流互感器现场测试仪的厂家，本公司生产的电流互感器现场测试仪在行业内都广受好评，以打造最具权威的“电流互感器现场测试仪“高压设备供应商而努力。
按用途分类按照用途不同，电流互感器大致可分为两类：测量用电流互感器（或电流互感器的测量绕组）：在正常工作电流范围内，向测量、计量等装置提供电网的电流信息。
保护用电流互感器（或电流互感器的保护绕组）：在电网故障状态下，向继电保护等装置提供电网故障电流信息。
1、测量用电流互感器在测量交变电流的大电流时，为便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流（中国规定电流互感器的二次额定为5A或1A），另外线路上的电压都比较高如直接测量是非常危险的。
电流互感器就起到变流和电气隔离作用。
它是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获取电气一次回路电流信息的传感器，电流互感器将高电流按比例转换成低电流，电流互感器一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表、继电保护等。
正常工作时互感器二次侧处于近似短路状态，输出电压很低。
在运行中如果二次绕组开路或一次绕组流过异常电流（如雷电流、谐振过电流、电容充电电流、电感启动电流等），都会在二次侧产生数千伏甚至上万伏的过电压。
这不仅给二次系统绝缘造成危害，还会使互感器过激而烧损，甚至危及运行人员的生命安全。
1次侧只有1到几匝，导线截面积大，串入被测电路。
2次侧匝数多，导线细，与阻抗较小的仪表(电流表/功率表的电流线圈）构成闭路。
电流互感器的运行情况相当于2次侧短路的变压器，忽略励磁电流，安匝数相等I1N1=I2N2电流互感器一次绕组电流I1与二次绕组I2的电流比，叫实际电流比I1/I2=N2/N1=k。
励磁电流是误差的主要根源。
测量用电流互感器的精度等级0.2/0.5/1/3,1表示变比误差不超过±1%，另外还有0.2S和0.5S级。
2、保护用电流互感器保护用电流互感器分为：1.过负荷保护电流互感器，2.差动保护电流互感器，3.接地保护电流互感器（零序电流互感器）保护用电流互感器主要与继电装置配合，在线路发生短路过载等故障时，向继电装置提供信号切断故障电路，以保护供电系统的安全。
电流互感器结构及原理
电流互感器结构及原理
电流互感器是一种用于测量电流的传感器装置。
其结构主要由铁芯、一次绕组、二次绕组和外壳组成。
铁芯是电流互感器的核心部分，通常由软磁材料制成，如铁氧体等。
铁芯的形状可以是圆柱形、矩形或接近方形，以适应不同的应用场合。
一次绕组是绕在铁芯上的主绕组，其匝数通常较少。
一次绕组接入被测电流的电路中，通过电流产生磁场，使铁芯磁化。
二次绕组是绕在一次绕组周围的从绕组，其匝数通常较多。
二次绕组中感应出的电流与一次绕组中的电流成正比，通过测量二次绕组的电流可以推算出一次绕组中的电流大小。
外壳是电流互感器的外部保护结构，通常由绝缘材料制成，以防止电流互感器受到外界环境的干扰和损坏。
电流互感器的工作原理是基于安培定律和电磁感应定律。
当被测电流通过一次绕组时，会在铁芯中产生磁场。
这个磁场会通过铁芯传导到二次绕组中，引起二次绕组中的电流产生。
根据安培定律，二次绕组中的电流与一次绕组中的电流成正比。
通过测量二次绕组中的电流，可以计算出一次绕组中的电流大小。
总而言之，电流互感器结构简单，通过一次绕组和二次绕组的电流关系，实现了对电流的测量。
500千伏倒立式电流互感器结构原理介绍
500千伏倒立式电流互感器结构原理介绍一、电流互感器的分类电流互感器按绝缘结构可以分为干式（浇注式）、油浸绝缘三种，其中油浸式电流互感器按其外部型式可式和SF6分为正立式和倒立式两种，如图1所示。
图1正立式和倒立式流变正立式结构的二次绕组装在互感器下部，具有高压电位的一次绕组引到下部，并对二次绕组和其它地电位的零部件有足够的绝缘。
链型绝缘和部分U形绝缘都采用正立式电流互感器的器身结构，而倒立式结构则是将具有地电位的二次绕组置于产品上部,二次绕组外部有足够的绝缘，使之与高压电位的一次绕组相隔离。
正立式电流互感器的重心较低，比较容易满足抗地震性能要求，且其U型下部电场均匀，挂铁心处自由度大，对次级的要求容易实现。
但是由于其一次绕组导体较长，特别是要实现一次绕组串并联时，产生的热量较多，电阻大，可达上百mΩ，损耗大，额定连续热电流较大时油温升大，一般油纸绝缘时油温应控制在120度以内；由于电流互感器改变串并联时磁场也不均匀，准确度较低；且随着系统短路电流越来越大，动稳定问题也不易解决，因此多见于110kV及以下系统（110kV以下正立式）。
倒立式电流互感器的优点在于缩短了一次导体长度，降低了绕组电阻R，使其电阻可达最大几百μΩ，通常10μΩ左右，从而降低了温升，其动稳定和热稳定性能更佳，因此多用于220kV及以上系统（倒立式）。
不过由于产品的重心较高，须采用机械强度高的瓷套。
二、倒立式电流互感器结构原理倒立式电流互感器基本结构如下图2所示，从上到下结构依次为：膨胀器，储油柜，瓷套、二次端子盒等。
图2OSKF-550电流互感器结构1、膨胀器OSKF-550电流互感器采用金属盒式膨胀器，如下图3所示。
图3中，1为出气塞；2为膨胀盒，3为弹簧油压探头，4为油位指示针，5为外罩，6为变压器油，7为防爆片。
图3膨胀器结构膨胀器本体是若干个位置固定的膨胀盒，它们通过焊在侧面的导油管并联接到主油管上，注油阀与主油管相通。
电流互感器结构分类
电流互感器结构分类电流互感器是一种电气设备，它可以通过变比简单的技术，将输入的电流转换成一定的输出电流，并且能够保持输出电流的稳定性。
它在电力工程中起着重要作用，具有结构简单，价格低廉，可靠性高，精度高，耐磨性好等优点，广泛应用于各种电力系统。
根据其结构特点，电流互感器可分为单绕组互感器、多绕组互感器和双绕组互感器等几种类型。
1.绕组互感器单绕组互感器是最常见的电流互感器，也是具有高精度的电流互感器。
它由一个芯线绕组，一个铁芯和一个外壳组成。
芯线绕组的芯线可以采用电阻小的铜线或电缆，它的作用是使芯线绕组之间和铁芯之间产生电磁耦合；铁芯可以采用硅钢片、铁片或合金片，它的主要作用是把芯线绕组和外壳组成一个整体，起到了磁屏蔽的作用；外壳由镀锌钢板或不锈钢制成，它的作用是防止环境变化让内部电路受到影响。
2.绕组互感器多绕组互感器可以由多节互感器组成，每一节互感器都可以控制一定的电流，并且有不同的品质因数。
它由多只芯线绕组以及一个外壳组成，芯线绕组可以使用电阻小的铜线或电缆，铁芯可以采用硅钢片、铁片或合金片，而外壳则是由镀锌钢板或不锈钢制成。
3.绕组互感器双绕组互感器是由两组芯线绕组和一个外壳组成的，每组芯线绕组之间会产生磁耦合。
双绕组互感器的优点是可以抑制电磁干扰，并且能够将原电流的传输效率提高。
它的缺点也很明显，就是它的结构复杂，面积大，成本高。
从上述内容可以看出，电流互感器有单绕组互感器、多绕组互感器和双绕组互感器等几种类型，它们各有各自的特点，并且可以广泛应用于各种电力系统中，为电力系统提供质量更好的电流。
此外，不同类型的电流互感器也有不同的安装方法，因此安装人员也须要熟悉了解以上知识以及相关的结构特性。
另外，在设计电流互感器时，还必须考虑到其环境应用方面的要求，以保证其稳定性和可靠性。
总之，对于电流互感器的结构分类，无论是从理论上还是实践上，都是非常重要的。
从可靠性，安全性和制造成本等角度出发，应当仔细研究不同电流互感器的结构特点和优势，以期能够更好的发挥其作业的功能，为电力系统提供优质的服务。
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1、电流互感器(Current Transformer，CT)电力系统电能计量和保护控制的重要设备，是电力系统电能计量、继电保护、系统诊断与监测分析的重要组成部分，其测量精度、运行可靠性是实现电力系统安全、经济运行的前提。
目前在电力系统中广泛应用的是电磁式电流互感器。
2、电流互感器国标(GB 1208-87S)1）准确级：以该准确级在额定电流下所规定的最大允许电流误差百分数标称。
2）测量用电流互感器的标准准确级有：0.1、0.2、0.5、1、3、5；特殊要求的电流互感器的准确级有：0.2S和0.5S；保护用电流互感器准确级有：5P和10P两级。
3、电磁式电流互感器1）原理：一次线圈串联于被测电流线路中，二次线圈串接电流测量设备，一二次侧线圈绕在同一铁芯上，通过铁芯的磁耦合实现一次二次侧之间的电流传感过程。
一二次侧线圈之间以及线圈与铁芯之间要采取一定的绝缘措施，以保证一次侧与二次侧之间的电气隔离。
根据应用场合以及被测电流大小的不同，通过合理改变一二次侧线圈匝数比可以将一次侧电流值按比例变换成标准的1A或5A电流值，用于驱动二次侧电器设备或供测量仪表使用。
2）缺点：①.绝缘要求复杂，体积大，造价高，维护工作量大；②.输出端开路产生的高电压对周围人员和设备存在潜在的威胁；③.固有的磁饱和、铁磁谐振、动态范围小、频率响应范围窄；④.输出信号不能直接和微机相连，难以适应电力系统自动化、数字化的发展趋势。
4、电子式电流互感器1）特征：①.可以采用传统电流互感器、霍尔传感器、空心线圈（或称为Rogowski coils）或光学装置作为一次电流传感器，产生与一次电流相对应的信号；②.可以利用光纤作为一次转换器和二次转换器之间的信号传输介质；③.二次转换器的输出可以是模拟量电压信号或数字量。
2）分类（1）按传感原理的不同划分：光学电流互感器和光电式电流互感器I、光学电流互感器(Optical Current Transformer，简称OCT)原理：传感器完全基于光学技术和光学器件来实现。
II、光电式电流互感器(Opto-Electronic Current Transformer，简称OECT)原理：传感部分采用电子器件而信号的传输采用光学器件和光学技术，是光电子技术的结合。
（2）按传感侧是否需要电源划分：无源型电流互感器和有源型电流互感器I、无源型电流互感器：光学电流互感器的传感和传输部分均采用无源光学器件，其利用Farady 磁光效应，传感和传输信号都是来自二次侧的光信号，一次侧不需要额外能量供给。
因此光学电流互感器属于无源型电流互感器。
II、有源型电流互感器：一种基于传统电流传感原理、采用有源器件调制技术、由光纤将高压端转换得到的光信号传送到低压端解调处理并得到被测电流信号的新型电流互感器、由于其电路需要工作电源，故称为有源式光电电流互感器。
因此光电式电流互感器属于有源型电流互感器。
国际电工委员会统一标准，按照传感机理将其分为三类：光学电流互感器、低功率电流互感器、空芯电流互感器。
3）国内外研究现状：4）优点：①.优良的绝缘性能，造价低；②.不含铁芯，消除了磁饱和等问题；③.抗电磁干扰性能好，低压侧无开路高压危险；④.频率响应范围宽，动态响应范围大；⑤.无易燃、易爆炸等危险；⑥.积小、重量轻，给运输和安装带来很大方便；⑦.适应电力计量与保护数字化、微机化和自动化发展的潮流；⑧.节省大量贵重金属材料，对保证电力设备的运行安全具有极其重要的社会意义和经济价值。
5）主要问题（1）无源电子式存在的问题：①.温漂问题。
工作环境温度变化导致Faraday 磁光材料发生双折射现象，双折射对输出光强产生影响，降低了系统测量准确度而无法满足电力系统计量的要求。
②.长期运行稳定性问题。
采用双层光路传感结构的块状玻璃式无源电子式电流互感器运行较长时间之后，输出光强明显减弱，最终失去测量电流的功能。
（2）空心线圈有源电子式存在的问题： ①. 线圈的结构及制造工艺对测量准确度影响很大。
普通空心线圈的设计准确度最高可达 0.1%，实际应用时仅为 1～3%，批量生产时分散性较大。
②. 线圈和一次母线的相对位置变化对测量准确度有一定的影响，其程度取决于线圈的结构、制造工艺以及相对位置变化的大小。
③. 环境温度变化对线圈截面积的变化；④. 工作环境中复杂强大的电磁干扰。
解决方法：用金属薄片包住测量线圈⑤. 振动使线圈与母线相对位置发生变化。
解决方法：将整个传感部分采用高压绝缘导热材料浇注密封，形成一体化结构。
5、电子式电流互感器—光学电流互感器(OCT)：1）基于法拉第效应的光学电流互感器：利用法拉第磁光效应进行电流传感的磁光玻璃型电子式电流互感器，其特点：一次传感器为磁光玻璃，无需电源供电。
其示意图如下：基于法拉第效应的光学电流互感器示意图2）法拉第磁光效应：法拉第磁光效应原理示意图如果通过一次导线的电流为i ，导线周围所产生的磁场强度为H ，当一束线偏阵光通过该磁场时，线偏阵光的偏振角度会发生偏振，其偏振角θ的计算公式为：LV Hdl θ=⎰式中：V 为磁光玻璃的verdet 常数，L 为光线在磁光玻璃中的通光路径长度。
3）法拉第磁光效应在电子式电流互感器中的应用：无源磁光玻璃型电子式电流互感器在电子式电流互感器中将L 设计为环路，由法拉第磁光效应原理，则：L VHdl θ=⎰根据安培环路定律，在环路中 L I V Hdl=⎰可推出：VI θ=根据马吕斯定律，在图中： ()210sin J J αϕθ=+()220cos J J αϕθ=+ 式中：0J 为输入光强 1J 、2J 为经检偏器分出的两条光强α为光路中的光强衰减系数ϕ为起偏器与检偏器夹角（为常数）则： ()()1212/J J J J -+=()cos2ϕθ-+ =()sin 2θ =()sin 2VI2VI ≈则可得出：()12122J J I V J J -=+4）二次处理系统模块和接口连接模块：二次处理系统模块模拟接口连接模块数字接口连接模块5）基于法拉第效应的光学电流互感器的缺点：①. 由于目前尚没有高精度侧量偏振面旋转角度的检侧装置，所以通常采用检偏器将线偏振光的偏振面角度变化的信息转化为光强变化的信息，然后通过光电管将光强度信号变成电强度信号，以便于检测和处理；②. 要求磁光晶体传感头具有较稳定的作条件，传感头能够在外界应力、温度等条件变化的情况下保持较稳定的verdet 常数；③. 对系统的电子电路系统的稳定性要求也较高。
6）基于光纤干涉效应或全光纤效应的全光纤电流互感器全光纤型光电电流互感器：其信号传感和传输部分都采用光纤。
优点是传感头结构非常简单，比基于法拉第效应的磁光式电流互感器容易制造，精度、寿命及可靠性也比较高。
但缺点是这种互感器需要的是比较特殊的保偏光纤，否则线偏振光进入光纤后会很快变成任意偏振方向的光，对信号测量产生很大影响，而要做出有高稳定性的保偏光纤很困难，造价比较高，阻碍了这种电流互感器的实用化进程。
6、电子式电流互感器—基于罗柯夫斯基（Rogowski）线圈的空芯电流互感器基于Rogowski线圈空芯电流互感器示意图1）基本原理：Rogowski线圈是一个由漆包线绕制的非磁性环形空心螺线管。
被测量的载流导体从空心线圈的中心轴垂直线圈平面穿过，则在线圈两端感应出正比于被测电流对时间微分的感应电动势。
按照线圈截面形状分：圆形截面Rogowski线圈、矩形截面Rogowski线圈。
圆形截Rogowski线圈矩形截面Rogowski线圈2）优点主要表现在：①.测量精度高：精度可设计到高于0.1%，一般为0.5%-1%②.测量范围宽：没有铁心饱和，绕组可用来测量的电流范围可从几安培到几千安培③.频率范围宽：一般可设计到0.1Hz到1MHz，特殊的可达200MHz的带通④.可测量其它技术不能使用的受限制领域的小电流⑤.生产制造成本低3）制作Rogowski线圈的注意事项①.互感M足够大，提供的信号超过可能存在的干扰电平，但同时线圈绕组输出电压不能过大，以免击穿线圈匝间绝缘。
②.为了达到高的精确度，骨架截面做成圆形。
骨架的半径不能太大。
③.骨架精加工，截面积均匀，线匝均匀密绕并与磁通方向垂直。
这样制作的线圈为无定向结构，在复杂外界磁场下也能够准确测量被测电流，且母线在线圈内的相对位置变化时引起的误差足够小。
④.线圈外加一层金属屏蔽，以减少外加杂散磁场的影响。
屏蔽层不可以形成回路，否则将沿屏蔽层形成环流，对一次侧电流形成的磁场起抵消作用。
⑤.考虑到长期运行、外界环境对温度稳定性的要求，选用热膨胀系数尽可能小的材料制成骨架。
⑥.选用的漆包线不能过细，以免绕制过程中发生断线。
⑦.骨架直径尺寸大于10倍的线圈厚度。
4）影响Rogowski线圈测量精度的因素①.Rogowski线圈的电阻R，任何造成电阻R改变的因素都是传感部分的误差来源。
选择大的采样电阻R，有助于减小它对测量的影响。
②.Rogowski线圈的互感M，它与它与线圈的结构密切相关，环境的扰动（如振动引起结构松散或温度引起的热胀冷缩）将改变这一参数，引起误差。
在绕制Rogowski线圈时尽量使结构坚固、紧密，从而增强线圈适应环境变化的能力。
采取这些措施，线圈的测量精度可以达到0.1%。
③.被还原的电流大小，还与电路电阻、电容、放大器基准电压等有关，任意参数改变都产生误差，参数的变化主要是由元件的温度漂移引起的，所以应该选用温度稳定性好的元件，电阻采用精密电阻，电容采用云母电容。
5）压频转换式有源型电流互感器压频转换式：采样线圈将流过母线的电流转化为电压信号，通过压频转换电路，即V/F转换部分，经过V/F转换后电压的变化将转换为脉冲频率的变化。
电脉冲信号经过电光变换器件(E/O变换)后，变为光信号，经过光纤传到低压端，低压端的光电转换器件(O/E转换)将光信号还原成电信号，再经过频压转换电路即那转换部分后，通过信号处理单元最后进行显示，其示意图如下。
压频转换式电流互感器的示意图压频转换式电流互感器的主要优点是①结构简单。
②精确度和抗干扰性能比较高。
③比较适合信号远距离传输。
④可以减少低压端和高压端之间连接光纤的数量。
⑤集成化V/F,F/V转换芯片ADVFC32，但正常工作功耗较大，使整个系统的起始工作的最小电力母线电流变大，减小了系统的测量范围。
6）A/D转换式有源型电流互感器A/D转换式：整个系统分为高压端和低压端两个部分。
高低压端之间采用光纤进行连接，高压端包括采样线圈、积分电路、高压端供电电源、A/D转换、时序电路和E/O转换等模块。
低压端包括O/E转换、D/A转换和信号处理电路等模块。
高压端将采样线圈取得的电压信号送入电子转换电路中，电子转换电路将这一正弦电信号转换为数字信号，再驱动发光元件转换为光信号，光信号通过光纤传送到地面监控室中。