電流互感器數(shù)比及案例

電流互感器產(chǎn)生的輸出與流過初級繞組的電流成比例，這是由于初級電壓上的恒定電位

電流互感器（CT），是一種“儀表變壓器”，設(shè)計用于在其次級繞組中產(chǎn)生交流電流，該交流電流與其初級繞組中測量的電流成比例。 電流互感器將高壓電流降低到更低的值，并提供一種使用標(biāo)準(zhǔn)電流表安全監(jiān)控AC傳輸線中流動的實際電流的便捷方式。基本電流互感器的工作原理與普通電壓互感器略有不同。

典型電流互感器

與之前看到的電壓或電源變壓器不同，電流互感器僅包含一個或幾個匝數(shù)作為其初級繞組。該初級繞組可以是單個扁平繞組，纏繞在磁芯上的重型繞線圈，也可以是通過中心孔放置的導(dǎo)體或匯流條，如圖所示。

由于這種類型的布置，電流互感器通常也被稱為“串聯(lián)變壓器”，因為初級繞組從不超過很少的匝數(shù)，與供電負(fù)載的載流導(dǎo)體串聯(lián)。

次級然而，繞組可能有大量的線圈匝纏繞在低損耗磁性材料的疊片鐵芯上。該磁芯具有較大的橫截面積，因此使用小得多的橫截面積導(dǎo)線產(chǎn)生的磁通密度較低，這取決于在試圖輸出恒定電流時必須降低多少電流，而與連接無關(guān)。負(fù)載。

次級繞組將以電流表的形式向短路或電阻負(fù)載提供電流，直到次級繞組中感應(yīng)的電壓大到足以使磁芯飽和或?qū)е逻^電壓擊穿失敗。

與電壓互感器不同，電流互感器的初級電流不依賴于次級負(fù)載電流，而是由外部負(fù)載控制。對于較大的初級電流額定值，次級電流通常額定為標(biāo)準(zhǔn)1安培或5安培。

有三種基本類型的電流互感器：傷口，環(huán)形和bar。

繞組電流互感器 - 變壓器初級繞組與導(dǎo)體串聯(lián)連接，導(dǎo)體承載在電路中流動的測量電流。次級電流的大小取決于變壓器的匝數(shù)比。

環(huán)形電流互感器 - 這些不包含初級繞組。相反，承載在網(wǎng)絡(luò)中流動的電流的線穿過環(huán)形變壓器中的窗口或孔。一些電流互感器有一個“分裂鐵芯”，可以打開，安裝和關(guān)閉，而無需斷開它們所連接的電路。

棒式電流互感器 - 這電流互感器的類型使用主電路的實際電纜或母線作為初級繞組，相當(dāng)于單匝。它們與系統(tǒng)的高工作電壓完全絕緣，通常用螺栓固定在載流裝置上。

電流互感器可降低或“降壓”電流水平從數(shù)千安培下降到已知比率的標(biāo)準(zhǔn)輸出，正常運行時為5安培或1安培。因此，小型且精確的儀器和控制設(shè)備可以與CT一起使用，因為它們與任何高壓電力線絕緣。電流互感器有各種計量應(yīng)用和用途，例如瓦特表，功率因數(shù)表，電能表，保護繼電器，或磁路斷路器或MCB的跳閘線圈。

電流互感器

通常，電流互感器和電流表一起用作匹配對，其中電流互感器的設(shè)計是例如，提供對應(yīng)于電流表上的滿量程偏轉(zhuǎn)的最大二次電流。在大多數(shù)電流互感器中，初級和次級繞組中的兩個電流之間存在近似的反向匝數(shù)比。這就是為什么CT的校準(zhǔn)通常用于特定類型的電流表。

大多數(shù)電流互感器的標(biāo)準(zhǔn)二級額定值為5安培，初級和次級電流表示為比例如100 / 5。這意味著初級電流比次級電流大20倍，因此當(dāng)100安培流入初級導(dǎo)體時，它將導(dǎo)致5安培流入次級繞組。比如500/5的電流互感器，在初級導(dǎo)體中將產(chǎn)生5安培的500安培，大于100倍。

通過增加次級繞組的數(shù)量，Ns，二次電流可以是比測量的初級電路中的電流小得多，因為當(dāng)Ns增加時，Is下降了一定比例的量。換句話說，初級和次級繞組中的匝數(shù)和電流以反比例相關(guān)。

電流互感器與任何其他變壓器一樣，必須滿足安匝方程式，我們從雙繞組電壓互感器教程中知道這個匝數(shù)比等于：

我們得到：

當(dāng)前比率將設(shè)定匝數(shù)比和主要通常由一個或兩個匝組成，而次要匝數(shù)可以有幾百匝，初級和次級之間的比例可能非常大。例如，假設(shè)初級繞組的額定電流為100A。次級繞組的標(biāo)準(zhǔn)額定值為5A。然后，初級和次級電流之間的比率為100A至5A，或20：1。換句話說，初級電流比次級電流大20倍。

但應(yīng)注意，額定電流為100/5的電流互感器與額定電流為20/1的電流互感器不同。細分為100/5。這是因為100/5的比率表示“輸入/輸出電流額定值”而不表示初級電流與次級電流的實際比率。另請注意，初級繞組和次級繞組中的匝數(shù)和電流是相反的比例。

但是，通過修改初級繞組匝數(shù)比可以實現(xiàn)電流互感器匝數(shù)比的相對較大的變化。 CT的窗口，其中一個主要轉(zhuǎn)彎等于一次通過并且多次通過窗口導(dǎo)致電氣比率被修改。

因此，例如，具有300 / 5A關(guān)系的電流互感器如圖所示，通過使主要主導(dǎo)體穿過其內(nèi)部窗口兩到三次，可以將其轉(zhuǎn)換為150 / 5A或甚至100 / 5A中的另一個。這允許更高值的電流互感器在較小的初級電流線上使用時為電流表提供最大輸出電流。

電流互感器初級匝數(shù)比

電流互感器示例No1

條形電流互感器，其初級繞組為1匝，次級繞組為160匝，用于標(biāo)準(zhǔn)范圍的電流表，內(nèi)阻為0.2Ω。當(dāng)初級電流為800安培時，電流表需要提供滿量程偏轉(zhuǎn)。計算電流表上的最大次級電流和次級電壓。

次級電流：

電流表電壓：

我們可以看到，由于電流互感器的次級連接電流表，它有一個非常小的在整個初級電流下，次級繞組兩端的電壓降僅為1.0伏。

然而，如果電流表被移除，則次級繞組有效地變?yōu)殚_路，因此變壓器用作升壓變壓器。這部分是由于二次磁芯中磁化磁通量的非常大的增加，因為次級漏電抗會影響次級感應(yīng)電壓，因為次級繞組中沒有相反的電流來防止這種情況。

結(jié)果在次級繞組中感應(yīng)的非常高的電壓等于：在次級繞組上產(chǎn)生的Vp（Ns / Np）。因此，例如，假設(shè)我們上面的電流互感器用于480伏地對三相電力線。因此：

這種高電壓是因為初級和次級繞組的每匝電壓比幾乎是恒定的并且當(dāng)Vs = Ns * Vp時，Ns和Vp的值是高值，因此Vs非常高。

因此，電流互感器不應(yīng)保持開路或在無負(fù)載情況下運行當(dāng)主要初級電流流過它時，就像變壓器不應(yīng)該短路一樣。如果要拆除電流表（或負(fù)載），應(yīng)首先在次級端子之間進行短路，以消除電擊風(fēng)險。

這種高電壓是因為次級開路時變壓器的鐵芯工作在高飽和度，沒有任何阻止它，它產(chǎn)生一個異常大的二次電壓，在我們上面的簡單例子中，這是在76.8kV !.如果意外觸碰CT的端子，這種高次級電壓可能會損壞絕緣層或?qū)е掠|電。

手持式電流互感器

現(xiàn)在有許多特殊類型的電流互感器可供選擇。可用于測量電路負(fù)載的流行和便攜式稱為“鉗形表”，如圖所示。

鉗形儀表在載流導(dǎo)體周圍打開和關(guān)閉，并通過確定其周圍的磁場來測量其電流通常在數(shù)字顯示器上提供快速測量讀數(shù)而無需斷開或打開電路。

除了手持式鉗式CT，還提供分體式電流互感器，其一端可拆卸，以便負(fù)載導(dǎo)體或匯流條不必斷開連接即可安裝。這些可用于測量100至5000安培的電流，方形窗口尺寸從1“到超過12”（25到300mm）。

然后總結(jié)一下，電流互感器， （CT）是一種儀器變壓器，用于通過磁介質(zhì)將初級電流轉(zhuǎn)換為次級電流。其次級繞組提供大大降低的電流，可用于檢測過流，欠流，峰值電流或平均電流條件。

電流互感器初級線圈始終與主導(dǎo)線串聯(lián)連接它也被稱為串聯(lián)變壓器。額定二次電流額定值為1A或5A，便于測量。結(jié)構(gòu)可以是一個單一的初級轉(zhuǎn)彎，如環(huán)形，圓環(huán)式或棒型，或少數(shù)繞組初級繞組，通常用于低電流比。

電流互感器旨在用作比例電流裝置。因此，電流互感器的次級繞組不應(yīng)該在開路中工作，就像電壓互感器不應(yīng)該短路一樣。

通電的二次回路開路會產(chǎn)生很高的電壓電流互感器，如果要在移除系統(tǒng)之前移除電流表或不使用CT時，必須將其端子短路。

在下一個關(guān)于變形金剛的教程中，我們將看看會發(fā)生什么當(dāng)我們將星形或三角形配置的三個變壓器連接在一起時，產(chǎn)生一個更大的電力變壓器，稱為三相變壓器，用于提供三相電源。