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電流互感器原理是依據電磁感應原理的。電流互感器是由閉合的鐵心和繞組組成。它的一次繞組匝數很少,串在需要測量的電流的線路中,因此它經常有線路的全部電流流過,二次繞組匝數比較多,串接在測量儀表和保護回路中,電流互感器在工作時,它的2次回路始終是閉合的,因此測量儀表和保護回路串聯線圈的阻抗很小,電流互感器的工作狀態接近短路。電流互感器是把一次大電流轉換成二次小電流來使用,二次不可開路。
1電流互感器選擇與檢驗的原則
(1)電流互感器額定電壓不小于裝設點線路額定電壓
(2)根據一次負荷計算電流IC選擇電流互感器變化;
(3)根據二次回路的要求選擇電流互感器的準確度并校驗準確度;
(4)校驗動穩定度和熱穩定度。
2電流互感器變流比選擇
電流互感器一次額定電流I1n和二次額定電流I2n之比,稱為電流互感器的額定變流比,Ki=I1n/I2n≈N2/N1。式中,N1和N2為電流互感器一次繞組和二次繞組的匝數。
電流互感器一次側額定電流標準比(如20、30、40、50、75、100、150(A)、2Xa/C)等多種規格,二次側額定電流通常為1A或。其中2Xa/C表示同一臺產品有兩種電流比,通過改變產品頂部儲油柜外的連接片接線方式實現,當串聯時,電流比為a/c,并聯時電流比為2Xa/C。一般情況下,計量用電流互感器變流比的選擇應使其一次額定電流I1n不小于線路中的負荷電流(即計算IC)。如線路中負荷計算電流為350A,則電流互感器的變流比應選擇400/5。保護用的電流互感器為保證其準確度要求,可以將變比選得大一些。
3電流互感器準確度選擇及校驗
所謂準確度是指在規定的二次負荷范圍內,一次電流為額定值時的大誤差。中國電流互感器的準確度和誤差限值如表1所示,對于不同的測量儀表,應選用不同準確度的電流互感器。
準確度選擇的原則:計費計量用的電流互感器其準度為0.2~0.5級;用于監視各進出線回路中負荷電流大小的電流表應選用1.0-3.0級電流互感器。為了保證準確度誤差不超過規定值,一般還校驗電流互感器二次負荷(伏安),互感器二次負荷S2不大于額定負荷S2n,所選準確度才能得到保證。準確度校驗公式:S2≤S2n。二次回路的負荷l:取決于二次回路的阻抗Z2的值,則:S2=I2n2︱Z2︱≈I2n2(∑︱Zi︱+RWl+RXC)或S2V1≈∑Si+I2n2(RWl+RXC)式中,Si、Zi為二次回路中的儀表、繼電器線圈的額定負荷和阻抗,RXC為二次回路中所有接頭、觸點的接觸電阻,一般取0.1Ω,RWL為二次回路導線電阻,計算公式化為:RWL=LC/(r×S)。式中,r為導線的導電率,銅線r=53m/(Ωmm2),鋁線r=32m(Ωmm2),S為導線截面積(mm2),LC為導線的計算長度(m)。設互感器到儀表單向長度為L1,則:L1互感器為星形接LC=L1兩相V形接線2L1一相式接線
繼電保護用的電流互感器的準確度常用的有5P和l0P。保護級的準確度是以額定準確限值一次電流下的大復合誤差ε%來標稱的(如5P對應的ε%=5%)。所謂額定準確限值一次電流即一次電流為額定一次電流的倍數(n=I1/I1n),也稱為額定準確限值系數。即要求保護用的電流互感器在可能出現的范圍內,其大復合誤差不超過ε%值。
電流互感器ε%誤差曲線校驗步驟:
(1)按照保護裝置類型計算流過電流互感器的一次電流倍數;
(2)根據電流互感器的型號、變比和一次電流倍數,在10%誤差曲線上確定電流互感器的允許二次負荷;
(3)按照對電流互感器二次負荷嚴重的短路類型,計算電流互感器的實際二次負荷;
(4)比較實際二次負荷與允許二次負荷。如實際二次負荷小于允許二次負荷,表示電流互感器的誤差不超過10%誤差:1)增大連接導線截面或縮短連接導線長度,以減小實際二次負荷;2)選擇比較大的電流互感器,減小一次電流倍數,增大允許二次負荷;3)將電流互感器的二次繞組串聯起來,使允許二次負荷增大一倍。
4電流互感器動穩定度和熱穩定度校驗
廠家的產品技術參數中都給出了動穩定倍數Kes和熱穩定倍數Kt,因此按下列公式分別校驗動穩定和熱定度即可。
(1)動穩定度校驗Kes×I1N≥iSh;
(2)熱穩定度校驗(KtI1n)2t≥I(3)∞tima式中,t為熱穩定電流時間。
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