电力系统的一次电压很高,电流很大,且运行的额定参数千差万别,用以对一次系统进行测量、控制的仪器仪表及保护装置无法直接接入一次系统,一次系统的大电流需要使用电流互感器进行隔离,使二次的继电保护、自动装置和测量仪表能够安全准确地获取电气一次回路电流信息。
MBS电流互感器有电磁式电流互感器和电子式电流互感器两种,下面介绍的是MBS电流互感器。
MBS电流互感器原理是依据电磁感应原理制成的。电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。它的一次侧绕组匝数很少,串在需要测量的电流的线路中,因此它经常有线路的全部电流流过,二次侧绕组匝数比较多,串接在测量仪表和保护回路中,电流互感器在工作时,它的二次侧回路始终是闭合的,因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小,电流互感器的工作状态接近短路。
基本原理
MBS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,一次绕组的匝数较少,直接串联于电源线路中,一次负荷电流I1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I2。二次绕组的匝数较多,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。由于一次绕组与二次绕组有关系I1N1=I2N2,电流互感器额定电流比为。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。
MBS电流互感器其本身结构不设一次绕组,载流导线由L1至L2穿过由硅钢片擀卷制成的圆形(或其他形状)的铁心,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。
MBS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。当需要某变比时,就将其对应的二次绕组抽头取出接线使用。此种电流互感器的优点是可以根据负荷电流变比,调换二次接线端子的接线来改变变比,而不需要更换电流互感器,给使用提供了方便。
MBS电流互感器的型号
MBS电流互感器的型号是由2~4位拼音字母及数字组成。通常能表示出电流互感器的线圈型式、绝缘种类、导体的材料及使用场所等。横线后面的数字表示绝缘结构的电压等级(4级)。电流互感器型号中字母的含义如下:
字母:L—电流互感器
第二字母:A—穿墙式;Z—支柱式;M—母线式;D—单匝贯穿式;V—结构倒置式;J—零序接地检测用;W—抗污秽;R—绕组裸露式
第三字母:Z—环氧树脂浇注式;C—瓷绝缘;Q—气体绝缘介质;W—与微机保护
第四字母:B—带保护级;C—差动保护;D—D级;Q—加强型;J—加强型ZG
第五数字:电压等级 产品序号
电流互感器的作用
电流互感器的作用之一就是用于测量,经常用于计费或测量运行中设备的电流大小。在对大的交变电流进行测量时,为方便仪表测量,并且降低直接测量高压电的危险性,经常需要使用电流互感器将其转变为较统一的电流,在此,电流互感器就起到变流和电气隔离的作用。电流互感器将高电流按要求成比例的转换为低电流,用于测量时将电流互感器的一次侧接一次系统,二次侧接测量仪表或继电保护装置等。
电流互感器的作用之二就是用于保护,经常与继电装置配合使用,当线路发生短路或者过载等故障时,电流互感器就向继电装置发送信号使其切断故障电路,从而达到保护供电系统安全的目的。保护用电流互感器不同于测量用电流互感器,其需要在电流比正常电流大几倍或几十倍的情况下仍可以有效的进行工作,并且其要求绝缘可靠、具有足够大的准确限值系数、具有足够的热稳定性和动稳定性。
MBS电流互感器的主要参数
额定电流变比
额定电流变比是指一次额定电流与二次额定电流之比(有时简称电流比)。额定电流比一般用不约分的分数形式表示,如一次额定电流I1e和二次额定电流I2e分别为100、5 A,则KI=I1e/I2e=100/5。所谓额定电流,就是在这个电流下,互感器可以长期运行而不会因发热损坏。当负载电流超过额定电流时,叫作过负载。如果互感器长期过负载运行,会把它的绕组烧坏或缩短绝缘材料的寿命。
准确度等级
由于电流互感器存在着一定的误差,因此根据电流互感器允许误差划分互感器的准确度等级。国产电流互感器的准确度等级有0.01、0.02、0.05、0.1、0.2.0.5、1.0、3.0、5.0、0.2S级及0.5S级。0.1级以上电流互感器,主要用于试验室进行精密测量,或者作为标准用来检验低等级的互感器,也可以与标准仪表配合,用来检验仪表,所以也叫作标准电流互感器。用户电能计量装置通常采用0.2级和0.5级电流互感器,对于某些特殊要求(希望电能表在0.05~6A之间,即额定电流的1%~120%之间的某一电流下能作准确测量)可采用0.2S级和0.5S级的电流互感器。
计量、测量一般采用0.1、0.2、0.5等,如0.5级表示在额定工况下,电流互感器的传递误差不大于0.5%。保护一般采用P级,如5P20表示在20倍额定电流下的误差为5%,所以保护级虽然精度不如测量级,但具有很强的抗饱和能力。