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1、实验一 电流互感器特性实验一实验目的1. 熟悉电流互感器的结构和工作原理。2. 掌握电流互感器的使用方法。二实验原理及说明1. 结构和工作原理 电流互感器的结构和基本原理如图1-1 所示，它由铁芯、一次线圈、二次线圈、接线端 子及绝缘支持物组成，它的铁芯是由硅钢片叠制而成的。电流互感器的一次线圈与电力系统 的线路相串联，能流过较大的被测电流11,它在铁芯内产生交变磁通，使二次线圈感应出相 应的二次电流（通常互感器的二次线圈为5A或1A）。若忽略励磁损耗，一次线圈与二次线 圈有相等的安匝数：ilwl=i2w2.图1-1电流互感器的结构和基本原理图其中，w1为一次线圈的匝数，W2为二次线圈的匝数。
2、电流互感器的电流比 尺二/“产叫朋/。电流互感器的一次线圈直接与电力系统的高压线路相连接，因此电流互感 器的一次线圈对地必须采用与线路的高压相应的绝缘支持物，以保证二次回路的设备和人身 安全。二次线圈与仪表、继电保护装置的电流线圈串联成二次回路。2. 电流互感器的极性 在直流电路中，电源的两个端子有正、负之分，而在交流电路中，电流的方向随时都在 改变，因此，很难确定哪是正极，哪是负极。但是，我们可以假定在某一瞬间，线圈的两个 头必定有一个是电流流入，另一个头流出，二次线圈按感应出来的电流也同样有流出和流入 的方向，所谓电流互感器的极性，就是指他的一次线圈和二次线圈间的方向的关系。按照规 定，电
3、流互感器的首端标为P，末端标为P2，二次线圈的首端标为S，末端标为S2。在接 线图中，P1和S1称为同极性端，p2和S2称为同极性端。假定一次电流I1从首端P流入,从末端P2流出时，感应出的二次电流是从首端S流出， 从尾端S2流入；或者当电流互感器一、二次线圈同事在同性极性端子流入时，它们在铁芯 中产生的磁通方向是一致的，这样，电流互感器的极性标志称为减极性。（见图 1-2）反之， 将S1和s2的标志调换一下就称为加极性。我们使用的电流互感器，除特殊情况外，均采用 减极性标志。如果电流互感器的极性错误预先没有检查出来，或者在接线时将其极性弄错，那么，将 它用在继电保护回路中，将会引起继电保护装
4、置的误动作，如果用在仪表计量回路中，就会 影响测量仪表指示的正确性和计量的准确性。例如，对于不完全醒醒界限的电流互感器，若 其中任何一相电流互感器的极性接线有错误，电流回路中就会出现一相电流（合成电流）大 于其他两相电流的空3倍。若两相电流互感器的二次极性端子的极性都接错，那么，虽然二 次侧的三相电流仍然保持着平衡，但是，与相应的一次电流的相位相差了180，这会使电 度表反转。因此，电流互感器的极性必须接线正确。3. 电流互感器二次线圈不能开路 运行中的电流互感器其二次侧所接的负荷均为仪表或继电器的电流线圈等，阻抗非常 小，基本上运行于短路状态。这样，由于二次电流产生的磁通和一次电流产生的磁通
5、方向相 反，故能使铁芯中的磁通密度维持在一个较低的水平，通常在0.1T之下。此时电流互感器 的二次电压也很低。当运行中电流互感器的二次线圈开路，一次侧的电流仍然维持不变，而二次电流等于零， 则二次电流产生的去磁磁通也消失了。这样，一次电流就会全部变成励磁电流，使电流互感 器的铁芯骤然饱和，此时铁芯中的磁通密度高达1.8T以上。由于铁芯的严重饱和，将产生 一下几种后果：（1）由于磁通饱和，电流互感器的二次侧将产生数千伏的高压，而且磁通的波形变成了 平顶波，因此，使二次产生的感应电动势出线了尖顶波，对二次绝缘构成了威胁，对于设备 运行人员有危险；(2) 由于铁芯的骤然饱和使铁芯损耗增加，严重发热，
6、绝缘有烧坏的可能；(3) 将在铁芯中产生剩磁，使电流互感器的比差和角度增大，影响了计量的准确性； 所以，电流互感器在运行中是不能开路的。4. 电流互感器的误差 在理想的电流互感器中，励磁损耗电流为零，由于一次线圈和二次线圈被同一交变磁 通所交链，则在数值上一次线圈和二次线圈的安匝倍数相等，平且一次电流和二次电流的相 位相同。但是，在实际的电流互感器中，由于有励磁电流存在，所以，一次线圈和二次线圈 的安匝数不相等，平且一次电流和二次电流的相位也不相同。一次，实际的电流互感器通常 有电流比误差和相位上的角度误差。所以，根据这一特性，我们可以通过对比电流一次侧和 二次侧的电流数据，分析电流互感器的误
7、差。三实验内容和步骤实验接线图1-3 接线。9IMry-xll.Oxll.Oc*12.0N912.0 xll.O?155xll.OE -xll.Oxll.O宅Oxll.O护、I ,l2.Oxll.Ol2.O图1-3实验接线图1. 按照实验接线图接线，检测其中一项，这里我们选择B相。B相的主线路串联一个 交流电流表， B 相互感器串联一个交流表。(用电流互感器测量电流时，没有进行测量的其 他两相电流互感器的出口一定要短接，不能开路。)2. 将电流表打在2A档。3. 将三相调压器左旋到底，AB段和BC段故障设置旋钮右旋到底。在确认无误之后上 电。将保护转换开关打在B站保护，模拟BC段短路故障。4将
8、三相调压器调节到110V,模拟三相短路故障，调节BC段故障设置旋钮从II段缓 慢旋转到I段，观察主线路的电流数据，根据电流变化记录6组数据，将数据记入表中，记 录完成后检测其他相的电流。5. 由于选用的电流互感器的变比是 1:1，主回路的电流应该和电流互感器的电流一致， 但由于存在误差，所以允许少量偏差。6. 实验结束后，将故障设置旋钮右旋到底，三相调压器左旋到底，切换电源。表 1-1 一次侧电流和二次侧电流的比较123456一次侧电流（A）二次侧电流（A）四实验报告实验中，请同学们认真记录数据。在实验结束后，要认真分析实验数据，熟练掌握电流互感器的正确接线，按实验报告编写的格式和要求写出实验报告和实验体会。
