电流互感器工作原理课件

电流互感器工作原理及特点第三章互感器第2节电流互感器一、电流互感器的工作原理及特点电流互感器是二次回路中，供测量和保护用的电流源。

通过它正确反映电气一次没备的正常运行和故障情况下的电流。

目前农村配电网中均采用电磁式电流互感器（用字母TA表示）。

其特点是：一次绕组串联在电路中，并且匝数很少；一次绕组中的电流完全取决于被测电路的负荷电流，而与二次电流大小无关；电流互感器二次绕组所接仪表和继电器电流线圈阻抗很小所以在正常情况下，电流互感器在接近短路状态下运行。

电流互感器一、二次额定电流之比，称为电流互感器的额定互感比，即Ki=I1e/I2e。

LZZJ-10 LA-10Q LCWD-10500kV断路器及TA电流互感器工作原理二、电流互感器的误差电流互感器的等值电路及相量图，如图所示。

图中以二次电流I2为基准，画在第一象限水平轴上，即I2初相角为0。

二次电压U2较I2超前二次负荷功率因数角Ψ2，E2超前I2二次总阻抗角a。

铁芯磁通φ超前E290℃。

励磁磁势I0N1对φ超前铁芯损耗角Ψ。

根据磁势平衡原理I1N1?I2N2?I0N1和相量图可知，一次通过的实际电流与二次电流测量值乘以额定互感比以后所得的值在数值和相位上都有差异，即有测量误差。

这是由于电流互感器存在励磁损耗和磁饱和等而引起的。

这种误差，通常用电流误差和角误差（相对误差）来表示，其定义如下：电流误差为二次电流测量值乘额定互感比所得的值与实际一次电流之差，以后者的百分数表示，即?fi?kii2i1?100%i1由磁势平衡方程可知，当励磁损耗很小时， I1I2?KN?N2N1 ，所以上式也可以写成：IN?I1N1fi?22?10000I1N1?角误差为二次电流相量旋转180后与一次电流相量所夹的角，并规定?I2?超前I1?时，角误差为正值；反之，为负值。

当误差角很小时，上式也可写成：fi??I0N1sin(???)?100%I1N1角误差的公式如下：?i?sin?iI0N1cos(???)?3440分 I1N1三、电流互感器的运行参数对误差的影响如前所述，电流互感器的误差主要由励磁损耗和磁饱和等因素而引起。

电流互感器结构原理1普通电流互感器结构原理电流互感器的结构较为简单,由相互绝缘的一次绕组、二次绕组、铁心以及构架、壳体、接线端子等组成。

其工作原理与变压器基本相同，一次绕组的匝数（N1）较少，直接串联于电源线路中，一次负荷电流（人）通过一次绕组时，产生的交变磁通感应产生按比例减小的二次电流（右）；二次绕组的匝数（N0较多，与仪表、继电器、变送器等电流线圈的二次负荷（Z）串联形成闭合回路，见图5-1。

图5 - 1 普通电流互感器结构原理图由于一次绕组与二次绕组有相等的安培匝数，l1N1=l2N2,电流互感器额定电流比：瓦二丽。

电流互感器实际运行中负荷阻抗很小，二次绕组接近于短路状态，相当于一个短路运行的变压器2穿心式电流互感器结构原理穿心式电流互感器其本身结构不设一次绕组，载流（负荷电流）导线由L1至L2穿过由硅钢片擀卷制成的圆形（或其他形状）铁心起一次绕组作用。

二次绕组直接均匀地缠绕在圆形铁心上，与仪表、继电器、变送器等电流线圈的二次负荷串联形成闭合回路，见图5- 2。

图5 - 2穿心式电流互感器结构原理图由于穿心式电流互感器不设一次绕组，其变比根据一次绕组穿过互感器铁心中的匝数确定，穿心匝数越多，变比越小；反之，穿心匝数越少，变比越大，额定电流比：n。

式中11 ――穿心一匝时一次额定电流；n ――穿心匝数。

3特殊型号电流互感器3.1多抽头电流互感器。

这种型号的电流互感器，一次绕组不变，在绕制二次绕组时，增加几个抽头，以获得多个不同变比。

它具有一个铁心和一个匝数固定的一次绕组，其二次绕组用绝缘铜线绕在套装于铁心上的绝缘筒上，将不同变比的二次绕组抽头引出，接在接线端子座上，每个抽头设置各自的接线端子，这样就形成了多个变比，见图 5 - 3。

二反绕纽Ki K-i 心Kd图5 - 3多抽头电流互感器原理图例如二次绕组增加两个抽头， K1、K2为100/5 , K1、K3为75/5 , K1、K4为50/5等。

电流互感器1、原理一次电流I １流过一次绕组，建立一次磁动势 （N 1I 1），亦被称为一次安匝，其中N 1为一次绕组的匝数；一次磁动势分为两部分，其中小一部分用于励磁，在铁心中产生磁通，另一部分用来平衡二次磁动势（N 2I 2），亦被称为二次安匝，其中N 2为二次绕组的匝数。

励磁电流设为I 0，励磁磁动势（N 1I 0），亦被称为励磁安匝。

平衡二次磁动势的这部分一次磁动势，其大小与二次磁动势相等，但方向相反。

磁势平衡方程式如下：120121I N I N I N •••+=在理想情况下，励磁电流为零，即互感器不消耗能量，则有12120I N I N ••+=若用额定值表示，则1212N N I N I N ••=-其中1N I •，2N I •为一次、二次绕组额定电流。

额定一次、二次电流之比为电流互感器额定电流比，12NN NI K I =P 11I •P 22I •Z B电流互感器工作原理E 211I N •22I N •22I N •-01I N •电流互感器的等值电路如下图所示：Z 1 Z 21I•2I ••Z M 2U •Z B'1E •2E •根据电工原理，励磁电流在铁心中建立主磁通，它穿过一次、二次绕组的全部线匝。

由于互感器铁心有磁滞和涡流损耗，励磁电流的一部分供给这些损耗，称为有功部分，另一部分用于励磁，称为无功部分。

所以励磁电流与主磁通相差角，这个角称为铁损角。

主磁通在二次绕组中感应出电动势2E •，相位相差90（滞后）；则：222()B E I Z Z ••=+式中 Z 2---二次绕组的内阻抗，Z 2= R 2 +ｊＸ2Z B ―――二次负荷，Z B ＝R Ｂ +ｊＸＢ二次电流的相位滞后于二次感应电动势角。

22arctan BBX X R R α+=+一次电流1I•是（2I •-）和I •之和，一次电流与（2I •-）相差角。

可见由于励磁电流I •的存在，一、二次电流在变换的大小和相位上都存在差别，这就是互感器的误差。

电流互感器的工作原理电流互感器是一种用于测量电流的装置，它的工作原理是基于电磁感应的原理。

在电流互感器中，通过电流的变化来产生磁场，然后利用磁场的变化来感应出电压信号，从而实现对电流的测量和监测。

首先，让我们来了解一下电磁感应的基本原理。

根据法拉第电磁感应定律，当导体中的电流发生变化时，就会产生磁场。

而当磁场发生变化时，就会在导体中感应出电压。

这就是电磁感应的基本原理，而电流互感器正是利用了这一原理来工作的。

电流互感器通常由一个铁芯和绕组组成。

当被测电流通过电流互感器的一侧绕组时，就会在铁芯中产生磁场。

而在另一侧的绕组中，由于磁场的变化，就会感应出相应的电压信号。

这样，我们就可以通过测量感应出的电压信号来确定通过电流互感器的电流大小。

在实际应用中，电流互感器通常用于监测电力系统中的电流，以确保系统的安全运行。

它可以将高电流变换成对设备更安全的低电流，从而方便测量和监测。

此外，电流互感器还可以用于电能计量、过载保护和故障检测等方面。

除了基本的工作原理外，电流互感器还有一些特殊的工作原理和技术。

例如，一些电流互感器采用了霍尔效应来实现对电流的测量，这种技术可以提高测量的精度和稳定性。

另外，一些电流互感器还采用了数字信号处理技术，可以实现对电流信号的数字化处理和传输。

总的来说，电流互感器的工作原理是基于电磁感应的原理，通过感应出电流产生的磁场来实现对电流的测量和监测。

它在电力系统中起着至关重要的作用，可以确保系统的安全运行，并且在电能计量、过载保护和故障检测等方面都有着广泛的应用。

随着技术的不断发展，电流互感器的工作原理和技术也在不断地得到改进和完善，以满足不断变化的需求。

电流互感器的作用及原理
电流互感器（current transformer，CT）是一种用于测量和监测电流的电器设备。

它起到转换电流的作用，将高电流转换为可以安全测量的较小电流，以便供给仪表和保护设备使用。

电流互感器的工作原理是基于电感耦合的原理。

它由一个主线圈（一次绕组）和一个副线圈（二次绕组）组成。

主线圈绕制在电力系统通流导线上，通过取样一小部分电流，建立与主线圈电流成比例的磁通。

而副线圈则绕制在一个磁芯上，与主线圈紧密相连。

当通过主线圈的电流变化时，产生的磁通将被副线圈感应，从而在副线圈中产生一比例的次级电流。

这个次级电流可以提供给测量仪表或保护设备使用。

电流互感器的准确性和精度极为重要，因此需要精心设计和制造。

通常情况下，电流互感器的一次绕组与次级绕组之间的变压器变比很高，以确保主线圈电流与副线圈次级电流的转换准确性。

此外，互感器还具有绝缘和保护功能，以确保副线圈中的次级电流不会对测量设备或保护设备产生影响。

总之，电流互感器的作用是将高电流转换为较小电流供给测量和保护设备使用。

其工作原理基于电感耦合，通过主线圈感应副线圈中的次级电流来实现电流的测量和监测。

电流互感器结构及原理
一次绕组是将被测电流通过电流互感器的主绕组（一次绕组）产生一
定的磁场。

一次绕组通常由多股绝缘导线制成，绕制在铁芯上。

一次绕组
的匝数通常较少，使得电流互感器可以承受较大的电流。

二次绕组是将一次绕组中的磁场感应到的电动势转换为较低的二次电流，以便于测量和保护装置进行处理。

二次绕组由许多绕组线圈组成，绝
缘导线之间通过绝缘垫片隔开，以防止绕组间的电气短路。

二次绕组的匝
数通常较多，使得电流互感器可以输出较小的二次电流。

电流互感器的工作原理是基于法拉第定律和电磁感应原理。

当被测电
流通过一次绕组时，会在铁芯中产生磁场。

根据法拉第定律，磁场的变化
会在二次绕组中感应出电动势。

由于二次绕组匝数较多，感应出的电动势
会经过变压器的作用，转换为较低的二次电流。

通过测量二次电流的大小，可以得到被测电流的值。

总之，电流互感器是一种用于测量电流的变压器。

它的结构包括铁芯、一次绕组、二次绕组和外壳。

其工作原理是基于法拉第定律和电磁感应原理。

通过测量二次电流的大小，可以得到被测电流的值。

电流互感器在电
力系统中广泛应用于电流测量和保护装置中，起到了重要的作用。

电流互感器工作原理电流互感器利用变压器原、副边电流成比例的特点制成。

其工作原理、等值电路也与一般变压器相同，只是其原边绕组串联在被测电路中，且匝数很少；副边绕组接电流表、继电器电流线圈等低阻抗负载，近似短路。

原边电流（即被测电流）和副边电流取决于被测线路的负载，而与电流互感器的副边负载无关。

由于副边接近于短路，所以原、副边电压U 1和U c2都很小,励磁电流I 0也很小。

电流互感器运行时，副边不允许开路。

因为一旦开路，原边电流均成为励磁电流，使磁通和副边电压大大超过正常值而危及人身和设备安全。

因此，电流互感器副边回路中不许接熔断器，也不允许在运行时未经旁路就拆下电流表、继电器等设备。

电流互感器的接线方式按其所接负载的运行要求确定。

最常用的接线方式为单相，三相星形和不完全星形（图4a 、b 、c ）。

额定变比和误差 互感器的额定变比K N 指电压互感器的额定电压比和电流互感器的额定电流比。

前者定义为原边绕组额定电压U 1N 与副边绕组额定电压 U 2N 之比；后者则为额定电流I 1N 与I 2N 之比。

即K N ＝U 1N /U 2N（对电压互感器）K N ＝I 1N /I 2N（对电流互感器）电压（或电流）互感器原边电压（或电流）在一定范围内变动时,一般规定为0.85～1.15U 1N （或10～120%I 1N ）,副边电压（或电流）应按比例变化,而且原、副边电压(或电流)应该同相位。

但由于互感器存在内阻抗、励磁电流和损耗等因素而使比值及相位出现误差，分别称为比差和角差。

比差为经折算后的二次电压（或二次电流）与一次电压（或一次电流）量值大小之差对后者之比，即f U 为电压互感器的比差，f I 为电流互感器的比差。

当K N U 2>U 1（或K N I 2>I 1）时，比差为正，反之为负。

对没有采取补偿措施的电压互感器，比差为负，角差一般为正值，比差的绝对值和角差均随电压的增大而减小；铁心饱和时，比差与角差均随电压的增大而增大。

互感器的工作原理互感器是一种用于测量电流和电压的电气设备。

它是通过利用电磁感应原理来实现的。

互感器主要由一个铁芯和绕在铁芯上的线圈组成。

当电流通过绕线圈时，产生的磁场会感应出电压。

互感器的工作原理可以分为两种情况：互感器作为电流互感器和互感器作为电压互感器。

1. 电流互感器的工作原理：电流互感器用于测量大电流，通常在高压输电系统中使用。

它的工作原理是根据安培定律和法拉第电磁感应定律。

当被测电流通过互感器的一侧线圈时，产生的磁场会感应出另一侧线圈上的电压。

这个电压与被测电流成正比。

通过测量这个电压，可以确定被测电流的大小。

2. 电压互感器的工作原理：电压互感器用于测量高压系统中的电压。

它的工作原理是基于法拉第电磁感应定律。

当被测电压施加在互感器的一侧线圈上时，产生的磁场会感应出另一侧线圈上的电压。

这个电压与被测电压成正比。

通过测量这个电压，可以确定被测电压的大小。

互感器的工作原理可以进一步解释为以下几个步骤：1. 磁场产生：当通过互感器的一侧线圈（称为一次侧）的电流流过时，产生的磁场会穿过铁芯。

2. 磁场传递：磁场会从铁芯传递到另一侧线圈（称为二次侧）。

这个过程是通过铁芯的磁导率实现的。

3. 磁场感应：磁场在二次侧线圈中感应出电压。

根据法拉第电磁感应定律，当磁场的变化率发生时，会在线圈中产生感应电压。

4. 电压测量：通过测量二次侧线圈中的感应电压，可以确定一次侧电流或电压的大小。

互感器的工作原理使得它成为电力系统中不可或缺的组成部分。

它可以将高电流或高电压转换为低电流或低电压，以便进行安全测量和保护操作。

同时，互感器还可以提供隔离和绝缘功能，以保护测量设备和人员的安全。

总结起来，互感器是一种利用电磁感应原理来测量电流和电压的设备。

通过将电流或电压传递到另一侧线圈并测量感应电压，可以确定被测电流或电压的大小。

互感器在电力系统中起着重要的作用，用于测量和保护操作，并提供安全隔离和绝缘功能。

电流互感器工作原理
在发电、变电、输电、配电和用电的线路中电流大小悬殊，从几安到几万安都有。

为便于测量、保护和控制需要转换为比较统一的电流，另外线路上的电压一般都比较高如直接测量是非常危险的。

电流互感器就起到电流变换和电气隔离作用1。

对于指针式的电流表，电流互感器的二次电流大多数是安培级的（如5A等）。

对于数字化仪表，采样的信号一般为毫安级（0-5V、4-20mA等）。

微型电流互感器二次电流为毫安级，主要起大互感器与采样之间的桥梁作用。

微型电流互感器也有人称之为“仪用电流互感器”。

（“仪用电流互感器”有一层含义是在实验室使用的多电流比精密电流互感器，一般用于扩大仪表量程。

）。

电流互感器与变压器类似也是根据电磁感应原理工作，变压器变换的是电压而电流互感器变换的是电流罢了。

电流互感器接被测电流的绕组（匝数为N1），称为一次绕组（或原边绕组、初级绕组）；接测量仪表的绕组（匝数为N2）称为二次绕组（或副边绕组、次级绕组）。

电流互感器一次绕组电流I1与二次绕组I2的电流比，叫实际电流比K。

电流互感器在额定电流下工作时的电流比叫电流互感器额定电流比，用Kn表示。

Kn=I1n/I2n。

电流互感器（Current transformer 简称CT）的作用是可以把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较小的二次电流，用来进行保护、测量等用途。

如变比为400/5的电流互感器，可以把实际为400A的电流转变为5A的电流。

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电流互感器原理 Last updated on the afternoon of January 3, 2021第二章 电流互感器原理电流互感器是一种专门用作变换电流的特种变压器。

在正常工作条件下，其二次电流实质上与一次电流成正比，而且在连接方向正确时，二次电流对一次电流的相位差接近于零。

电流互感器的工作原理示于图21。

互感器的一次绕组串连在电力线路中，线路电流就是互感器的一次电流。

互感器的二次绕组外部回路接有测量仪器、仪表或继电保护、自动控制装置。

在图21中将这些串联的低电压装置的电流线圈阻抗以及连接线路的阻抗用一个集中的阻抗Z b 表示。

当线路电流，也就是互感器的一次电流变化时，互感器的二次电流也相应变化，把线路电流变化的信息传递给测量仪器、仪表和继电保护、自动控制装置。

根据电力线路电压等级的不同，电流互感器的一、二次绕组之间设置有足够的绝缘，以保证所有低压设备与高电压相隔离。

电力线路中的电流各不相同，通过电流互感器一、二次绕组匝数比的配置，可以将不同的线路电流变换成较小的标准电流值，一般是5A 或1A ，这样可以减小仪表和继电器的尺寸，简化其规格。

所以说电流互感器的主要作用是：①给测量仪器、仪表或继电保护、控制装置传递信息；② 使测量、保护和控制装置与高电压相隔离；③ 有利于测量仪器、仪表和继电保护、控制装置小型化、标准化。

第一节 基本工作原理1. 磁动势和电动势平衡方程式从图21看出，当一次绕组流过电流1I 时，由于电磁感应，在二次绕组中感应出电动势，在二次绕组外部回路接通的情况下，就有二次电流2I 流通。

此时的一次磁动势为一次电流1I 与一次绕组匝数N 1的乘积11N I ，二次磁动势为二次电流2I 与二次绕组匝数N 2的乘积22N I 。

根据磁动势平衡原则，一次磁动势除平衡二次磁动势外，还有极小的一部分用于铁心励磁，产生主磁通m Φ。

因此可写出磁动势平衡方程式 102211N I N I N I=+，A (21)图21 电流互感器工作原理图 1一次绕组 2铁心 3二次绕组 4负荷2式中 1I 一次电流，A ；2I二次电流，A ； 0I励磁电流，A ； N 1 一次绕组匝数； N 2 二次绕组匝数； 式（21）还可写成01221I N N I I=+，A 或者写成021I I I='+，A (22)在电流互感器中，通常又将电流与匝数的乘积称为安匝，11N I 称为一次安匝，22N I 称为二次安匝，10N I 称为励磁安匝。