电流互感器:定义，原理，等效电路，误差和类型

定义

电流互感器是一种仪表互感器，与测量或保护装置一起使用，其中二次电流与一次电流成比例(在正常操作条件下)，并且与一次电流有一个近似为零的角度。

功能

电流互感器有以下功能:

• 电流互感器为保护继电器提供的电流大小与电源电路的电流大小成正比，但电流大小有足够的减小。
• 测量设备不能直接连接到高量值电源。因此，电流互感器用于为这些设备提供与功率大小成正比的电流。
• 电流互感器还将测量仪器与高压电路隔离开来。

电流互感器

原则

电流互感器的基本原理与电力互感器相同。和电力变压器一样，电流互感器也包含一次绕组和二次绕组。只要有交流电流过一次绕组，就会产生交变磁通，从而在二次绕组中产生交流电。在电流互感器的情况下，负载阻抗或“负担”是非常小的。因此，电流互感器在短路条件下工作。此外，二次绕组中的电流不取决于负载阻抗，而是取决于一次绕组中的电流。

电流互感器基本上由一个铁芯组成，铁芯上绕着一次绕组和二次绕组。变压器的一次绕组与负载串联，携带流向负载的实际电流，而二次绕组连接到测量装置或继电器。次级匝数与流过初级匝的电流成正比;也就是说，流过一次线圈的电流越大，二次线圈的匝数就越多。

一次电流与二次电流的比值称为电流互感器的电流转换比。通常，电流互感器的电流转换比较高。一般情况下，次级等级是5a, 1a, 0.1 A，而初级等级从10a到3000a或更多。

CT处理的功率要小得多。额定负荷可以定义为电流互感器二次侧的电流和电压的乘积。它的测量单位是伏安(VA)。

电流在一次电流中流动时，电流互感器的二次电流不应与其额定负载断开。由于一次电流与二次电流无关，当二次电流打开时，整个一次电流都作为磁化电流。这导致岩心深度饱和，无法恢复正常状态，因此CT不再可用。

类型:条形、伤口和窗口

类型

根据电流互感器所起的作用，可分为以下几类:

1. 测量电流互感器。这些电流互感器与测量设备一起用于测量电流、能量和功率。
2. 保护电流互感器。这些电流互感器与保护设备一起使用，如跳闸线圈，继电器等。

根据功能构造，还可以分为以下几类:

1. 酒吧的类型。这种类型包括一个合适的尺寸和材料的棒，形成变压器的一个组成部分。
2. 伤口的类型。这种类型有一个主绕组超过一个完整的绕芯。
3. 窗口类型。这种类型没有初级绕组。电流互感器的二次绕组绕在电流流动导体周围。电流流过导体所产生的磁场在二次绕组中感应出电流，用于测量。

错误

理想的电流互感器可以定义为这样一种电流互感器，在这种互感器中，任何初级条件都以精确的比例和相位关系再现于二次电路中。理想电流互感器的相量图如图1所示。

对于理想的变压器:

我_pT_p=我_年代T_年代

我_p/我_年代= T_年代/ T_p

因此，一次绕组电流与二次绕组电流之比等于匝数比。一次和二次绕组电流正好是180⁰在阶段。

在实际变压器中，绕组有电阻和电抗，变压器有电流的充磁和损耗分量来维持磁通(见图2)。因此，在实际变压器中，电流的比值不等于匝数比，一次电流与反射回一次侧的二次电流之间存在相位差;因此，我们有比率误差和相角误差。

K_n匝数比

=二次绕组匝数/一次绕组匝数，

r_年代, x_年代=二次绕组的电阻和电抗，

r_p, x_p=一次绕组的电阻和电抗，

E_pE_年代=一次感应电压，二次感应电压，

T_pT_年代=一次绕组匝数，二次绕组匝数，

我_p,我_年代=一次绕组电流，二次绕组电流，

θ =变压器相位角

Φ_米=变压器工作磁通

δ =二次感应电压与二次电流夹角，

我_o=激流，

我_米=励磁电流磁化分量

我_l=激励电流损耗分量，

α = I之间的夹角_o和Φ_米

实际变换比

R = I_p/我_年代

= K_n+(我_lcos δ + I_米sin δ)/ K_n我_年代

相位角θ = 180/ π (I_lcos δ + I_米sin δ)/ K_n我_年代

比率误差= (K_n我_年代——我_p) /我_px 100%

= (K_n- R) / R x 100%

二次电流额定

额定二次电流为5A。在某些情况下，如果次级电流匝数较低，且不能通过增加或减少一个匝来在要求的限度内调整比率，如果次级连接引线的长度过大，则次级电流负荷过大，也可以使用次级电流额定值2A和1A。

用较低的次级电流额定值制造变压器的缺点是，如果它们不小心处于开路状态，它们会产生更高的电压。因此，在中学最好采用5a评级。

将补偿

电流互感器采用匝数补偿，以减小比误差。如果次级的相位角为零;

R = k_n+我_l/我_年代

二次匝数的减少将使实际转换比b按相等的百分比减少。通常，最佳的二次转弯数是比K的次数少一两次_n等于变压器的标称电流比。

电流互感器术语

额定变换比。比率变换比定义为额定一次电流与额定二次电流之比。

电流误差(比率误差)。二次电流大小的百分比误差由以下公式定义:

比率误差= (K_n我_年代——我_p) /我_px 100%

我_p,我_年代=一次绕组电流，二次绕组电流，

K_n匝数比

精度等级。精度等级告诉你电流互感器有多精确。精度等级为0.2、0.5、1、3或5。例如，如果电流互感器的精度等级为1，则在额定一次值处比值误差为±1%。

相位移。初级电流相量和次级电流相量之间的相位差，相量的方向被选为完美变压器的角度为零。

额定二次电流。额定二次电流应为5a。次级电流额定值为2和1a在某些情况下也可以使用。

额定的负担。电流互感器二次侧的电流和电压的乘积称为额定负荷。它的测量单位是伏安(VA)。

表1:额定一次电流

温度上升

电流互感器在额定一次电流、额定频率和额定负荷下，绕组的温升不应超过表2给出的近似值。

表2:绕组温升限值

据作者所知，这些内容是准确和真实的，并不意味着要取代来自合格专业人士的正式和个性化的建议。

评论

羞愧2020年6月3日:

CT有什么特点?

Manthan kolte2020年3月19日:

请给出变压器原理、结构和工作原理

真正的工程师2019年10月24日:

温度类的值都是错误的。

a级绝缘材料可承受高达105°C的温度。

karabi das2019年7月24日:

请讨论3P3L和3P5L PT

Nagaraj Hombali2019年6月4日:

这篇文章信息量很大。谢谢你。

法比奥2019年4月16日:

谢谢你的课，你能给我一些关于这个问题的参考书吗?提前谢谢!

Priya2019年4月3日:

如何计算负担??

Shyam2018年12月21日:

非常好的一课

圣人2018年10月30日:

@osbert Joel c

CT怎么可能在135度的环境温度下工作?

它直接安装在母线上，可以测量大电流。

如果CT工作在这样的环境温度，那么什么是最大。在设计阶段，电流互感器的温度应允许。

赛义德2018年10月7日:

CT的选择呢?

KSR普拉萨德2018年7月31日:

邦尼先生，当电流互感器的次级电流匝开启时，次级电流匝与初级电流匝之间不会有相反的电流匝。这在核心中产生非常高的磁通，并导致在次级端子上产生高电压。这对绝缘和操作人员都有危险。负载的额定电压与此无关。事实上，在二次端连接的仪表发生任何维护或临时停机的情况下，横跨二次端端子的简单保险丝就足以代替负担来解决上述现象。

漂亮的2018年7月10日:

当ct次级电路开路时，会有高电压，当我们将负载连接到次级电路时，是否意味着负载具有高电压额定值?对应ct次级的开路电压是多少?

Jagadeesh这位2017年12月24日:

你能简单解释一下ct吗

shivdeimittal@gmail.com2017年8月23日:

ct的解释很好。

费赞·阿里·阿万2017年8月18日:

哦，亲爱的

奥斯伯特·乔尔C(作者)2017年5月21日来自金奈:

请检查CT额定值，并在控制器中输入初级电流。

亚伯2017年5月20日:

我只是在开关板上换了一个功率因数调节器。

我要输入电流互感器的主值。

范围在5 - 10000之间。

这是什么意思…

请建议。

谢谢。

奥斯伯特·乔尔C(作者)2017年5月19日来自金奈:

请告诉我初级电流。

Anudeep2017年3月15日:

我想知道一个500.5A, 5p15级，30VA CT当12 KA故障电流流过它时会发生什么?

次级总负荷连同CT电阻为1.25欧姆。

如何用Burden计算误差?

ravindra napit2017年1月26日:

很好

沙特阿拉姆2016年3月13日:

谢谢先生

chintan vyas以及2015年12月7日:

好……所有的信息都切中要害。

我建议你用逐点的方法来解释。

谢谢，先生

wkaar2015年10月6日:

电流互感器的数学方程?

jitender chauhan2015年9月18日:

到点内容包括在内。不错的

sijil rajan2015年9月10日:

感谢您提供这个网站

abilash2015年8月13日:

很好的回答，说明点聪明是很好的学习。

trilok sinha2015年7月6日:

感谢您在这个网站的知识

的孩子叫库马尔2015年3月19日:

谢谢你，先生

奥斯伯特·乔尔C(作者)2015年2月12日来自金奈:

你是说高温变压器吗?

这些是专为计量在高环境温度

环境(135ºC)。这些变压器可以直接安装在通电母线上。

拉毛2015年2月12日:

温度是多少?

Mohit yadav2014年12月14日:

回答得好，但我建议重点写在要点上。谢谢，先生

奥斯伯特·乔尔C(作者)2014年1月9日来自金奈:

谢谢你，rabindra sahoo

rabindra sahoo2014年1月9日:

好的答案