從事電力行業(yè)的朋友都知道，變電所內(nèi)一定會有的一種裝置，那就是電流互感器。變電所內(nèi)為什么要有電流互感器：

我們變電所內(nèi)的二次設備(如繼電保護測試儀、自動裝置、測量儀表等)需要對一次系統(tǒng)的電流測量與控制。但是電力系統(tǒng)一次電壓很高，電流也很大，且運行的額定參數(shù)千差萬別。有了電流互感器就可以對一次系統(tǒng)的大電流進行隔離，從而能準確安全地獲取電氣一次電流信息。

對電流互感器的要求。

一、電流互感器的一次額定電壓應與所用電網(wǎng)的額定電壓等級相同，其絕緣水平應能承受長期運行及可能出現(xiàn)的短時過電壓。

二、變換精度高，應能滿足測量精度，確保繼電保護動作可靠。

三、變比適當，其變比應能保證系統(tǒng)在額定工況下測量儀表、繼電保護及自動裝置的測量精度要求及工作在線性區(qū)。

四、容量足夠大，應滿足正常及電力系統(tǒng)短路故障時，繼電保護及自動裝置的測量精度要求。

五、滿足熱穩(wěn)定及動穩(wěn)定的要求，飽和倍數(shù)足夠大。

繼電保護測試儀

TP-60A微機繼電保護測試儀

電流互感器的構成及工作特點：

電流互感器的作用是將電力系統(tǒng)的一次大電流變換成與其成正比的二次小電流，然后輸入到測量儀表、繼電保護及自動裝置中。其構成及工作特點如下：

1、一次匝數(shù)少，二次匝數(shù)多

用于電力系統(tǒng)中的電流互感器，其一次繞組通常是一次設備的進、出導線，只有1匝或2匝;其二次匝數(shù)卻很多。如：變比為1250/1的電流互感器，其一次為1匝，二次匝數(shù)有1250匝。

2、鐵芯中工作磁密很低，系統(tǒng)故障時磁密大

正常運行時，電流互感器鐵芯中工作磁密很低，其一次與二次保持安匝平衡。當系統(tǒng)故障時，由于故障電流很大，二次電壓很高，勵磁電流增大，鐵芯中磁密急劇升高，甚至使鐵芯飽和。

電流互感器的構成及工作特點：

3、高內(nèi)阻，電流源

正常工況下，鐵芯中的磁密很低，勵磁阻抗很大，而二次匝數(shù)很多。從二次側(cè)看進去，其阻抗很大。負載阻抗與電流互感器的內(nèi)阻相比，可以忽略不計，故負載阻抗的變化對二次電流的影響不大，可稱之為電流源。

4、需要二次負載小(相對電壓互感器)

電流互感器的二次負責如果很大，運行時其二次電壓很高，勵磁電流必然增大，從而使電流變換的誤差增大。特別是在系統(tǒng)故障時，電流互感器一次電流可能達額定電流的數(shù)十倍，致使鐵芯飽和，電流變換誤差很大，不滿足繼電保護的要求，甚至使保護誤動。

5、二次回路不得開路

電流互感器的二次回路不得開路。如果在運行中二次回路開路，二次電流消失，去磁作用也隨之消失，鐵芯中的磁密很高;又由于二次匝數(shù)特多，二次電壓會很高，有時可達數(shù)千伏，危及二次設備及人身安全。

電流互感器的極性

為什么電流互感器一、二次要標出極性：

因為電力系統(tǒng)負荷方向的存在，二次設備用的二次電流必須和一次潮流相對應，故需要一、二次標出極性。任何一側(cè)的引出端子出錯，都會使二次電流相位變化180度，影響二次設備的正常工作。

電流互感器的極性一般采用減極性的標注方法：

電流互感器一、二次側(cè)一般都標有“*”或腳注(如1作頭，2作尾等)。

所謂“減極性”

一、二次側(cè)引出端子上同一符號或同名腳注為同極性端子。采用的是減極性標注：當一次繞組從標1的端子通入交流電流時，在二次繞組回路中感應的電流應從標1端流出。從兩側(cè)同極性端觀察時，一、二次側(cè)電流的方向相反。

電流互感器的誤差

在具有鐵芯的電流互感器中，由于勵磁電流IM的存在(呈感性)，電流互感器二次電流I2與一次實際電流I1幅值不同，相位也不同。

所以反映電流互感器測量誤差的由變比誤差和相位誤差構成。設變比為Y。

變比誤差=100%*(I1–I2*Y)/I1

一般我們要求變比誤差不大于10%，相位誤差不大于7度

電流互感器10%誤差的校核

其方法主要是計算出在大短路電流時二次回路的大允許阻抗ZMAX，與該二次回路的實際阻抗ZL(二次負載)進行比較，該實際阻抗必須小于大允許阻抗，即ZL小于等于ZMAX。

電流互感器的負載阻抗

電流互感器實際負載阻抗的測量

電流互感器二次回路的負載阻抗一般通過實際測量后得出。

負載阻抗測量注意事項

1、測量電流二次回路負載阻抗時，必須包括連接電纜與所有可能接入的負載。

2、必須使用50HZ的交流試驗電源。

3、在無法判定哪一相或哪一種接線二次負載大時，應測量所有方式下的二次負載，取其中大值。

電流互感器的準確度

1、測量、計量用的電流互感器繞組

為了保證計量、測量的準確性，保證保護裝置動作可靠、正確，電流互感器必須達到一定的準確度。

在國標GB1208-1997中，規(guī)定測量用的電流互感器的準確度等級分為0.1、0.2、0.5、1、3、5等六個標準，這是一個相對誤差標準。

1.0-1的四個標準其二次負荷應在額定負荷的25%-100%之間，3、5兩個標準其二次負荷應在額定負荷的50%-100%之間，否則準確度不能滿足要求。

由于現(xiàn)實應用當中，負荷范圍比較廣，有時候?qū)蚀_度要求較高。

我們會采用經(jīng)補償?shù)?.2S和0.5S電流互感器，該電流互感器在1%-120%額定負荷間均能滿足準確度要求。

2、保護用的電流互感器繞組

保護用的電流互感器的準確度要求一般沒有測量的高，但其不僅要求在額定一次電流誤差不超過規(guī)定值，由于其要求在故障電流大時有較好的傳變特性，所以在一定短路電流倍數(shù)下誤差不超過規(guī)定值：

P類：要求在給定的短路電流下復合誤差不超過規(guī)定值。一般用aPb的形式表示誤差等級。如5P10,其含義是在10倍互感器額定電流下的短路電流時，其誤差不超過5%。a：是準確度等級。b:保證準確度的允許大短路電流倍數(shù)。

TP類：這類保護用電流互感器要求在規(guī)定工作環(huán)境的暫態(tài)條件下保證規(guī)定的準確度;如TPY級在鐵芯中設置了一定的非磁性間隙，其相對非磁性間隙長度(實際非磁性間隙長度與鐵芯磁路長度的比值長度)大于0.1%。從而限制了剩磁，TPY級適用于帶重合閘的線路保護，單不宜用于斷路器保護。