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感应电流精选4篇

时间: 2024-05-25 18:14:29

下面是人美心善的小编给大家分享的4篇感应电流的相关文章，欢迎阅读，希望对大家有一些参考价值。

感应电流精选4篇

感应电流精选4篇篇一

关键词：OCT 法拉第磁旋光效应二次转换器合并器

1、结构

OCT整体结构由电流传感部分、信号传输部分和合并单元部分三部分组成。

1.1 电流传感部分

电流传感部分主要包括一次导体、高压壳体和光学电流传感器，其中光学电流传感器采用基于法拉第磁旋光效应原理的传感器。

1.2 信号传输部分

信号传输部分采用光纤复合绝缘子。光纤复合绝缘子由空心套管构成支撑件，套筒内抽真空后填充绝缘脂，以增强绝缘性能。

1.3 合并单元部分

合并单元部分采用标准机箱结构，主要包括二次转换器装置和合并器装置。

1.3.1 二次转换器装置

二次转换器装置主要包括稳压电源插件、信号采集插件、光源插件。

稳压电源插件：用于提供装置所需工作电压，包括+5V、±15V和24V电压输出。

信号采集插件：用于采集、处理并发送电流信息，主要包括光发送模块、光接收模块、低通滤波和模数转换模块以及数据处理和发送模块。

光源插件：用于给传感器提供所需光源。

1.3.2 合并器装置

主要包括同步功能模块、数据接收和处理模块、数据配置和通讯模块和以太网发送模块。

2、主要工作原理

2.1 光学电流传感器

OCT的电流传感器采用基于法拉第磁旋光效应原理的传感器，其原理为线性偏振光通过在磁场环境下的介质时，偏振的方向会发生旋转。它是对被测电流周围磁场强度的线积分，即线偏振光在磁场H的作用下通过磁光材料时，其偏振面旋转了角度，可以用下式描述：

式中V为光学材料的维尔德（Verdet）常数，所谓维尔德常数也就是介质的旋光特性，所有材料都存在法拉第效应，对于抗磁性介质，磁效应最弱，对顺磁性及铁磁性介质，一次一个比一个强，但是只有抗磁性介质的维尔德常数不受温度的影响，其单位是rad/A；H为磁场强度，它是由导体中流过的待测电流引起的；l为光纤在材料中通过的路程；K为磁场积分与被测电流的倍数关系。

只要测量出法拉第旋转角就可以按上式求得磁场强度的大小，即测出产生产生这个磁场的电流大小。

2.2 信号采集插件

信号采集插件主要功能是采集一次电流信息并按二次转换器数字输出的规约向合并器发送，它主要包括：

(1)光发送模块，向一次电流传感器发送LED光信号。

(2)光接收模块，接收一次电流传感器传送的经过调制的包含电流信息的光信号，并进行光电转换。

(3)模数转换模块，接收光电转换的模拟电压信号，经低通滤波电路进入模数转换回路转换为数字信号。

(4)数据处理和发送模块，采用32位DSP处理器，其工作频率为150MHz。接收模数转换送入的数字信号并处理恢复一次电流值，按照与合并器约定好的协议进行数据组帧并向合并器发送数字信号；接收同步信号，以保证与其它信号采集插件的信号采样同步。

2.3 合并器

合并器主要功能是同步接收并处理多达9路二次转换器的信号采集插件传来的数字信息，汇总后按照标准规定的格式实时保真地对外提供数字量数据。合并器主要包括以下部分：

(1)同步功能模块，保证与合并器相连的多路二次转换器传来的采样数据的同步，并保证全站的合并器能够同步。

(2)数据接收和处理模块，同时接收多路二次转换器传来的数字量数据并对其有效性进行判断，并按二次转换器数字输出的规约进行解帧处理，并按照相关配置信息将这些数据传送给数据配置和通讯模块。

(3)数据配置和通讯模块，接收相关配置信息和数据接收和处理模块传送来的采样数据，并将采样数据按照配置信息分发给以太网发送模块。

(4)以太网发送模块，将从数据配置和通讯模块传送过来的数据按照合并器数字输出的规约组帧，并通过光纤以太网发送给二次计量、保护等装置。

3、光学电流互感器与传统互感器的比较

与传统的电磁感应式电流互感器相比，光学电流互感器具有如下优点：

(1)具有优良的绝缘性能，抗电磁干扰性能好，不存在流变二次开路给设备和人身造成的危害，安全性和可靠性大大提高。

(2)不含铁芯，消除了磁饱和及铁磁谐振等问题，从而使互感器运行暂态响应好、稳定性好。同时，由于不存在饱和问题，OCT的运用简化了部分微机保护的原理。

(3)有很宽的动态范围，可同时满足测量和继电保护的需要。

(4)频率响应范围宽，可测出高压电力线上的谐波，还可进行电网电流暂态、高频大电流与直流的测量。

(5)可直接与数字化保护和测控设备接口，避免中间环节。

(6)绝缘结构相对简单，不采用油作为绝缘介质，不会引起火灾和爆炸等危险。

但光学电流互感器也并非没有缺点，它在工程应用上的主要问题为：光学系统的长期稳定性还要得到进一步工程应用的检验，环境温度的变化会导致维尔德常数发生变化，LED的发光波长随温度的变化而变化，波长的变化又会导致维尔德常数变化；光学部件准确定位的困难，组装时的应力会导致双折射，利用双光路减弱干扰双折射时光路系统相当复杂，光学系统的加工装配工艺有待提高，光学材料的加工工艺、光路耦合工艺、光路的装配工艺要求都很高；现场校验问题，输出为弱电信号且包括数字量，必须探索新的校验方法。

4、结语

随着光学电流互感器技术的日臻成熟，将引领变电站自动化应用技术进入一个全新的发展阶段。目前光学电流互感器在实际领域中应用较少，还有待进一步实际的观察检验和改进。

感应电流精选4篇篇二

关键词：电流互感器；饱和问题；接地点；变电运行；绕组

中图分类号：TM452

文献标识码：A

文章编号：1009-2374（2012）18

1　电流互感器

1.1　互感器内部构造

电流互感器运用于电力设备中，其内部一次绕组为1～2匝，通常情况下为一次设备进出导线。二次绕组匝数较多，且二次额定电流多为1A或者5A。例如，若电流互感器的变比是1250/5，那么当它的一次绕组为1匝时，相对应的二次绕组匝数就为250匝。

1.2　误差原因分析

电流互感器内部的铁芯中存在着励磁电流，所产生的励磁阻抗性质是电抗，但二次负载的性质为阻抗。这就导致了在二次电动势的影响下，经过不同电阻元件电流的相位、幅值有所差异。通过有关人士对电流互感器等值回路和角误差的分析得出：若电流互感器中的二次负载是纯电阻时，产生的角误差最大；而二次负载是纯电感时，所产生的角误差为零。若励磁阻抗为定值时，会导致二次阻抗的增大，从而引起电流互感器比误差的增大。同时，若二次阻抗为定值时，励磁阻抗值会减小，比误差增大。需要注意的是，电流互感器的误差要求是：角度误差不大于7°，幅值的误差要小于10%。

1.3　电流互感器的饱和

在正常情况下，电流互感器中的铁芯磁通处于不饱和的状态。这时负载阻抗和励磁电流较小，而励磁阻抗的数值较大，一次绕组、二次绕组的磁势处于平衡。但是，若互感器中铁芯的磁通密度增大并达到饱和时，会引起Zm随着饱和度的增加而迅速降低，不同励磁电流间的线性比例关系会被打破。而引起电流互感器达到饱和的因素主要包括：电流过大；负载过大。当连接电流互感器的负载过大时，引起二次电压的增大，导致铁芯的磁通密度上升，达到饱和。

电流互感器达到饱和时的特点有：二次电流减小，电流波形出现高次谐波分量较大的畸变；内阻减小，甚至接近于零；若发生一次故障，电流的波形在零点附近时，电流互感器会引起线性关系传递；在故障的瞬间，互感器会在滞后5秒左右才开始达到饱和。一般情况下，严禁电流互感器的二次发生开路现象。因为在电流互感器运行过程中，一旦发生二次开路，就会使一次电流转换成为励磁电流，引起铁芯的磁通密度增加，导致电流互感器的快速饱和。饱和磁通会产生较高电压，对一次和二次绕组绝缘设施破坏较大，容易造成人身安全威胁。

2　电流互感器的饱和影响

2.1　变压器保护影响及对策

一般变压器的容量较小、可靠性高，大多安装在10kV、35kV的母线上，高压短路电流与系统的短路电流相同，而低压一侧的短路电流相对较大。若对变压器的保护力度不到位，就会严重影响对变压器或者整个系统的安全运行。传统变压器都有熔断器保护装置，有安全可靠的优点。但是，随着系统自动化要求的提高、短路容量的增加，传统的方法已经无法满足需求。对于一些新建、改造的变电站，往往配置有变压器开关柜，系统的保护装置也与10kV的线路相似，但缺点是经常忽视电流互感器的饱和问题。同时，由于变压器的容量、一次电流较小，并采用共用互感器。为保证计量准确性，会使电流互感器的变比减小。一旦变压器发生故障，会引起电流互感器的饱和，二次电流速度降低，导致变压器的保护拒动。若变压器中高压侧发生故障，所产生的短路电流会自动切除后备保护动作。若低压侧发生故障，产生的短路电流无法达到后备保护启动值，就会使故障无法切除，甚至引起变压器的烧毁，对系统的安全运行造成严重影响。

解决变压器的保护拒动，需要从变压器的合理配置入手，在选择电流互感器时要顾及变压器发生故障引起的饱和问题。不同功能的电流互感器要互相区别，例如计量用的互感器要设在变压器的低压侧，用以确保计量精度要求；而保护用的互感器一般设在变压器的高压一侧，用以确保变压器保护工作。

2.2　电流保护影响及对策

电流互感器发生饱和以后，会引起二次等效电流的减小，引发保护拒动。当远离电源或阻抗系数较大时，线路出口的短路电流会较小。但如果扩大系统的规模，短路电流就会随之增大，甚至达到互感器一次电流的上百倍，从而引起系统中本来能正常运行的互感器发生饱和。同时，短路电流故障属于暂态过程，电流中有大量的不同期分量，会加快电流互感器的饱和。若10kV的线路中发生短路故障，电流互感器的饱和会使二次侧的电流减小，导致保护装置拒动。母线及主变低压侧的开关切除，会导致故障的范围增大、时间延长，对供电的可靠性造成影响，严重时会威胁到设备的安全运行。

通过上文分析得知，电流互感器发生饱和时，会导致一次电流转变为励磁电流。同时，二次电流为零，通过继电器电流也为零，设备内保护装置发生拒动。针对以上问题，应该尽量降低互感器的负载阻抗，避免电流互感器的共用，同时加大电缆截面面积以及电缆长度；电流互感器的变比不能太小，要注意线路短路引起的饱和问题。

3　电流互感器的绕组及接地

3.1　互感器绕组布置

在进行电流互感器绕组布置时，既要防止保护死区的出现，又要规避互感器中容易出现故障的地方。不同保护装置的保护范围间要交叉进行，电流互感器的极性端要在母线侧安装。因为电流互感器是以一次极性端为依据进行二次绕组排列的。若一次极性端出现放置错误的现象，即使二次绕组排列正确也会导致保护死区的出现。同时，由于电流互感器故障的易发性，母线保护动作的停电扩大，所以一般要把互感器底部与母线保护相分离。

3.2　互感器接地

电流互感器的接地包括一次接地和二次接地。其中一次接地点包括外壳接地、末屏接地。外壳接地主要是为了防止感应电压对外部绝缘进行破环，避免人身安全事故的发生。有关规定明确指出外壳接地要有两根干线且和主接地网相连，并达到热稳校核要求。电流互感器中主绝缘有多层油纸保护，最外部的一层就是末屏层。末屏不采取接地措施时，会使末屏对地绝缘，引起高电场向表面绝缘层移动，容易在外层产生高达几万伏的电压。小套管离绝缘距离较近，若高电压持续时间过久，就会击穿绝缘，导致电流互感器的爆裂。

互感器中的二次回路只能接地于一点，大多是由端子箱接地。二次回路接地于一点主要是为了保护人身及设备的安全。如果没有接地点，电流互感器的高电压就会通过互感器绕组间分布电容、对地电容进入二次回路。若回路有接地点存在，会使电容短接，二次回路中电压降低为零，达到安全保护的目的。若保护装置是由多组互感器连接而成，需要在保护屏上通过端子排进行接地连接。在互感器回路中，若电流继电器的两侧都存在接地点，两个接地点会与地面构成并联回路，造成分流现象，从而减少通过电流线圈的电流。若出现接地故障时，不同接地点会引起线圈中额外电流的出现。

4　结语

电流互感器是把电力系统中的一次大电流转换成能够接入仪表和保护装置的二次小电流的装置。文中主要介绍了电流互感器的内部构造、饱和问题以及在变电站中的运用等。在实际工作中，要防止互感器中接线、配置的失误，加强互感器验收工作，这样才能减少故障，避免事故发生。

参考文献

[1]　江苏省电力公司．电力系统继电保护原理与实用技术

[R]．2009．

感应电流精选4篇篇三

当电流方向与磁场方向不垂直的时候，我们把它分解成与磁场平行的方向和与磁场垂直的方向，与磁场平行方向由于没有引起磁通量的变化故为零。将一根直导线AB至于磁场中，并将该导线与测量电流的电流表相连。

当导线AB从左向右与磁场作相对运动时，导线切割了磁力线，在AB导线中产生感应电动势，由于这是闭合电路，此电动势在回路中产生感应电流。所以电流表读数出现偏转。

（来源：文章屋网）

感应电流精选4篇篇四

关键词：电流互感器；10%误差曲线；继电保护

中图分类号：[TM452] 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2013）-12-0258-01

10%误差曲线是保护用电流互感器的一个重要的基本特性。保护用电流互感器的工作特点不同于测量用电流互感器，它要求当电气设备发生事故时，启动相应的保护装置，切除故障设备。继电保护装置整定的动作电流通常比电气设备正常运行时的工作电流大几倍甚至几十倍，为了保证继电保护装置的正确动作，不因为饱和及误差带来拒动规程规定保护用电流互感器，在一次侧负载和一次电流为已知的情况下，电流互感器的电流误差不得超过10%。电流互感器10%误差曲线是指在电流误差为10%的条件下，一次电流对其额定电流的倍数M与电流互感器允许的二次负载的关系曲线。

一、电流互感器产生误差的原因

从电磁感应的工作原理上看，电流互感器为了正常工作所必须的激磁功率是产生误差的基本原因。不论电流倍数加大，或是二次负载增加，它们的结果都引起电流互感器感应电动势E2（E2=IoχZ2总，Z2总=Z2N+Z2W，Z2N是电流互感器自身二次绕组阻抗，Z2W是外电路二次负载）的升高，互感器的铁芯和二次绕组匝数W2制造时已定，E2的升高就是电流互感器铁芯中磁通密度和激磁功率的升高。电流互感器的激磁功率只能来自于它的电源侧――一次绕组。也就是说一次绕组电流有更多份额未能变换反映到二次电路中去，其结果是误差分量的扩大。特别在铁芯接近磁饱和时，稍升高E2，耗用的激磁功率就剧增，所以10%误差曲线是10%负误差曲线

1、电流互感器10%误差曲线

电流互感器LA1―10―400/5的10%误差曲线如图1，由曲线可看出，一次电流倍数越大，相应允许的二次负载越小。

2、励磁特性曲线

在运行单位或安装现场，测试电流互感器的10%误差曲线是很困难的，现场通常进行励磁特性曲线试验，并利用它的励磁特性曲线进行10%误差校核。励磁特性曲线试验的接线见图2。试验时，电流互感器一次绕组开路，从二次绕组通入50Hz交流电流，测得各电流值二次绕组端子上的电压值，即可绘出励磁特性曲线，见图3。

二、电流互感器二次负载校核计算

1、动作电流的取用

继电保护整定计算中，因根据保护用电流互感器10%的误差曲线进行二次负载的校核计算，校核计算取用的电流倍数M可分别情况考虑。

对一般的继电保护装置，可按最大整定动作电流，如采用I阶段动作电流至互感器额定电流的倍数，就是电流互感器的二次负载不可大于按这个倍数M从10%误差曲线上查得的对应的允许值。按最大整定动作电流校核合格的话，对最大短路电流来说，虽电流倍数更大，误差亦可能超过10%，但它的二次电流绝对值必定大于整定动作电流（二次值），所以不会影响保护装置的正确动作，故亦不需要按电器设备最大短路电流去校核10%误差曲线。至于按最大短路电流校核电流互感器的动、热稳定，还是必要的。对用于差动保护的电流互感器，一方面要求在保护范围区内故障时保护装置能可靠动作；另一方面，差动保护两端（对三点差动保护就是三端）电流互感器由于励磁特性的差异而产生差动回路的不平衡电流，在任何非区内故障情况下都不允许它引起差动保护误动作。电流倍数越大时，电流互感器特性的差异也越趋明显；当发生区外最大穿越性短路电流时不平衡电流最为严重。所以对差动保护，应按最大穿越性短路电流来校核各端电流互感器的10%误差曲线。

2、二次负载校核

根10%误差曲线校核电流互感器的二次负载，举例说明校核电流互感器容许二次负载的方法。

某变电所变压器差动保护10kV侧电流互感器型号是LA1―10―400/5，次级为星形接线，“D”级的10%误差曲线如图1。该变压器10kv侧最大穿越性短路电流为2875A。

计算穿越性故障电流对额定电流的倍数：

M=2875/400X1.5=10.8

式中：1.5是非周期分量系数

按M=10.8倍查图1的允许二次负载为0.95Ω。电流互感器二次侧负载为0.82Ω时，小于10%误差容许的0.95Ω，满足要求。

三、电流互感器10%误差曲线校核

1、实测校核

某用户变电所的变压器高压开关柜，应用电流互感器二次电流通过继电器GL―25/10常闭接点作交流脱扣器的旁路，构成交流操作的保护接线。电流互感器用两相不完全星形接法。机构是CT―8型弹簧操动机构，柜内电流互感器型号为LA1―10―200/5。变压器低压出口短路时，高压测故障电流928A。

继电器反时限元件整定动作电流考虑上、下级配合，取6A、1S（二倍动作电流）。GL―25/10速动元件动作电流：I=1.5x928x5/200=34.8A。取6倍速动。

利用励磁特性曲线进行10%误差校核。

实测电流互感器二次负载Z2w=2.1Ω（连脱扣器阻抗），查资料LA1―10―200/5自身二次绕组阻抗值为0.369Ω。

Z2总=Z2N+Z2W=0.369+2.1=2.469Ω

当速动元件动作时，动作电流36A，需要电流互感器提供的二次电势E2=36Ax2.469Ω=89V。由图3可见LA1―10―200/5的励磁饱和电势为60V，不可能提供89V电势；若要保证速动元件可靠动作，从满足10%误差的要求来看，即36Ax10%=3.6A，在图3上对应的励磁电压不能超出58V。校

核结果表明电流互感器不满足保护要求，也就是说在这种情况下，不能保证开关速动跳闸。

此时注意一点，与利用10%误差曲线校核电流互感器二次负载不同；在用励磁特性曲线和整定电流通过二次阻抗所必须的二次电势进行校核时，必须计入电流互感器自身的二次绕组阻抗。

2、采取的措施

在设计计算或现场校核中，为保证在故障情况下继电保护装置能正确可靠地动作，可采取以下一些方法：

（1）减少二次负载，如当电流互感器与保护装置之间的引接电缆较长时，可采用截面大一些的或双芯并作一相。

（2）选用较大变流比的电流互感器。采用较大变流比后，校核误差的一次电流值不变，对互感器一次额定电流的倍数M就较小了。

（3）电流互感器选型时采用10%误差曲线较高的产品，如LA1―10改用LDZ―10型，后者的曲线比前者高的多，

（4）高压电流互感器通常每台由二次互感器元件组成，若把它的二次级绕组串接使用，能提高容许二次负载值。

四、当电流互感器不满足10%误差要求时，应采取以下措施：

（1）改用伏安特性较高的电流互感器二次绕阻，提高代负荷的能力；

（2）提高电流互感器的变比，或采用额定电流小的电流互感器；以减小电流倍数m10；

（3）串联备用相同级别电流互感器二次绕组，使负荷能力增大一倍；