电流互感器浅谈

2024-04-02

本文技术支持:研发部-刘晨
电流互感器

电流互感器是什么?

互感器是由闭合的铁芯和绕组组成。而互感器在专业领域中又分为相序电流互感器与零序电流互感器。

CT:英文 phase-sequence current-transformer的缩写,中文名:相序电流互感器

ZCT:英文 Zero-phase-sequence current-transformer的缩写,中文名:零序电流互感器

电流互感器

大家肯定要问了,相序电流互感器与零序电流互感器他们都叫电流互感器,都由闭合的铁芯和绕组组成。那他们到底有什么不同呢?下面小编从几个不同方面来为大家分辨相序电流互感器与零序电流互感器的差异。

1.检测电流

相序电流互感器主要用于检测三相交流电的相序和有效值,而零序电流互感器主要用于检测火零线上的不平衡或零序电流,相序电流往往是安培级的电流,零序电流往往是毫安级别的电流。

2.工作原理

相序电流互感器与零序电流互感器的工作原理一样,都是基于电磁感应原理,将一次侧的电流转换成二次侧的电流或电压进行测量,区别在于零序电流互感器由于需要检测毫安级别的电流,需要使用磁导率更大的铁芯。

3.安装位置

相序电流互感器通常安装在需要检测相序和电流的设备上,如电动机变压器等。而零序电流互感器通常安装在电力系统的火零线上,用于监测整个系统的零序电流。

4.应用场景

相序电流互感器广泛应用于需要检测相序和电流的场合,如电机控制、电力系统监测等。而零序电流互感器则主要应用于火零线上的故障检测和保护。


综上所述,两者在工作原理、检测电流、安装位置和应用场景等方面都存在显著差异。从以上小编列举出来的几点想必大家对相序电流互感器与零序电流互感器已经有一定了解了。由以上4点可知相序电流互感器主要用于电流检测,而零序电流互感器主要用于剩余电流检测。




电流检测与剩余电流检测在以下几个方面存在差异


PART.1 检测目的


01 - 电流检测
主要目的是为了监测和控制电路中的电流,确保电流在规定的范围内以保证系统的正常运行。电流检测也用于故障诊断和预防性维护,例如过电流保护、电气火灾预防等。

02 - 剩余电流检测
主要目的是为了检测电路中的剩余电流,即当电路发生接地故障时,火丶零线上产生的电流差值(即电流矢量和不为零)。剩余电流检测主要用于接地故障的检测和隔离,以防止电气火灾和设备损坏等事故。

PART.2 检测原理


01 - 电流检测
通过测量电路中导线的磁场或导线的温度来间接测量电流。测量磁场的方法是利用安培环路定律,测量导线周围的磁场来推算出电流的大小;测量温度的方法是利用热效应原理,通过测量导线温度来推算出电流的大小。

02 - 剩余电流检测
通过测量相电流和中性线电流的差值(即矢量和)来检测剩余电流。正常情况下,三相电流和中性线电流的差值为零即剩余电流为零;当发生接地故障时,剩余电流不为零,可以通过测量剩余电流的大小和方向来确定故障的位置和类型。

PART.3 检测方式


01 - 电流检测
根据不同的应用场景和需求可以采用不同的检测方式。常见的有空心式(罗氏线圈)、磁环式(电磁感应式,磁通门式)、霍尔元件式,磁阻式等。这些方式中,磁通门式精度高、测量范围广,是目前应用最广泛的高精度电流检测方式。


02 - 剩余电流检测
常用的有零序电流互感器。零序电流互感器是将三相线和中性线穿过同一铁芯绕组,通过测量三相线和中性线电流的差值(即矢量和)来检测剩余电流。

PART.4 应用场景


01 - 电流检测
广泛应用于各种工业领域、家用电器等领域,用于监测和控制电路中的电流,保障设备和系统的正常运行。例如电动机的过载保护、电气火灾的预防等。


02 - 剩余电流检测
广泛应用于低压配电系统中,用于接地故障的检测和隔离。例如住宅配电系统、工业厂房、商业建筑等场所的接地故障保护等。



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而我们盛位电子为了满足各种应用场景推出了结合电流检测与剩余电流检测全新RCD模块产品MC003E1-J3,功能全,性能高,尺寸小,在行业内各方面均十分出色。

产品特性 Product Features


> 充电桩专用 B 型并适配 A+6 型板载式剩余电流保护模块
> All-in-One 高度集成数字式剩余电流动作指示
> 集成电流测量线圈(CT)

标准适配 Standard fit


> 满足 GB/T 41589 (IEC 62752) 模式二充电相关剩余电流动作特性要求
> 满足 GB/T 40820 (IEC 62955) 模式三充电 RDC-PD 相关剩余电流动作特性要求
> 满足 GB/T 22794 (IEC 62423) 基本剩余电流动作特性要求,并适配 DC 6mA测试需求


尺寸对照(1元硬币) Size comparison



在电力系统保护和监控领域,主回路和电流互感器是实现电流测量和保护功能的重要元件。准确辨识它们的同名端有助于保证电流测量的准确性,因此同名端的辨识在电力系统安全稳定运行中具有重要意义。下文将详细探讨主回路与电流互感器同名端的辨识方法,并针对实际应用中的一些常见问题进行分析。
电流互感器
同名端的定义


绕在同一磁路上的两个线圈L1、L2,在1、4端通入相同极性(接电源+极)的电流时,两个线圈所产生的磁通方向一致(图一,均指向左边);若磁通变化时,在两个绕组的1端、4端感应电动势极性一致(图二,电动势+极),那么线圈L1的1端和线圈L2的4端就是同名端,另外两个2、3端也是同名端,而1、3和2、4是异名端。从图中我们也可以看出,线圈的绕法决定了同名端、异名端,假如线圈L2绕法和L1一致,那么结果就和前面的相反了。


同名端的判别方法,如图一图二例子,可以从线圈的绕向利用右手螺旋定则就可很方便的判别同名端,如果看不到线圈的绕向,就只能采取测量的办法了,方法有很多,下面由小编列举几个分享给大家。

01 干电池、万用表(或者小量程电压表、微安表、安培表)法

第一步,先确定两个线圈的端头,并做好标记;第二步,将表接入L2线圈的两个端头(必须知道表针旋转方向与电流方向之间的关系),将干电池一负极接入L1的一头,另一头断开;第三步,用干电池的正极碰触L1的1端头,并观察表的指向。这种判断方法和原理是:干电池闭合瞬间,线圈L1会产生自感电动势,其极性为1+,2-,那么L2与L1是同名端的极性肯定也是+,通过仪表的指针摆向就可确定+端。这是接通瞬间,如果是接通以后打开瞬间,正好和上面的情况相反,也就是2+、1-,按照上面的办法继续判别就是了。如果线圈内阻比较大,可以再加一节干电池,如果仪表指针摆动幅度小,可以换量程更小一些的。


02 交流电压法

在L1线圈上接一低压交流电,并将线圈L1、L2的任意两个线头接在一起,用万用表分别测量电压U12、U34、U14若U14=U12+U34,说明2、3为异名端,反之为同名端。这种判别方法的原理是:首位相串联的话,电压相加;首首连接的话,电压反相,总电压相减。


03 干电池、led法

原理同第一种方法,这种方法更简单,我们知道led灯就是一个二极管,只要上+下-其才会发亮,干电池接触判别出自感电动势的+极,观察led灯的亮灭即可。





实际应用分析

1.在进行主回路与电流互感器同名端辨识时
应充分考虑系统的正常运行方式和故障状态下的电流分布情况。例如,对于单相接地故障,应确保电流互感器的安装位置能够准确检测到接地故障电流。

2.在选择和应用主回路与电流互感器时
应关注互感器的准确度等级、容量额定电流等参数。这些参数将直接影响电流测量的精度和保护装置的动作可靠性。

3.对于已经投运的电力系统
如需更改或扩展主回路与电流互感器的配置,应充分考虑对现有设备和接线的影响,并采取相应的安全措施和技术手段以确保系统的稳定性和可靠性。

4.加强对主回路与电流互感器同名端的日常检查和维护
定期进行校验和测试确保其准确性和可靠性。同时,建立完善的设备台账和技术档案,便于对设备进行跟踪管理和技术分析。


准确辨识主回路与电流互感器的同名端是电力系统安全稳定运行的重要保障。在实际应用中,应根据具体情况选择合适的辨识方法并关注相关设备和参数的选择与配置。同时加强设备的日常检查和维护工作,提高系统的可靠性和稳定性。通过不断优化和完善相关技术和方法,我们能够更好地保障电力系统的安全与可靠运行。