電流互感器(Current Transformer,簡稱CT)是電力系統中不可或缺的測量和保護裝置,主要用于將大電流按比例轉換為標準的小電流,以便于測量儀表、繼電保護裝置等設備安全可靠地工作。
一、電流互感器的工作原理
電流互感器基于電磁感應原理工作。當一次側(初級)通過被測大電流時,在鐵芯中產生交變磁通,進而在二次側(次級)感應出比例減小電流。理想情況下,一次電流與二次電流的比值稱為變比,通常二次額定電流標準化為5A或1A。
二、電流互感器的主要分類
- 按用途分類:測量用互感器和保護用互感器
- 測量用互感器要求在一定負載范圍內精度高,但在過流時飽和以保護儀表
- 保護用互感器在故障電流下仍能保持一定線性度,確保保護裝置可靠動作
- 按結構分類:
- 繞線式電流互感器
- 母線式電流互感器
- 套管式電流互感器
- 開口式電流互感器
- 按絕緣介質分類:油浸式、環氧樹脂澆注式、SF6氣體絕緣式等
三、電流互感器的重要參數
- 額定一次電流:互感器設計所依據的一次電流值
- 額定二次電流:標準的5A或1A
- 準確級:表示互感器的精度等級
- 額定負荷:保證精度條件下二次側所能連接的負載
- 飽和電壓:互感器開始飽和時的電壓值
四、電流互感器的典型應用
- 電能計量:與電能表配合實現用電量測量
- 繼電保護:為過流、差動等保護裝置提供電流信號
- 系統監控:為監控系統提供電流測量數據
- 故障錄波:記錄故障時的電流波形
五、選型與使用注意事項
- 根據額定電流、準確級等參數選擇合適的互感器
- 二次側必須可靠接地,防止高壓竄入低壓側
- 運行中二次側不得開路,否則會產生危險高壓
- 注意安裝位置與相序對應關系
隨著智能電網的發展,電子式電流互感器逐漸興起,采用羅氏線圈、光學原理等新技術,具有頻率響應寬、無磁飽和等優點,代表了未來發展方向。
對于電子發燒友而言,理解電流互感器的原理和應用,對于電力監控、能源管理系統等項目的開發具有重要意義。在實際應用中,還需結合具體需求考慮頻率特性、相位誤差等技術指標,確保系統安全穩定運行。