2 穿心式電流互感器結構原理
穿心式電流互感器其本身結構不設一次繞組,載流(負荷電流)導線由L1至L2穿過由矽鋼片擀卷製成的圓形(或其他形狀)鐵心起一次繞組作用。二次繞組直接均勻地纏繞在圓形鐵心上,與儀表、繼電器、變送器等電流線圈的二次負荷串聯形成閉合迴路,見圖2。
3 特殊型號電流互感器
3.1 多抽頭電流互感器。這種型號的電流互感器,一次繞組不變,在繞制二次繞組時,增加幾個抽頭,以獲得多個不同變比。它具有一個鐵心和一個匝數固定的一次繞組,其二次繞組用絕緣銅線繞在套裝於鐵心上的絕緣筒上,將不同變比的二次繞組抽頭引出,接在接線端子座上,每個抽頭設置各自的接線端子,這樣就形成了多個變比,見圖3。
圖3 多抽頭電流互感器原理圖
例如二次繞組增加兩個抽頭,K1、K2為100/5,K1、K3為75/5,K3、K4為50/5等。此種電流互感器的優點是可以根據負荷電流變比,調換二次接線端子的接線來改變變比,而不需要更換電流互感器,給使用提供了方便。
3.2 不同變比電流互感器。這種型號的電流互感器具有同一個鐵心和一次繞組,而二次繞組則分為兩個匝數不同、各自獨立的繞組,以滿足同一負荷電流情況下不同變比、不同準確度等級的需要,見圖4。
圖4 不同變比電流互感器原理圖
例如在同一負荷情況下,為了保證電能計量準確,要求變比較小一些(以滿足負荷電流在一次額定值的2/3左右),準確度等級高一些(如1K1、1K2為200/5、0.2級);而用電設備的繼電保護,考慮到故障電流的保護係數較大,則要求變比較大一些,準確度等級可以稍低一點(如2K1、2K2為300/5、1級)。
3.3 一次繞組可調,二次多繞組電流互感器。這種電流互感器的特點是變比量程多,而且可以變更,多見於高壓電流互感器。其一次繞組分為兩段,分別穿過互感器的鐵心,二次繞組分為兩個帶抽頭的、不同準確度等級的獨立繞組。一次繞組與裝置在互感器外側的連接片連接,通過變更連接片的位置,使一次繞組形成串聯或並聯接線,從而改變一次繞組的匝數,以獲得不同的變比。帶抽頭的二次繞組自身分為兩個不同變比和不同準確度等級的繞組,隨著一次繞組連接片位置的變更,一次繞組匝數相應改變,其變比也隨之改變,這樣就形成了多量程的變比,見圖5(圖中虛線為電流互感器一次繞組外側的連接片)。
帶抽頭的二次獨立繞組的不同變比和不同準確度等級,可以分別應用於電能計量、指示儀表、變送器、繼電保護等,以滿足各自不同的使用要求。例如當電流互感器一次繞組串聯時(圖5a),1K1、1K2,1K2、1K3,2K1、2K2,2K2、2K3為300/5,1K1、1K3,2K1、2K3為150/5;當電流互感器一次繞組並聯時(圖5-5b),1K1、1K2,1K2、1K3,2K1、2K2,2K2、2K3為600/5,1K1、1K3,2K1、2K3為300/5。其接線圖和準確度等級標準在銘牌上或使用說明書中。
圖5 一次繞組匝數可調、二次多繞組的電流互感器原理圖
3.4 組合式電流電壓互感器。組合式互感器由電流互感器和電壓互感器組合而成,多安裝於高壓計量箱、櫃,用作計量電能或用作用電設備繼電保護裝置的電源。
組合式電流電壓互感器是將兩臺或三臺電流互感器的一次、二次繞組及鐵心和電壓互感器的一、二次繞組及鐵心,固定在鋼體構架上,浸入裝有變壓器油的箱體內,其一、二次繞組出線均引出,接在箱體外的高、低壓瓷瓶上,形成絕緣、封閉的整體。一次側與供電線路連接,二次側與計量裝置或繼電保護裝置連接。根據不同的需要,組合式電流電壓互感器分為V/V接線和Y/Y接線兩種,以計量三相負荷平衡或不平衡時的電能,見圖6(a)、(b)。
二、電流互感器使用注意事項
1.極性連接要正確。電流互感器一般按減極性標註,如果極性連接不正確,就會影
響計量,甚至在同一線路有多臺電流互感器並聯時,全造成短路事故。
2.二次迴路應設保護性接地點,並可靠連接。為防止一、二次繞組之間絕
緣擊穿後高電壓竄入低壓側危及人身和儀表安全,電流互感器二次側應設保護性接地點,接地點只允許接一個,一般將靠近電流互感器的箱體端子接地。
3.運行中二次繞組不允許開路。否則會導致以下嚴重後果:
(1)二次側出現高電壓,危及人身和儀表安全;
(2)出現過熱,可能燒壞繞組;
(3)增大計量誤差。
4.用於電能計量的電流互感器二次迴路,不應再接繼電保護裝置和自動裝置等,以防互相影響。
計量用電流互感器選型電能計量裝置主要由電能表、計量用電壓互感器、電流互感器及二次迴路等部分組成,電流互感器是能計量裝置的重要組成部分,現介紹計量用電流互感器的選擇原則和使用注意事項。