第二章电流互感器原理

72 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 21。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 21 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 Zb 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 21 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 N1 的乘积11NI，二次磁动势为二次电流2I 与二次绕组匝数N2 的乘积22NI。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 。因此可写出磁动势平衡方程式 102211NININI，A (21) 式中 1I  一次电流，A； 2I  二次电流，A； 0I  励磁电流，A； N1  一次绕组匝数； 图 21 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 2S S1 1I P1 P2 2I S1 S2 Zb 2U 1U 3 2 1 4 m 73 N2  二次绕组匝数； 式（21）还可写成 01221INNII，A 或者写成 021III，A (22) 在电流互感器中，通常又将电流与匝数的乘积称为安匝，11NI称为一次安匝，22NI称为二...