在电力系统中,面对大电流的电线,我们通常无法直接进行测量。这时,电流互感器(CT)便发挥了关键作用。它能够从大电流电线中按一定比例感应出小电流,供测量仪表使用,并为继电保护和自动装置提供必要的电源。
电流互感器应用场景
设想一个场景,我们有一条非常粗的电缆,其电流极大。为了测量这条电缆的电流,理论上需要将电缆断开,并将电流表串联到电路中。然而,由于电缆粗且电流大,所需的电流表规格将非常巨大,实际上并不存在这样的仪表,因为常用的电流仪表规格都在5A以下。这时,电流互感器便派上了用场。
我们只需选择合适的电流互感器,将电缆穿过其中。电流互感器会从电缆上感应出电流,这个感应电流的大小是原始电流经过一定倍数缩小后的结果。将这个感应电流送给仪表进行测量,再将测量结果乘以相应的倍数,即可得到真实的电流值。
例如,若我们有一个500/5的电流互感器(实际上是将电流缩小100倍),当电流表测得结果为4A时,电缆的真实电流即为4A乘以100,等于400A。
电流互感器接线与使用
1.接线原则:电流互感器的接线应遵循串联原则。一次绕组应与被测电路串联,而二次绕组则与所有仪表负载串联。
2.选择合适的变化:根据被测电流的大小,选择合适的电流互感器变化比,否则会导致误差增大。同时,二次侧的一端必须接地,以防止绝缘损坏时一次侧的高压窜入二次低压侧,造成人身和设备事故。
3.避免二次侧开路:电流互感器的二次侧绝对不允许开路。一旦开路,一次侧的电流将全部成为磁化电流,导致铁芯过度饱和磁化,发热严重,甚至烧毁线圈。同时,磁路过度饱和磁化后,误差会增大。在正常工作时,二次侧近似于短路。若突然开路,应立即撤掉电路负载,并停车处理。
3.多绕阻配置:为了满足测量仪表、继电保护等装置的需要,在发电机、变压器等回路中,电流互感器通常具有2~8个二次绕阻。
4.保护用电流互感器的装设:为了消除主保护装置的不保护区,保护用的电流互感器应尽可能设置在交叉保护范围内。
5.布置位置:为了防止支柱式电流互感器套管闪络造成母线故障,它通常被布置在断路器的出线或变压器侧。
电流互感器原理与故障处理
电流互感器在供电线路中起到变流和电气隔离的作用。它能够将不同大小的电流转换为较为统一的电流,方便二次仪表的测量。同时,由于线路上的电压较高,直接测量存在危险,因此电流互感器也起到了保护人身安全的作用。
然而,电流互感器也可能出现故障。常见的故障包括二次侧开路、过热、内部冒烟或发出臭味、线圈螺丝松动等。一旦发现这些故障,应立即进行修理或更换。
在正常巡视检查时,应检查电流互感器有无过热现象及异常异味,定期校验绝缘情况,检查电流表的三相指示值是否在允许范围内,以及瓷质部分是否清洁完整等。
特别需要注意的是,电流互感器的二次侧不允许开路。一旦开路,将产生很高的电势,可能损坏二次绝缘,甚至威胁人身安全。因此,在处理电流互感器的开路故障时,一定要将负荷减小或使负荷为零,并使用绝缘工具进行处理。同时,应停用相应的保护装置。
此外,电流互感器长时间过负荷也会导致铁芯磁通密度达到饱和,使误差增大,表计指示不正确。因此,在使用过程中,应确保电流互感器不过负荷运行。
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