電流互感器具有在電力系統的電能計量、 繼電保護、 自動控制等裝置中将大電流變 換成小電流的功能, 其工作的可靠性對整個電力系統的安全運作具有非常重要的意義。
電壓等級、 絕緣水準、 測量保護要求越高的電流互感器, 其結構相應的也越複雜。 本次主要介紹 110kV 電壓等級以上系統中目前常用的倒立式電流互感器和正立式電流互感器。
一、 電流互感器的基本原理
電流互感器與變壓器相似, 是依據電磁感應原理将一次側大電流轉換成二次側小 電流為電能計量、 繼電保護、 自動控制等裝置提供信号的電力裝置, 起到保護及監視 一次裝置的作用。
電流互感器接被測電流的繞組 (匝數為 N1 ), 稱為一次繞組 (或原邊繞組、 初級繞組); 接測量儀表的繞組 (匝數為 N2 ) 稱為二次繞組 (或副邊繞組、次級繞組)。電流互感器一次繞組電流 I1與二次繞組 I2的電流比為實際電流比 K。 電流互感器在額定電流下工作時的電流比為電流互感器額定電流比, 用 Kn 表示,
Kn = I1n /I2n = N2 / N1
如圖 3 - 1 所示。 電流互感器正常工作時, 二次側處于近似短路狀态, 輸出電壓很低, 當二次側開路時, 會産生數千伏甚至上萬伏的高電壓, 危及人身和裝置安全, 是以運作中電流互感器嚴禁二次側開路。
二、 電流互感器的分類
- 按用途不同分: 測量用電流互感器 (或電流互感器的測量繞組)、 保護用電流 互感器 (或電流互感器的保護繞組):
- 按絕緣媒體分: 幹式電流互感器、 澆注式電流互感器、 油紙絕緣電流互感器、 氣體絕緣電流互感器。
- 按工作原理分: 電磁式電流互感器、 光電式電流互感器。
- 按二次繞組所在位置分: 正立式電流互感器、 倒立式電流互感器。
三、 電流互感器的基本結構
倒立式電流互感器的二次繞組置于互感器上部, 二次繞組外部有足夠的絕緣使之 與高壓電位的一次繞組相隔離, 主要由金屬膨脹器、 膨脹器罩、 一次繞組、 二次繞組和鐵芯、 瓷套、 油腔、 二次接線盒等組成, 其内部結構如圖 3 - 2 所示。
正立式電流互感器的二次繞組裝在互感器下部, 具有高電位的一次繞組引到互感 器下部, 并對二次繞組和其他地電位的零部件有足夠的絕緣, 主要由波紋膨脹器、 膨脹器外殼、 一次繞組、 外絕緣瓷套、 U 型電容絕緣、 油箱、 絕緣油、 二次繞組、 鐵芯、底座等組成, 其内部結構如圖 3 - 3 所示。