电子式电流互感器的设计

电子式电流互感器的设计

摘要:电子式电流互感器的设计是电路供电问题中的一个难点和重点。本文通过对电子电流互感器常用供电方案比较及电子式电流互感器的设计方案探讨,说明了电子式电流互感器的设计。

关键词:电子式电流互感器高压侧电源供能电路

在目前研究的重点和热点一般是电子式电流互感器的设计方面,电子式电流互感器具有广阔的发展前景.本文所设计的是一种新型的电子式电流互感器,它具有明显的优点,其绝缘结构非常简单,重量较轻,体积较小,灵敏度高,可靠性高,测量范围相对较大大,频带较宽。

在高频开关的电源中,不仅需要检测出开关管和电感等元器件。还要用电流检测方法对互感器、霍尔元件进行检测。电子式电流互感器有频带较宽、能耗较小、价格较便宜、信号还原性较好等许多的优点。在双端变换器中,电子式电流互感器的功率变压器,原为流过的正负对称双极性电流脉冲,它没有直流分量的影响,这然电流互感器可以很好的应用。

1 常用供电方案的分析比较

1.1 激光供能

激光供电系统主要是采用其它光源或者是激光,在低电位侧利用光纤把光能量传到高电位的一侧,再利用光电转换器件把光能量转换

电流互感器设计

电流互感器设计 1 互感器设计目的及意义 (2) 2 电流互感器总体设计 (2) 2.1 电流互感器类型选取 (3) 2.2 电流互感器各部件设计 (3) 2.2.1 铁芯及绕组设计 (3) 2.2.2 外绝缘套管设计 (3) 2.2.3 复合绝缘子设计 (4) 2.2.4 出线套管内绝缘设计 (5) 2.2.5 屏蔽设计 (5) 2.2.6 密封结构设计 (5) 2.2.7 互感器其他部件及标准件 (5) 2.3 1100KV电流互感器总体装配图 (5) 2.3.1 画各部件三维图 (5) 2.3.2 装配体绘制及总质量估算 (5) 2.3.3 装配体材料清单 (6) 2.3.4 装配体电场和机械性能模拟分析 (6) 3 单件电流互感器组装 (6) 3.1 原材料的购买及检验 (6) 3.2 原材料的处理 (6) 3.3 线圈的缠绕 (7) 3.4 环氧套管的浇注及修整 (7) 3.5 电流互感器的装配 (7)

1 互感器设计目的及意义 电流互感器是一种专门用作变换电流大小的特殊变压器。由于发电和用电的不同需要，线路上的电流大小不一，而且相差悬殊。若要直接测量这些大小不一的电流，就需要制作相应等级的仪表，给仪表制造带来极大困难。此外，有些高压线路直接测量也是非常危险的。而电流互感器可以把不同等级的电流，按不同的比例，统一成大小相近的电流。电力系统用互感器是将电网高电压、大电流的信息传递到低电压、小电流二次侧的计量、测量仪表及继电保护、自动装置的一种特殊变压器，是一次系统和二次系统的联络单元，其一次绕组接入电网，二次绕组分别与测量仪表、保护装置等互相连接。互感器与测量仪表和计量装置配合，可以测量一次系统的电压、电流和电能；与继电保护和自动装置配合，可以构成对电网各种故障的电气保护和自动控制。互感器的好坏，直接影响到电力系统测量、计量的准确性和继电保护装置动作的可靠性。随着电力工业建设的迅速发展，电力系统输电容量不断扩大，远距离输电迅速增加，电网电压等级逐渐升高，对电流互感器的电压等级及设备技术参数提出了更高的要求。 2 电流互感器总体设计 ↓ →↑↑符合要求 是

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。 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

零序电流互感器的原理及应用

零序电流互感器的原理及应用 在三相四线电路中，三相电流的相量和等于零，即Ia+Ib+IC=0 如果在三相四线中接入一个电流互感器，这时感应电流为零。当电路中发生触电或漏电故障时，回路中有漏电电流流过，这时穿过互感器的三相电流相量和不等零，其相量和为：Ia+Ib+Ic=I(漏电电流)这样互感器二次线圈中就有一个感应电压，此电压加于检测部分的电子放大电路，与保护区装置预定动作电流值相比较，如大于动作电流，即使灵敏继电器动作，作用于执行元件掉闸。这里所接的互感器称为零序电流互感器，三相电流的相量和不等于零，所产生的电流即为零序电流。 三相电路不对称时，电流均可分解正序、负序和零序电流。正序指正常相序的三相交流电(即A、B、C三相空间差120度，相序为正常相序)，负序指三相相序与正常相序相反(三相仍差120度，仍平衡)，零序指(A、B、C电流分解出来三个大小相同、相位相同的相量。零序电流互感器套在三芯电缆上，三相不平衡时在外部就表现出零序电流(因为相量相同加强) 零序电流互感器 零序电流互感器为一种线路故障监测器,一般儿只有一个铁芯与二次绕组,使用时,将一次三芯电缆穿过互感器的铁芯窗孔,二次通过引线接至专用的继电器,再由继电器的输出端接到信号装置或报警系统。在正常情况下，一次回路中三相电流基本平衡，其所产生合成磁通也近于零。在互感器的二次绕组中不感生电流，当一次线路中发生单相接地等故障时，一次回路中产生不平衡电流(意即零序电流)，在二次绕组中感生微小的电流使继电器动作，发生信号。这个使继电器动作的电流很小(mA级)，称作二次电流或零序电流互感器的灵敏度(也可用一次最小动作电流表示)，为主要动作指标。 零序电流互感器保护的基本原理是基于基尔霍夫电流定律：流入电路中任一节点的复电

电子式电流互感器的技术及研究

电子式电流互感器的技术及研究 发表时间：2019-06-03T15:50:11.437Z 来源：《电力设备》2019年第3期作者：王迪 [导读] 摘要：随着我国经济的不断发展，促进我国电网的发展，同时电子式互感器有了显著的提高。 （国网吉林省电力有限公司长春供电公司吉林省长春市 130000） 摘要：随着我国经济的不断发展，促进我国电网的发展，同时电子式互感器有了显著的提高。在电子式互感器具有超高压的系统，只有优良的结缘性能能够承受高水平的电磁环境。与传统的互感器进行比较，技术性能和经济效益没有明显的提高。结合实际情况进行分析，职能变电站中主要的设备就是电流互感器。基于此，本文对电子式电流互感器的技术进行分析研究。 关键词：电子式电流互感器；核心技术；应用配置 传统的电磁式电流互感器对于当前电力系统传输容量不断加大，而且电压等级不断提升的情况其适用性越来越差，使电力系统的发展带来了一定的制约作用。在这种情况下，开发电子式电流互感器则具有必然性，由于于其通过利用光通信及微电子技术，并采用新型的传感原理，有效的规避了传统电力互感器所存在的不足之处，利用数字信号进行输出，确保了电力系统安全、稳定的运行，不仅实现了成本的节约，而且也实现了对二次设备的优化。目前数字化变电站的建设更是需要以电子式互感器和光纤通讯网作为其基础，所以电子式电流互感器在当前电力系统运行了具有极为重要的意义。 1电子式电流互感器类型及特点 目前在电子式电流互感器研究领域主要有三个研究方向：有源型；无源型；全光纤型。其中，后两种都属于无源光学电流互感器。 1.1有源型 有源型又可以称为混合型，所谓有源光纤电流互感器乃是高压侧电流信号通过采样传感头将电信号传递给发光元件而变成光信号，再由光纤传递到低电压侧，进行光电转换变成电信号后输出。有源型光纤电流互感器的方框图如图1所示： 有源型光纤电流互感器结构简单，长期工作稳定性好，容易实现高精度、性能稳定的实用化工业产品，是目前国内研究的主流。但是高压侧电源的产生方法比较复杂或者成本比较高，还有待于进一步研究。 1.2无源型 所谓无源型光学电流互感器乃是传感头部分不需要供电电源。传感头一般基于法拉第（Faraday）效应原理，即磁致光旋转效应。当一束线偏振光通过放置在磁场中的法拉第旋光材料后，若磁场方向与光的传播方向平行，则出射线偏振光的偏振平面将产生旋转，即电流信号产生的磁场信号对偏振光波进行调制。 无源型结构是近年来比较盛行的，其优点是结构简单，且完全消除了传统的电磁感应元件，无磁饱和问题，充分发挥了光学互感器的特点，尤其是在高压侧不需要电源器件，使高压侧设计简单化，互感器运行寿命有保证。 其缺点是光学器件制造难度大，测量的高精度不容易达到。尤其是此种电流互感器受费尔德（Verdet）常数和线性双折射影响严重。而目前尚没有更好的方法能解决费尔德常数随温度变化而出现的非线性变化即系统的线性双折射问题，所以很难在工业中得到实际应用。 1.3全光纤型 全光纤型电流互感器实际上也是无源型的，只是传感头即是光纤本身（而无源型光纤电流互感器的传感头一般是磁光晶体，不同于全光纤型的传感头是特殊绕制的光纤传感头），其余与无源型完全一样。 2电子式互感器的核心技术 2.1传感技术 对于传感技术主要是由罗氏线圈的电流传感器，但是对于罗氏线圈电流传感器具有一定的无磁性和磁饱等很多优点，适用的范围比较大，但是对于磁光玻璃传感器是一种合型电流互感器，主要是利用光纤进行传递能量，在磁光电流互感器的工作测量的过程中，只和磁光材料的维尔德常熟有一定的关系，这样能够准确的测量结果。对于光纤式电流传感器主要运行的原理是法拉第旋光效应，因为光纤的本身具有传感元件，在原理上可以进一步的对光纤进行分类。 2.2高压侧电子电路供能技术 高压侧电子电路主要由三个技术构成，主要包括激光功能技术、蓄电池供能技术和自励电源技术。 伴随着我国技术的发展，逐渐提高激光供能技术的可靠性，对于自动化自用与自励电源进行交替工作，采用这样的方式对非电气链接的能量传递方式进行干扰，在于特高磁场测量中有很好的应用前景。 蓄电池功能技术，对于充电源主要是通过特殊的设计的线圈从高压母线感应出电流，整个过程中经过对电流的调整和稳压调节后，对蓄电池进行充电。对于蓄电池的主要来源就是高压侧电子电路的工作电能供给，这种技术结构不仅简单，还能够提高工作效率，但是在实际工作中应该重视一个问题就是对蓄电池不能进行反复的充电，这样就减少电池的使用寿命，并且更换电池也是一件费事的事情。 自励电源技术，主要的核心技术就是独立式光隔离电流互感器，线圈由高压母线产生的规律变化的磁场激励得到的交流店，从而实现自供电。这样技术应用可以促进互感器摆脱有源实现。实现“无源化”，缺点是如果母线电流不稳定，影响供电稳定性。 3电子式电流互感器的应用配置 3.1电子式电流互感器的选型配置 根据电子式互感器研发现状，配电网IIOKV等级设备中光电、线圈电子式互感器均有挂网运行；35KV及以下配电网设备中，基本采用线圈电子式互感器为主。以某地区某110KV数字化变电站为例，110KV主设备采用GIS组合电器，配置了光纤电子式电流互感器，每个间隔1组保护线圈、1组计量线圈：额定一次电流600A，测量额定二次输出为01CF，精度0.5级；保护额定二次输出为2D41，精度5P：10KV主设备采用CGIS组合电器，线路间隔均配置了模拟量输出的低功率电子式电流互感器，额定一次电流600A，测量额定二次输出电压为150mV，精度0.5级：保护额定二次输出电压为1V，精度5P。 3.2电子式电流互感器的安装 按照安装方式，电子式互感器可分为独立支撑型、GIS型、套管型及独立悬挂型。目前，一些地区配电网一次设备主要采用集约型、小型化设备，比如GIS、CGIS、开关柜等。电子式电流互感器由于绝缘结构简单，体积和重量都远小于传统的电流互感器，更适用于小型化的设备的安装。低功率电子式电流互感器在开关柜内安装较传统电流互感器更为紧凑，节省空间。GIS设备配置了光纤电子式电流互感器。

电流互感器结构及原理

一、电流互感器结构原理 1 普通电流互感器结构原理 电流互感器的结构较为简单，由相互绝缘的一次绕组、二次绕组、铁心以及构架、壳体、接线端子等组成。其工作原理与变压器基本相同，一次绕组的匝 数(N1)较少，直接串联于电源线路中，一次负荷电流()通过一次绕组时，产生 的交变磁通感应产生按比例减小的二次电流()；二次绕组的匝数(N 2 )较多，与仪表、继电器、变送器等电流线圈的二次负荷(Z)串联形成闭合回路，见图1。 图1 普通电流互感器结构原理图 由于一次绕组与二次绕组有相等的安培匝数，I 1N 1 =I 2 N 2 ，电流互感器额定电 流比：。电流互感器实际运行中负荷阻抗很小，二次绕组接近于短路状态，相当于一个短路运行的变压器。 2 穿心式电流互感器结构原理 穿心式电流互感器其本身结构不设一次绕组，载流(负荷电流)导线由L1至L2穿过由硅钢片擀卷制成的圆形(或其他形状)铁心起一次绕组作用。二次绕组直接均匀地缠绕在圆形铁心上，与仪表、继电器、变送器等电流线圈的二次负荷串联形成闭合回路，见图2。

图2 穿心式电流互感器结构原理图 由于穿心式电流互感器不设一次绕组，其变比根据一次绕组穿过互感器铁心中的匝数确定，穿心匝数越多，变比越小；反之，穿心匝数越少，变比越大，额 定电流比：。 式中I1——穿心一匝时一次额定电流； n——穿心匝数。 3 特殊型号电流互感器 3.1 多抽头电流互感器。这种型号的电流互感器，一次绕组不变，在绕制二次绕组时，增加几个抽头，以获得多个不同变比。它具有一个铁心和一个匝数固定的一次绕组，其二次绕组用绝缘铜线绕在套装于铁心上的绝缘筒上，将不同变比的二次绕组抽头引出，接在接线端子座上，每个抽头设置各自的接线端子，这样就形成了多个变比，见图3。 图3 多抽头电流互感器原理图

电流互感器使用注意事项

电流互感器使用注意事项 主要注意下面七个方面 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 一次侧电流I1全部成为磁化电流 引起φm和E2骤增 造成铁心过度饱和磁化 发热严重乃至烧毁线圈;同时 磁路过度饱和磁化后 使误差增大。电流互感器在正常工作时 二次侧近似于短路 若突然使其开路 则励磁电动势由数值很小的值骤变为很大的值 铁芯中的磁通呈现严重饱和的平顶波 因此二次侧绕组将在磁通过零时感应出很高的尖顶波 其值可达到数千甚至上万伏 危机工作人员的安全及仪表的绝缘性能。 另外 二次侧开路使E2达几百伏 一旦触及造成触电事故。因此 电流互感器二次侧都备有短路开关 防止一次侧开路。如图l中K0 在使用过程中 二次侧一旦开路应马上撤掉电路负载 然后 再停车处理。一切处理好后方可再用。 4)为了满足测量仪表、继电保护、断路器失灵判断和故障录波等

装置的需要 在发电机、变压器、出线、母线分段断路器、母联断路器、旁路断路器等回路中均设具有2 8个二次绕阻的电流互感器。对于大电流接地系统 一般按三相配置;对于小电流接地系统 依具体要求按二相或三相配置 5)对于保护用电流互感器的装设地点应按尽量消除主保护装置的不保护区来设置。例如 若有两组电流互感器 且位置允许时 应设在断路器两侧 使断路器处于交叉保护范围之中 6)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。 7)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。

电子式互感器分类、特点及应用现状分析

电子式互感器的现状与发展前景 随着电力传输容量的增加，运行电压等级越来越高，传统的电磁式电流，电压互感器暴露出如绝缘要求高，磁饱和、铁磁谐振、动态范围小、频带窄以及有油易燃、易爆炸等一系列缺点。基于光学和电子学原理的电子式电压、电流互感器(分别简称为EVT和ECT)经过30多年的发展以其独特的优点，成为最有发展前途的一种超高压条件下电压、电流的测量设备。 早期的电子式互感器一次侧和二次侧通过光纤来传输信号，也称为光电式互感器。2002年，IEC根据新型电子式电压、电流互感器的发展趋势，制定了关于EVT的IEC60044-7标准和ECT的IEC60044 -8标准，明确了电子式互感器的定义及相成的技术规范。 根据IEC60044-7标准，EVT采用电阻分压器.电容分压器或光学装置作为一次转换部件，利用光纤怍为一次转换器和二次转换器之间的传输系统，并装有电子器件作测量信号的传输和放大，具有模拟量电压输出或数字量输出。 根据IEC600448标准，ECT采用传统电流互感器(CT)、霍尔传感器、Rogowski线圈或光学装置作为一次转换部件，利用光纤作为一次转换器和二次转换器之间的传输系统，并装有电子器件作测量信号的传输和放大，具有模拟量电压输出或数字量输出。 电子式互感器的分类 几十年来，电子式互感器产品的种类已经被开发出很多，根据原理的不同，电子式互感器可分为无源式和有源式2类。所谓无源式电子互感器是指高压侧传感头部分不需要供电电源的电于式互感器，而有源式电子互感器是指传感头部分需要供电电源的电子式互感器。 无源式电子互感器的优点是在传感头部分不需要复杂的供电装置，整个系统的线性度比较好，缺点是传感头部分有复杂而不稳定的光学系统，容易受到多种环境因素的影响，影响了实用化的进程，虽然各国学者不断的提出新方法以提高测量准确度，备种方法都在实验室条件下取得了一定成果，但都不同程度地存在着通用性差，装置复杂等缺点，未能有效克服这个困难，其研究还有待进一步深入。 有源式电子式互感器的原理大都比较简单，已被广泛接受。无源式EVT主要利用传统的电阻分压器，电容分压器以及单个电容器测量电压值。在有源式ECT中，作为一次电流采样传感头的元件有传统的电磁式电流互感器、分流器和Rogowski线圈等。

1000A电流互感器的设计资料

沈阳化工大学 本科毕业论文 题目： 1000A测量级电流互感器的设计 院系：信息工程学院 专业：电气工程及其自动化 班级：电气0703 学生姓名：李宗霖 指导教师：肇巍 论文提交日期：2011年 6 月 25 日 论文答辩日期：2011年 6 月 28 日

毕业设计（论文）任务书 电气工程及自动化专业电气0703班学生：李宗霖

摘要 电流互感器是电力系统中最为关键的基础设备，起到测量和保护作用，是用来测量电路中电流大小的装置。当某一电路中的电流过大以至于不能通过仪器直接测量出来，这时在电路中电流互感器的另一侧会准确地产生成比例的小电流，这样就可以方便直接用仪器测量并记录。电流互感器同时可以隔绝待测电路中可能出现的高电压，以便保护测量仪器。 本次设计是根据对600A电流互感器的分析，进而设计1000A测量级的电流互感器。通过了解电流互感器的发展趋势，电磁场的基本知识，所需材料的相关参数，进行计算铁心截面积，绕线长度，平均磁路长，绕组阻抗，以及0.5准确级时对应的5%，20%，100%，120%倍额定电流及0.25倍额定电压，120%倍额定电流时所对应的磁场强度，铁损角及误差。通过计算出的比差值和相位差与误差限制表进行对比，得到所计算的误差处在误差限制之内。 通过对1000A测量级电流互感器的设计，达到对电流互感器的深入了解，对以后从事相关行业起到重要的帮助。 关键词：电流互感器；设计；测量

Abstract Current transformer is the key basic instrument in electrical power system. Current transformer is used for measurement and protection. It is a instrument used for measuring the current in a circuit. When current in a circuit is too high to directly apply to measuring instruments, a current transformer produces a reduced current accurately proportional to the current in the circuit, which can be conveniently connected to measuring and recording instruments. A current transformer also isolates the measuring instruments from what may be very high voltage in the monitored circuit. Current transformers are commonly used in metering and protective relays in the electrical power industry. This project is based on the analysis of a 600A current transformer, and then makes a design of a 1000A current transformer. Through the understanding of the development of current transformers and the basic knowledge of electromagnetic field to get the parameters of the material. And calculate responding current of 5%, 20%, 100%,120% when it at the accuracy of 0.5, and the magnetic power at 120% and the errors. Through the results of errors and comparing with the diagram we have already got . Through achieve above projects, to make the design of 1000A current transformer come true. The significance of the this design of current transformer is to get a more completed understanding of it, maybe of a help in the future. Keywords: current transformer; design; measure

电流互感器的设计

CT设计计算说明 I1n-----额定一次电流 I2n-----额定二次电流 A S----铁芯截面积;cm2 L C----平均磁路长;cm N K----控制匝数 N L----励磁匝数 r2-----二次绕组的电阻 L2*N2 r2=ρ55 ，Ω S2 式中ρ55-----导线在55℃时的电阻系数, Ω·mm2/m，铜导线ρ55=0.02 ; ρ75=0.0214 L2-------二次绕组导线总长, m ; N2-------二次绕组匝数; S2--------二次绕组的导线截面积, mm2 。 X2----二次绕组的漏电抗; X2选取 当I1n≤600A 时X2≈0.05～0.1Ω I1n≥600A 时X2≈0.1～0.2Ω Z2 ----二次绕组组抗Z2=√r22+ X22 U2 ----二次绕组组抗压降U2=I0×Z2; V U0 ----二次绕组端电U0=U2+E2JG; V E2JG----二次极限感应电势;V (IN)1n------额定一次安匝 (IN)2n------额定二次安匝 N1n---------一次绕组额定匝数 N2n---------二次绕组额定匝数 W2n---------额定二次负荷标称值 Z2n---------额定二次负荷; Z2n= W2n/ I2n2{例50(V A)/5(A)2=2} Z2min-------最小二次负荷; Z2min=1/4 Z2n R2n --------额定二次负荷有功分量; R2n=Z2n cosφ2=0.8Z2n,Ω R2min ------最小二次负荷有功分量; R2min=Z2min cosφ2=0.8Z2min,Ω X2n --------额定二次负荷的无功分量;X2n=Z2n cosφ2=0.6Z2n

穿心式电流互感器

穿心式电流互感器结构原理 注意：穿心匝数是以穿过空心的根数为准，而不是以外围的匝数计算，否则将误差1匝。 请教穿心式电流互感器在中间一次穿过的导线,在互感器模型中,算1匝线圈吗? 答：是1匝。 穿心式电流互感器其本身结构不设一次绕组，载流(负荷电流) 导线由L1至L2穿过由硅钢片擀卷制成的圆形(或其他形状)铁心起一次绕组作用。二次绕组直接均匀地缠绕在圆形铁心上，与仪表、继电器、变送器等电流线圈的二次负荷串联形成闭合回路，见图5－2。 图5－2 穿心式电流互感器结构原理图 来源:https://www.sodocs.net/doc/2718897595.html,

由于穿心式电流互感器不设一次绕组，其变比根据一次绕组穿过互感器铁心中的匝数确定，穿心匝数越多，变比越小；反之，穿心匝数越少，变比越大，额定电流比：I1/n。 式中I1——穿心一匝时一次额定电流； n——穿心匝数。 穿芯式电流互感器的正确使用 2007-09-19 来源：中国自动化网浏览：149 简介：穿芯式电流互感器是一种常见电工器件，因其接线简单，安装方便，广泛应用于计量、检测及保护线路中，但使用中稍不注意，就能引起极大误差而造成计量不准，保护失灵，发生电气事故，这与电流互感器安匝容量有关。 关键字：穿芯式电流互感器检测保护线路安匝容量 1 事故现象

河北临漳县电镀厂有三台电动机其型号规格为Y180M--422kW，配用LMZ1-0.5、100/5，300安匝电流互感器，电流表为0～100A。实际运行中发现电流值总是很小，约27A左右，用钳型电流表测一次侧实际工作电流为82A，两者明显不相符，三台电动机情况基本类似，我们对一台电动机更换了电流互感器、二次线路、电流表，情况依然。 2 事故分析 仔细分析，我们发现一个共同规律，一、二次侧检测、计量电流都是将近相差三倍，这才引起我们警觉，仔细查看互感器铭牌，才发现忽略一个重要问题：安匝容量，注明300安匝，故用于100/5线路中，就应该绕三次，而不应该是常规一匝穿芯。 3 事故处理 我们将一次线路互感器上绕了三圈，检测电流为81A，一次线路用钳型电流表测为82A，两者基本相符。这说明我们不应忽略这个问题。 穿芯式电流互感器是一种常见电工器件，因其接线简单，安装方便，广泛应用于计量、检测及保护线路中，但使用中稍不注意，就能引起极大误差而造成计量不准，保护失灵，发生电气事故，这与电流互感器安匝容量有关。所谓安匝容量，系指电流互感器一次侧单心穿线时最大额定电流值，也即额定电流与穿芯匝数积。

如何正确选择及使用电流互感器

浅谈如何正确选择及使用电流互感器 1.前言 近几年来，随着我国电力工业中城网及农网的改造，以及供电系统的自动化程度不断提高，电流互感器作为电力系统的一种重要电气设备，已被广泛地应用于继电保护、系统监测和电力系统分析之中。电流互感器作为一次系统和二次系统间联络元件，起着将一次系统的大电流变换成二次系统的小电流，用以分别向测量仪表、继电器的电流线圈供电，正确反映电气设备的正常运行参数和故障情况，使测量仪表和继电器等二次侧的设备与一次侧高压设备在电气方面隔离，以保证工作人员的安全。同时，使二次侧设备实现标准化、小型化，结构轻巧，价格便宜，便于屏内安装，便于采用低压小截面控制电缆，实现远距离测量和控制。当一次系统发生短路故障时，能够保护测量仪表和继电器等二次设备免受大电流的损害。下面就有关电流互感器的选择和使用作一浅薄探讨，以飨各位读者朋友。 2电流互感器的原理 互感器，一般W1≤W2，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L1、L2，副边符号为K1、K2。互感器的原边串接入主线路，被测电流为I1，原边匝数为W1，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W2。原副边电磁量及规定正方向由电工学规定。 由原理可知，当副边开路时，原边电流I1中只有用来建立主磁通Φm的磁化电流I0，当副边电流不等于零时，则产生一个去磁磁化力I2W1，它力图改变Φm，但U1一定时，Φm是基本不变的，即保持I0W1不变，因为I2的出现，必使原边电流Il增加，以抵消I2W2的去磁作用，从而保证I0W1不变，故有：I1W1=I0W1+(-I2W2) (1) 即I0=I1+W2I2/W1 (2) 在理想情况下，即忽略线圈的电阻，铁心损耗及漏磁通可得： I1W1＝－I2W2 有：Il／I2＝－W2／W1 3 电流互感器的选择 3．1 电流互感器选择与检验的原则 1)电流互感器额定电压不小于装设点线路额定电压； 2)根据一次负荷计算电流IC选择电流互感器变化； 3)根据二次回路的要求选择电流互感器的准确度并校验准确度； 4)校验动稳定度和热稳定度。 3．2 电流互感器变流比选择 电流互感器一次额定电流I1n和二次额定电流I2n之比，称为电流互感器的额定变流比，Ki＝I1n／I2n ≈N2／N1。 式中，N1和N2为电流互感器一次绕组和二次绕组的匝数。 电流互感器一次侧额定电流标准比(如20、30、40、50、75、100、150(A)、2Xa／C)等多种规格，二次侧额定电流通常为1A或5A。其中2Xa／C表示同一台产品有两种电流比，通过改变产品顶部储油柜外的连接片接线方式实现，当串联时，电流比为a／c，并联时电流比为2Xa／C。一般情况下，计量用电流互感器变流比的选择应使其一次额定电流I1n不小于线路中的负荷电流(即计算IC)。如线路中负荷计算电流为350A，则电流互感器的变流比应选择400／5。保护用的电流互感器为保证其准确度要求，可以将变比选得大一些。 表1 电流互感器准确级和误差限值 3．3 电流互感器准确度选择及校验 所谓准确度是指在规定的二次负荷范围内，一次电流为额定值时的最大误差。我国电流互感器的准确度和误差限值如表1所示，对于不同的测量仪表，应选用不同准确度的电流互感器。

基于空心线圈的电子式电流互感器设计大学论文

2013届毕业生毕业设计说明书 题目: 基于空心线圈的电子式电流互感器设计 学院名称：电气工程学院班级： xxx 学生姓名： xxx 学号： xxx 指导教师： xxx 教师职称： xxx

2013年05月15日

目次 引言 (1) 1 电子式电流互感器概述 (2) 1.1 电子式电流互感器的研究背景和意义 (2) 1.2 国内外研究现状 (3) 1.3 本课题研究的目的 (4) 2 系统方案设计 (5) 2.1 系统方案论证 (5) 2.2 课题方案设计 (5) 3 电子式电流互感器传感头介绍 (7) 3.1 Rogowski线圈的结构及其工作原理 (7) 3.2 计算Rogowski线圈的互感系数 (8) 3.3 Rogowski线圈两种工作状态 (9) 4 高压端电路和供电模块 (12) 4.1 积分电路 (12) 4.2 滤波电路 (14) 4.3 A/D转换电路 (15) 4.4 电源电路 (18) 4.5 光纤收发模块 (20) 5 低压端电路 (21) 总结 (22) 致谢 (23) 参考文献 (24) 附录： (26)

引言 随着电力系统的电压等级不断提高，对测量仪器的要求也越来越高，提高测量仪器的测量精度有利于电力系统安全和经济地运行。目前广泛使用的电流互感器是传统的电磁式电流互感器，但由于其本身存在缺点，人们不得不研究开发一种新型的互感器来代替它，在这个背景下，一种新型的电流互感器——电子式电流互感器随之兴起，它满足了目前电力系统中对电网电流的测量的要求，克服了传统的电磁式电流互感器的缺点，有广阔的发展空间。 本文设计的电子式电流互感器采用了Rogowski线圈、89C51单片机、MAX197 A/D转换芯片为主要部分。通过Rogowski线圈对电网中的电流进行采样，实时的分析和处理采样电流，将母线电流的实际状况显示出来，然后把信息反馈到控制室，如果电流出现异常，控制室向继电保护发出保护命令，保证电力系统的正常运行。

电子式电流互感器相关问题汇总

电子式电流互感器的定义 2000年，IEC根据基于光学和电子学原理的电流互感器(ECT)的发展趋势，制定了关于ECT的IEC60044-8标准，明确电子式电流互感器(Electronic Current Transformer: ECT)指采用传统电流互感器(CT),霍尔传感器、Rogowski线圈或光学装置作为一次转换部分，利用光纤作为一次转换器和一次转换器之间的传输系统，并且装有电子器件作测量信号的传输和放大，其输出可以是模拟量或数字量。由于其中某些类型要利用光学器件对电流传感且全部利用光纤传输信号，故电子式电流互感器亦称为光学电流互感器(Optical Current Transformer: OCT) 电磁互感器的优点在于性能比较稳定，适合长期运行.并且具有长期的运行经验。 电磁互感器的缺点： 磁式电流4.感器(Current Transformer: CT)己暴露出下述内在的致命弱点:1绝缘问题：传统电磁式电流互感器采用的空气绝缘，油纸绝缘，气体绝缘乃至串级绝缘都不能满足随电压等级日益增长而更为苛刻的运行条件，在超高压等级使用电磁式电流互感器会产生绝缘击穿的潜在危险;2误差问题：电磁式电流互感器的闭合铁芯由于电流的非周期分量作用而饱和，导磁率急剧降低，使误差在过渡过程中上升到不能允许的程度3铁磁谐振效应：由于电流互感器电感饱和作用引起的持续性、高幅值谐振过电压;4电磁式互感器含有铁芯，因此动态测量的范围小，频带窄面对暂态过程测量性能差；此外还有，输出端开路时导致高压危险; 体积重量均大，成本过高; 易产生干扰；不易与数字设备连接；因有绝缘油而导致易燃易爆炸等。已难以满足电力系统在线检测，高精度故障诊断，电力数字网发展需要 电子互感器的优点 1)数字化输出，简化了互感器与二次设备的接口，避免了信号在传输、储存 和处理中的附加误差，提高了系统可靠性。 2)信号光纤传输，抗电磁干扰性能好，在强电磁环境中保证信号的精确性 和可靠性。 3)无铁芯，不存在磁饱和、铁磁谐振现象，线性度好，绝缘简单，动态测量 范围大、频带宽、精度高。而且体积小、重量轻、低成本，减小了变电 站的面积，。 4)低压没有开路危险，没有因存在绝缘油而产生的易燃、易爆等危险 电子式电流互感器没有磁饱和、铁磁谐振等问题由于电磁式电流互感器使用了铁心，不可避免地存在磁饱和、铁磁共振和磁滞效应等问题，而电于式电流互感器采用的是磁光玻璃、光纤或电子线路。不存在这方面的问题。 电子式电流互感器绝缘结构简单，绝缘性能好。电磁式电流互感器的绝缘结构非常复杂，尤其是对于电压等级比较高的电流互感器来说，绝缘部分要消耗大量的电工材料，体积也非常庞大。而电子式电流互感器由于采用了光纤和比较轻便的绝缘子支往，其绝缘结构比较简单，绝缘性能也比较好、 (3)电子式电流互感器动态测量范围大，精度高。电网正常运行时，流过电流互感器的电流并不大，但短路电流一般很大，而且随着电网容量的增加，辣路故障时的电流越来越大。电磁式电流互感器f}I为存在磁饱和问题，难以实现大范围测量，不能同时满足高精度计量和继电保护的需要。电子式电流互感器有很宽的动态范围，测量额定电流的范围从几十安培至几千安培，过电流范围可达几万安墙。个电子式电流互感器可同时满足计量和继电保护的

电流互感器设计实例

电流互感器设计实例 作为磁性元件设计的最后一部分内容，我们将设计一个电流互感器。使用电流互感器可以减小测量变换器原边电流时的损耗。 电流互感器与一般的电压变压器的区别在什么地方呢？这个问题即使是资深的磁性元件设计人员也很难回答。基本的区别在于：变压器试图把电压从原边变换到副边，而电流互感器试图把电流从原边变换到副边。电流互感器的电压大小由负载决定。 我们通过一个实际的设计例子，可以更好地理解电流互感器的工作原理。 假设用电流互感器测量变换器的原边电流，原边10A电流对应1V电压。当然，我们可以用一个1V/ 10A=100m^的电阻来测量，但是电阻将造成的损耗为1V X1OA=1OW这么大的损耗对几乎所有的设计来说都是不能接受的。所以，要选用电流互感器，如图5-26所示。 囹昴用电流菽厠互感跻碱小期耗 当然，为了减少绕组电阻，我们把原边的匝数取为1匝，同时为了使电流降到一个比较低的水平，畐I」边匝数应该比较多。如果副边匝数为N,由欧姆定律可得（10 /N）R=1V 在电阻中消耗的功率为P=（1V）2/R。我们假设消耗的功率为50mW也就是说，我们可以使用100mW规格的电阻），这就要求R不得小于20Q，如果采用20Q的电阻，由欧姆定律可得副边匝数N=200 现在我们来看磁芯，假设二极管是普通的一般的二极管，通态电压大约为1V,电流 为10A/200=50mA互感器输出电压为1V,加上二极管的通态电压1V,总电压大约2V。2 50kHz 频率工作时，磁芯上的磁感应强度不会超过 c （2Vx4ps}10B 4 ~ 200 匝XA -人 由于原边流过电流的时间不可能超过开关周期（否则，磁芯无法复位）。因此A可以很小，而B也不会很大。这个例子里磁芯的尺寸不能通过损耗要求或磁通饱和要求来确定，更大的可能是由原副边之间的隔离电压来确定。如果隔离电压没有要求，磁芯的大小一般由2 00匝的绕组所占体积来确定。你可以用40号的导线流过500mA勺峰值电流，但是这种导线实在太细，一般的变压器厂家不会为你绕制。 实用提示除非一定要用，一般情况下不要使用规格小于36号线的导线。 现在我们来分析为什么不能用电压变压器来替代电流互感器？已经知道副边电压只有2V,因此原边电压为2V/200=100mV如果输入直流电压为48V,那么电流互感器原边10 mV电压对48V电压来说是微不足道的一一那样你可以在副边得到50mA的电流，而对原边几乎没有什么影响。假设另一种情况（不现实的），原边的输入直流电压只有5mV那么互感器的原边不可能有10mV的电压，同时由于原边阻抗（如反射副边阻抗）也比较大，决定了副边根本不可能产生50mA的电流。即使整个5mV t压全部加在原边，畐寸边也只能产生 200X 5mV=1V勺电压：不能在转换电阻上产生足够的电压。因此，电压变压器只能用作变压器，不能用来检测电流。

开口式电流互感器

开口式电流互感器 开口式电流互感器主要应用于配电系统改造项目，安装方便，无须拆一次母线，亦可带电操作，不影响客户正常用电，为用户改造项目节省人力、物力、财力，提高效率。该系列电流互感器可与继电器保护、测量以及计量装置配套使用。 下面以江苏安科瑞电气股份公司AKH-0.66K系列开口式电流互感器为例，介绍开口式电流互感器的功能和技术参数。 江苏安科瑞AKH-0.66K AKH-0.66系列电流互感器外壳采用阻燃、耐温140℃的进口聚碳酸酯注塑成形，铁芯采用取向冷轧硅钢带卷绕而成，二次导线采用高强度电磁漆包线，产品结构新颖，造型美观，安装方便，体积小，质量轻，准确度高，容量大。 符合标准 ●产品符合国标GB1208-2006。 技术指标 ●开口式CT一次电流100-6300A，二次电流5A，1A ●额定工作电压AC0.66kV（等效AC0.69kV，GB/T156-2007） ●额定频率50-60Hz ●环境温度-30℃~70℃，最高耐温120℃ ●海拔高度≤3000m ●工频耐压3000V/1min 50Hz ●用于没有雨雪直接侵袭，无严重污染及剧烈震动的场所 选型说明 ●根据一次电流及母线截面等参数选择对应的规格产品。一次导线穿越互感

器窗孔。打开翻盖，通过压线片进行二次接线，二次接线引出后翻盖复位。 计量电能可直接利用翻盖小孔加封铅印，以防窃电。 ●工作电流长期不超过1.1倍额定值，允许在1.2倍额定值时短时使用，时 间不超过1h； ●根据被测电流大小，选定额定电流比，一般选用比被测电流大2/3左右的 额定电流； ●产品极性表示为：一次接线标志P1、P2，相应二次接线标志S1、S2；S1 表示P1的同名端，S2表示P2的同名端； ●测量仪表接于S1、S2端上，此时所接回路的总负荷不应超过互感器的额 定负荷，当安装仪表位置与电流互感器相距甚远或回路负载较大时，应优先选用二次电流为1A的规格； ●注意根据母排的规格和根数，选用相匹配窗口大小的互感器。

10KV电流互感器应用

10KV电流互感器应用 摘要：随着大容量和高电压电力系统的发展，广泛用于电力系统中，起到测量和保护作用的电流互感器，开始变得越发重要。在电气工程中电流互感器是用来测量电路中电流大小的装置。电流互感器与电压互感器也称为仪器用变压器。当某一电路中的电流过大以至于不能通过仪器直接测量出来，这时在电路中电流互感器的另一侧会准确的产生成比例的小电流，这样就可以方便直接用仪器测量并记录。电流互感器同时可以隔绝待测电路中可能出现的高电压，以便保护测量仪器。在电力行业中，电流互感器广泛用在测量和保护延迟中。 一：原理 电流互感器原理是依据电磁感应原理的。电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。它的一次侧绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中，因此它经常有线路的全部电流流过，二次侧绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的二次侧回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路。电流互感器是把一次侧大电流转换成二次侧小电流来使用，二次侧不可开路。 二：作用 电流互感器的作用是可以把数值较大的一次电流通过一定的变 比转换为数值较小的二次电流，用来进行保护、测量等用途。如变比为400/5的电流互感器，可以把实际为400A的电流转变为5A的电流。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，一次侧电流I1全部成为磁化电流，引起φm和E2骤增，造成铁心过度饱和磁化，发热严重乃至烧毁线圈；同时，磁路过度饱和磁化后，使误差增大。电流互感器在正常工作时，二次侧近似于短路，若突然使其开路，则励磁电动势由数值很小的值骤变为很大的值，铁芯中的磁通呈现严重饱和的平顶波，因此二次侧绕组将在磁通过零时感应出很高的尖顶波，其值可达到数千甚至上万伏，危及工作人员的安全及仪表的绝缘性能。 另外，一次侧开路使二次侧电压达几百伏，一旦触及将造成触电事故。因此，电流互感器二次侧都备有短路开关，防止一次侧开路。在使用过程中，二次侧一旦开路应马上撤掉电路负载，然后，再停车处理。一切处理好后方可再用。 4）为了满足测量仪表、继电保护、断路器失灵判断和故障滤波等装置的需要，在发电机、变压器、出线、母线分段断路器、母线断路器、旁路断路器等回路中均设2～8个二次绕阻的电流互感器。对于大电流接地系统，一般按三相配置；对于小电流接地系统，依具体要求按二相或三相配置. 5）对于保护用电流互感器的装设地点应按尽量消除主保护装置的不保护区来设置。例如：若有两组电流互感器，且位置允许时，应设在断路器两侧，使断路器处于交叉保护范围之中. 6）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. 7）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。