電流互感器（Current Transformer, CT）概述：

電流互感器是一種用于測(cè)量電流的變換設(shè)備，其主要作用是將高電流轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的低電流，便于測(cè)量、保護(hù)和監(jiān)控等。電流互感器廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)、工業(yè)控制、電氣設(shè)備等領(lǐng)域，尤其在高電流測(cè)量和繼電保護(hù)中發(fā)揮著重要作用。

電流互感器的基本原理：

電流互感器的工作原理與普通的變壓器相似。其主要由繞組、二次繞組和鐵芯組成。繞組通過(guò)被測(cè)電流（即主電流），二次繞組產(chǎn)生與電流成比例的電流，通常二次電流為標(biāo)準(zhǔn)值（例如1A或5A）。這樣可以將高電流（一般為數(shù)百安培或數(shù)千安培）轉(zhuǎn)化為較小的電流，方便測(cè)量?jī)x表和保護(hù)設(shè)備的使用。

電流互感器的結(jié)構(gòu)：

 

1. 繞組：通常是通過(guò)主電路中的導(dǎo)體（如電纜或?qū)Ь€）穿過(guò)，電流由此流過(guò)，形成磁場(chǎng)。
2. 二次繞組：與繞組磁場(chǎng)耦合，通過(guò)鐵芯轉(zhuǎn)換電流，通常是標(biāo)準(zhǔn)值（1A或5A）。
3. 鐵芯：用來(lái)提供磁場(chǎng)路徑，確保電流在繞組和二次繞組之間傳輸。
4. 外殼和保護(hù)裝置：用來(lái)防護(hù)互感器內(nèi)部元件，保證安全。

電流互感器的基本參數(shù)：

 

 

1. 額定電流（I?）：

    

    

   • 電流是電流互感器所測(cè)量的原電流，通常為電網(wǎng)中傳輸?shù)碾娏鳌ｎ~定電流是設(shè)計(jì)時(shí)規(guī)定的電流值。
2. 額定二次電流（I?）：

    

    

   • 二次電流是電流互感器輸出的標(biāo)準(zhǔn)電流，常見(jiàn)的二次電流有1A和5A兩種。二次電流通常用于與儀表、繼電保護(hù)設(shè)備等連接。
3. 變比（CT Ratio）：

    

    

   • 變比表示電流與二次電流之間的比例關(guān)系，通常用“1/1000”這樣的格式表示。例如，1/1000表示電流為1000A時(shí)，二次電流為1A。
4. 準(zhǔn)確度等級(jí)（Accuracy Class）：

    

    

   • 電流互感器的準(zhǔn)確度等級(jí)描述了其測(cè)量誤差的大小。常見(jiàn)的等級(jí)有0.1、0.2、0.5、1.0等，數(shù)值越小，表示測(cè)量誤差越小。準(zhǔn)確度等級(jí)直接影響保護(hù)設(shè)備和測(cè)量?jī)x表的準(zhǔn)確性。
5. 負(fù)載（Burden）：

    

    

   • 負(fù)載是電流互感器二次側(cè)負(fù)載的阻抗，單位為歐姆（Ω）。過(guò)高的負(fù)載可能導(dǎo)致電流互感器輸出的電流無(wú)法正常工作，影響測(cè)量和保護(hù)精度。
6. 動(dòng)態(tài)范圍：

    

    

   • 電流互感器應(yīng)能夠在不同的工作電流范圍內(nèi)保持準(zhǔn)確的工作狀態(tài)，通常需要能承受一定的過(guò)載電流（如5倍額定電流），并且在過(guò)載時(shí)仍保持安全性。

電流互感器選型與計(jì)算：

 

 

1. 確定額定電流與變比：

    

    

   • 選型時(shí)首先需要確定電流互感器的額定電流與額定二次電流。通常電流互感器的二次電流為1A或5A，根據(jù)實(shí)際需求來(lái)選擇。
   • 根據(jù)電流互感器的變比來(lái)選擇，例如如果電流為2000A，需要選用變比為2000:5的電流互感器。
2. 選擇準(zhǔn)確度等級(jí)：

    

    

   • 根據(jù)測(cè)量和保護(hù)的精度要求，選擇合適的準(zhǔn)確度等級(jí)。例如，對(duì)于繼電保護(hù)系統(tǒng)，通常要求較高的準(zhǔn)確度（如0.5S或0.2S等級(jí)），而普通測(cè)量應(yīng)用可以選擇較低等級(jí)的互感器（如1.0級(jí)）。
3. 計(jì)算負(fù)載（Burden）：

    

    

   • 負(fù)載計(jì)算通常依據(jù)二次回路的阻抗和接入的保護(hù)設(shè)備、儀表等的額定負(fù)載來(lái)進(jìn)行。負(fù)載越大，互感器的輸出電流會(huì)受到影響，因此在選擇電流互感器時(shí)，確保負(fù)載與互感器的額定負(fù)載匹配。
4. 確定過(guò)載能力：

    

    

   • 電流互感器必須能夠承受一定的過(guò)載電流，尤其在短路條件下。根據(jù)應(yīng)用的要求，選擇具有足夠過(guò)載能力的電流互感器。

電流互感器選型時(shí)考慮的因素：

 

 

1. 應(yīng)用場(chǎng)合：

    

    

   • 電流互感器在不同場(chǎng)合下的選擇有所不同，比如繼電保護(hù)、電能計(jì)量、故障監(jiān)測(cè)等，可能要求不同的準(zhǔn)確度等級(jí)和過(guò)載能力。
2. 工作電流的波形：

    

    

   • 對(duì)于含有高次諧波的負(fù)載（如變頻器、電動(dòng)機(jī)等），需要考慮電流互感器對(duì)諧波的響應(yīng)能力。
3. 安裝環(huán)境：

    

    

   • 根據(jù)安裝環(huán)境選擇合適的電流互感器，考慮是否需要防水、防爆等特性。
4. 短路耐受能力：

    

    

   • 電流互感器需要具備一定的短路耐受能力，在高電流沖擊下仍能正常工作。
5. 二次回路負(fù)載匹配：

    

    

   • 在選型時(shí)，確保電流互感器的額定負(fù)載和接入的測(cè)量?jī)x表或保護(hù)設(shè)備的負(fù)載要求相匹配，避免因負(fù)載過(guò)大導(dǎo)致測(cè)量誤差或設(shè)備損壞。

總結(jié)：

 

電流互感器是電力系統(tǒng)和工業(yè)控制中的重要設(shè)備，主要用于將高電流轉(zhuǎn)換為低電流以便進(jìn)行測(cè)量和保護(hù)。選型時(shí)需要考慮電流互感器的變比、準(zhǔn)確度等級(jí)、負(fù)載能力和過(guò)載能力等因素，確保其在實(shí)際應(yīng)用中的穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性。