日期：2022-07-19 08:54:17瀏覽量：25880
1.電流互感器的基本原理1.1電流互感器的基本等值電路如圖1所示.Ie—勵磁電流,N1-繞組匝數一次，N2-二次繞組匝數，Kn—匝數比,Kn=N2/N1,Xct—二次繞組電抗（低漏磁互感器可忽略），Rct—二次繞組電阻，Zb—二次載荷阻抗(包括二次設備及連接線)，Ze—勵磁阻抗.
電流互感器的一次繞組和二次繞組繞在同一磁路閉合的鐵芯上.如果電流流過一次繞組，則相應的電動勢將在二次繞組中感知.當二次繞組為通道時，在二次繞組中產生電流.鐵芯中電流產生的磁通往往抵消一次繞組中電流產生的磁通.在減速器電機理想條件下，電流互感器兩側的勵磁安匝相等，二次電流與一次電流之比等于一次繞組與二次繞組匝數之比。
1.2.電流互感器的極性標記電流互感器采用減極性標記的方法，即當電流從一次繞組和二次繞組的同一極性段同時進入同一方向時，它們在鐵芯中產生相同的磁通方向。當電流從一次繞組的極性端流入時，二次繞組中感應的電流從極性端流出。以極性端為參考，一次和二次電流方向相反，因此稱為減極性標準。
由于電流方向相反，鐵心合成磁通為零。因此得到以下類型：N1Ip-N2Is=0(本來勵磁安匝的和是零，但是考慮到兩個電流的流動方向與極性端不同，所以兩者之間的關系是減少的)。
推出：Is=N1/N2*Ip可以看出，一次和二次電流的方向是相同的，所以我們可以用減速器電機二次電流來表示一次電流(考慮變比轉換)。這就是減極性標注的優點。
1.3.電流互感器的誤差在理想條件下，電流互感器二次電流Is＝Ip/Kn，沒有錯誤。但實際上，一次和二次電流在幅值(考慮變比轉換)和角度上存在差異。我們可以在圖1中看到這一點。實際流入變壓器二次負載的電流Is＝Ip/Kn－Ie，其中Ie對于勵磁電流，即建立磁場所需的工作電流。這導致了電流振幅的誤差。在正常運行過程中，勵磁阻抗非常大，勵磁電流非常小，因此誤差不是很大，往往可以忽略。然而，當變壓器飽和時，勵磁阻抗變小，勵磁電流增加，誤差增大。考慮到勵磁阻抗一般用作電抗性，而二次負載一般為阻抗性，因此在二次感應電勢下Es的作用下，Is和Ie不同的相位導致一次電流Ip＝Is＋Ie與二次電流Is存在角度誤差δ，而且角度誤差與二次載荷的性質有關。圖2顯示了二次載荷的純阻力。
圖中，二次感應電勢Es領先鐵芯中磁通Фm90度。勵磁電流可以近似認為Ie與Фm同相。Es加在Xct，Rct，Zb產生二次電流Is。Is與Ie合成Ip。可見，圖中Is與Ip不同的相位，兩個夾角就是角度誤差。互感器誤差的要求一般為，幅度誤差小于10%，減速器電機角度誤差小于7度。
1.4.電流互感器的簡單分類根據用途，電流互感器一般可分為保護和計量。兩者的區別在于測量互感器的精度相對較高。此外，測量互感器更容易飽和，以防止計量表因系統故障過程中大短路電流而損壞。根據暫態飽和問題的不同處理方法，電流互感器的保護可分為P類和P類TP類。P（protection，保護)電流互感器不特別考慮臨時飽和問題，只有通過變壓器的大穩態短路電流選擇變壓器，才能允許某些穩態飽和，臨時飽和引起的誤差主要由保護裝置本身采取措施，防止可能的錯誤行為（錯誤或拒絕）。TP（transientprotection，臨時保護)類電流互感器在較嚴重的臨時條件下需要不飽和，互感器誤差在規定范圍內，以保證保護裝置的正確動作。
對于其它類型的互感器，如光互感器、電子電流互感器等實際應用還很少，所以這里就不介紹了。
2.電流互感器的飽和度正如我們前面提到的，電流互感器的誤差主要由勵磁電流引起Ie原因。在正常運行過程中，勵磁阻抗較大，因此勵磁阻抗較大Ie非常小，所以這個錯誤是可以忽略的。CT飽和時，飽和度越嚴重，勵磁阻抗越小，勵磁電流大大增加，使變壓器誤差成倍增加，影響保護的正確動作。在嚴重的情況下，所有一次電流將變成勵磁電流，導致二次電流為零。變壓器飽和的原因通常是電流過大或電流中含有大量非周期性部件。這兩種情況都發生在事故中。此時，需要保護正確的動作，快速消除故障。但是，如果變壓器飽和，很容易造成誤差過大，保護不正確，進一步影響系統安全。因此，我們必須認真對待電流互感器的飽和。如果詳細分析互感器的飽和問題是非常復雜的，所以這里只進行定性分析。所謂互感器飽和，其實就是互感器鐵心飽和。我們知道變壓器可以傳輸電流的原因是一次電流在鐵芯中產生磁通量，然后在纏繞在同一鐵芯上的二次繞組中產生電動勢U＝4.44f*N*B*S×10-8。公式中f為系統頻率，HZ；N二次繞組匝數；S鐵芯截面積，m2；B鐵芯中的磁通密度。如果此時二次回路為通路，則會產生二次電流，完成一次和二次繞組中電流的傳輸。當鐵芯中的磁通密度達到飽和點時，B隨勵磁電流或磁場強度的變化趨于不明顯。也就是說在N,S,f在確定的情況下，二次感應電勢將基本保持不變，所以二次電流也將基本不變，一次電流和二次電流的特性比例變化。由于鐵芯中的磁通密度B過大，超過飽和點，我們知道互感器飽和的本質。鐵芯中的磁通量取決于建立磁通的電流大小，即勵磁電流Ie的大小。當Ie磁通密度過大會使鐵芯飽和。此時，變壓器的勵磁阻抗將顯著降低，導致勵磁電流再次增加，從而進一步加劇磁通量的增加和鐵芯的飽和，這實際上是一個惡性循環過程。我們可以從圖1中看到，Xe的減小和Ie增加，將表現為增加互感器誤差，從而影響正常工作。
