CN104701003A - 一种电流互感器的电气接线回路 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种电流互感器的电气接线回路，包括一次绕组和二次绕组，一次绕组由依次连接的第一导线、互感器外侧连接片、串联导电连接板和第二导线组成，具有三个一次电流接线端子，可实现并联接线和串联接线两种接线方式，从而使电流互感器实现两种不同的电流变比；二次绕组至少设置有三个二次电流接线端子，通过改变接线方式，可使电流互感器至少实现两种不同的电流变比。因此，在无需更换电流互感器的情况下，通过配合选用一次绕组和二次绕组的电流接线端子，即可满足用户对多电流变比的使用要求。
Description
技术领域
本发明涉及电流互感器技术领域，更具体的说，涉及一种电流互感器的电气接线回路。
背景技术
电流互感器作为电力系统中重要的电气设备，用于将一次回路中的大电流变换成二次小电流，以实现对电力设备相关参数的测量、计量、监控和保护，因此，电流互感器的正确可靠运行，对电力系统的安全运行起着重要的作用。
由于用户生产运行方式调整、设备升级改造或季节生产特点等原因，常常出现电力负荷变化较大的情况，因此，单一的电流变比已不能满足用户的需求。目前，常用的解决方案是根据实际需求更换不同电流变比的电流互感器，这种做法虽然可以满足用户的需求，但是，更换电流互感器的过程较为繁琐，同时，更换电流互感器的过程很容易导致接线不正确、不规范造成保护装置误动、拒动、电能计量和指示仪表的不准确，从而危及供电设备的安全可靠运行。因此，如何提供一种电流互感器的电气接线回路，在无需更换电流互感器的情况下仍能满足用户对多电流变比的需求是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种电流互感器的电气接线回路，以实现在无需更换电流互感器的情况下仍能满足用户对多电流变比的需求。
一种电流互感器的电气接线回路，包括：一次绕组和二次绕组；
所述一次绕组包括：第一导线、第二导线、互感器外侧连接片和串联导电连接板，所述第一导线依次通过所述互感器外侧连接片和所述串联导电连接板与所述第二导线连接，且所述第一导线和所述第二导线均穿过铁芯，当所述第一导线的两端作为所述一次绕组的一次电流接线端子时，所述一次绕组为并联接线，当所述第一导线未与所述互感器外侧连接片连接的一端和所述第二导线未与所述串联导电连接板连接的一端作为所述一次绕组的一次电流接线端子时，所述一次绕组为串联接线；
所述二次绕组至少设置有三个二次电流接线端子。
优选的，所述二次绕组为多个，分别为保护绕组、备用保护绕组、测量绕组和计量绕组。
优选的，所述保护绕组、所述备用保护绕组、所述测量绕组和所述计量绕组的绕组匝数相同且绕向一致。
优选的，所述二次绕组为具有独立铁芯的二次绕组。
优选的，所述二次绕组的三个所述二次电流接线端子中的两个所述二次电流接线端子用于连接负载。
优选的，所述二次绕组中用于连接负载的两个所述二次电流接线端子中，用于二次电流流回所述二次绕组的二次电流接线端子连接接地端。
优选的，所述二次绕组中未与负载连接的二次电流接线端子用于连接接地端。
优选的，所述一次绕组流入一次电流的一次电流接线端子和所述二次绕组流出二次电流的二次电流接线端子为同极性端标注的电流接线端子。
从上述的技术方案可以看出，本发明提供了一种电流互感器的电气接线回路，包括一次绕组和二次绕组，一次绕组由依次连接第一导线、互感器外侧连接片、串联导电连接板和第二导线组成，具有三个一次电流接线端子，其中进线电流端子一个，出线电流端子两个可实现并联接线和串联接线两种接线方式，从而使电流互感器实现两种不同的电流变比；二次绕组至少设置有三个二次电流接线端子，通过改变接线方式，可使电流互感器至少实现两种不同的电流变比。因此，在无需更换电流互感器的情况下，通过配合选用一次绕组和二次绕组的电流接线端子，即可满足用户对多电流变比的使用要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的一种电流互感器的电气接线回路的电路图；
图2为本发明实施例公开的一种电流互感器的电气接线回路的电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种电流互感器的电气接线回路，以实现在无需更换电流互感器的情况下仍能满足用户对多电流变比的需求。
参见图1，本发明实施例提供的一种电流互感器的电气接线回路的电路图，包括：一次绕组和二次绕组；
其中，
一次绕组包括：第一导线11(第一导线11的两端为图1中的标记P1和C2)、第二导线12(第二导线12的一端为图1中的标记P2)、互感器外侧连接片C3和串联导电连接板C1，第一导线11依次通过互感器外侧连接片C3和串联导电连接板C1与第二导线12连接，且第一导线11和第二导线12均穿过铁芯(图1中未示出)，当第一导线11的两端作为一次绕组的一次电流接线端子时，一次绕组为并联接线，当第一导线11未与互感器外侧连接片C3连接的一端(即图1中的标记P1)和第二导线12未与串联导电连接板C1连接的一端(即图1中的标记P2)作为一次绕组的一次电流接线端子时，一次绕组为串联接线；
具体的，当来自电网的一次电流I1从一次电流接线端子P1流入，从一次电流接线端子C2流出时，一次绕组为并联接线；当来自电网的一次电流I1从一次电流接线端子P1流入，从一次电流接线端子P2流出时，一次绕组为串联接线。因此，一次绕组通过并联接线和串联接线两种接线方式，可以使电流互感器获得两种不同的电流变比。
二次绕组至少设置有三个二次电流接线端子。
具体的，参见图1，二次绕组的中间(优选正中间)设有一个中间抽头，抽头上设有二次电流接线端子S2，二次绕组的首端、中间和末端各引出一个接线端子，分别为二次电流接线端子S1、二次电流接线端子S2和二次电流接线端子S3，通过选用不同的二次电流接线端子，能实现两种不同的电流变比。
电流互感器的电气接线回路的工作原理具体如下：
电流互感器一次电流的变比是通过改变一次电流接线端子的接线位置，即通过改变一次绕组串联接线和并联接线两种接线方式，改变一次绕组穿过铁芯的匝数。当一次绕组为串联接线方式时，相当于铁芯中穿两匝；当一次绕组为并联接线方式时，相当于铁芯中穿一匝，根据一次电流I1、二次电流I2与一次匝数N1、二次匝数N2变比的关系式I1/I2＝N2/N1＝K(K为电流变比)，在二次绕组匝数相同的情况下，铁芯中穿一匝的一次绕组(并联接线)的电流变比是铁芯中穿两匝的一次绕组(串联接线)的电流变比的二倍，因此，一次绕组通过并联接线和串联接线两种接线方式，可以使电流互感器获得两种不同的电流变比。
假设电流互感器的二次绕组的首端、正中间和末端各引出一个接线端子，则电流互感器二次电流的变比是通过选用二次绕组首末端和二次绕组正中间抽头上的接线端子中的两个端子进行接线的，中间抽头是从二次绕组的正中间引出接线端子，将二次绕组匝数一分为二，根据一次电流I1、二次电流I2与一次匝数N1、二次匝数N2变比的关系式I1/I2＝N2/N1＝K(K为电流变比)，在一次匝数N1不变，当二次匝数N2增大一倍时，电流变比K增加一倍，因此从二次绕组首末端端子接线的电流变比是从首端与中间抽头端接线的电流变比的两倍。因此，二次绕组通过改变二次回路的接线方式，可以使电流互感器获得两种不同的电流变比。
假设电流互感器的一次绕组采用串联接线(即一次绕组接一次电流接线端子P1和一次电流接线端子P2)，二次绕组的二次电流接线端子S1和二次电流接线端子S3连接负载01时，电流变比为300/5；
则一次绕组采用串联接线(即一次绕组接一次电流接线端子P1和一次电流接线端子P2)，二次绕组的二次电流接线端子S1和二次电流接线端子S2连接负载01时，电流变比为150/5；
一次绕组采用并联接线(即一次绕组接一次电流接线端子P1和一次电流接线端子C2)，二次绕组的二次电流接线端子S1和二次电流接线端子S3连接负载01时，电流变比为600/5；
一次绕组采用并联接线(即一次绕组接一次电流接线端子P1和一次电流接线端子C2)，二次绕组的二次电流接线端子S1和二次电流接线端子S2连接负载01时，电流变比为300/5。
可见，本实施例中，通过改变一次绕组和二次绕组的接线方式，可得到三种不同的电流变比，即电流变比分别为600/5、300/5和150/5。
综上可以看出，本发明提供的电流互感器的电气接线回路，包括一次绕组和二次绕组，一次绕组由依次连接的第一导线、互感器外侧连接片、串联导电连接板和第二导线组成，具有三个一次电流接线端子，可实现并联接线和串联接线两种接线方式，从而使电流互感器实现两种不同的电流变比；二次绕组至少设置有三个二次电流接线端子，通过改变接线方式，可使电流互感器至少实现两种不同的电流变比。因此，在无需更换电流互感器的情况下，通过配合选用一次绕组和二次绕组的电流接线端子，即可满足用户对多电流变比的使用要求。
需要说明的是，本申请中的二次绕组为具有独立铁芯的二次绕组，二次绕组的三个二次电流接线端子中的两个二次电流接线端子用于连接负载01，二次绕组中用于连接负载的两个二次电流接线端子中，用于二次电流流回所述二次绕组的二次电流接线端子连接接地端，该接地端子与电流互感器的底座可靠连接。
当然，二次绕组中未与负载01连接的二次电流接线端子也可单独连接接地端。
在实际应用中，上述实施例中的二次绕组为多个，具体参见图2，本发明另一实施例提供的一种电流互感器的电气接线回路的电路图，二次绕组为四个，从左向右依次为保护绕组、备用保护绕组、测量绕组和计量绕组；
其中，这四个二次绕组均为设有中间抽头的二次绕组，每个二次绕组都有独立的铁芯，也就是说，每个铁芯上只有一个二次绕组，共有四个铁芯，一次绕组的第一导线和第二导线同时穿过这四个铁芯。
需要说明的是，不同性质的二次绕组准确度等级不一样，在本实施例中，保护绕组和备用保护绕组的准确度等级为5P20，测量绕组的准确度等级为0.5，计量绕组的准确度等级为0.2S。
保护绕组、备用保护绕组、测量绕组和计量绕组的匝数相同且绕向一致，各二次绕组可根据自身需要，通过选择不同的接线方式，得到满足自身要求的电流变比。
需要说明的是，本发明为确保电能计量(可参见图2中的计量电能表kWh)、指示仪表(可参见图2中的电流表A)的正确以及保护装置02动作的可靠性，还提供了二次绕组回路正确、规范的接线方法，具体如下：
1、同极性端标注：根据电流互感器减极性标注的原则，对一二次绕组接线端子进行同极性端标注，也就是说，当一次绕组从标注为同极性端的一次电流接线端子流入一次电流时，二次绕组中感应出的二次电流从标注为同极性端的二次电流接线端子流出；
2、二次绕组与铁芯的接线形式：对设有中间抽头的二次绕组，接线前应区分各二次绕组是具有独立铁芯还是共用一个铁芯；
3、磁路闭合原理：对于具有独立铁芯的二次绕组，二次绕组的二次磁路全部或是至少一部分必须是闭合的；共用同一铁芯的带抽头接线的二次绕组，当二次绕组的一部分二次磁路闭合后，二次绕组的其它剩余绕组部分不得再次连接；
4、磁动势平衡原理：根据电磁感应和磁动势平衡的原理，在二次绕组中感应出电流I2，并以二次磁动势I2N2去抵消一次磁动势I1N1，存在的磁动势平衡方程为：I1N1+I2N2＝0。其中一、二次绕组中流过电流的比值I1/I2称为电流变比。可知，改变一次绕组或二次绕组的匝数，就能改变电流变比。
5、二次绕组接地：每个二次绕组有一端必须接地，且各二次绕组的所有接地端子均应与电流互感器底座可靠连接，且只能一点接地。
具体到本实施例中，参见图2所示，假设一次绕组为串联接线，且一次电流I1由一次电流接线端子P1进入，从一次电流接线端子P2流出。
根据电流互感器减极性标注原则，一次电流接线端子P1与二次电流接线端子1S1(或2S1或3S1或4S1)为同极性端，用符号“●”进行标注，因此，二次绕组接线时，二次电流I2应从二次电流接线端子1S1(或2S1或3S1或4S1)流出进入负载，再流回二次电流接线端子1S2(或2S2或3S2或4S2)或是1S3(或2S3或3S3或4S3)，也就是说，电流互感器一二次绕组极性接线应正确。如果极性接线错误，对于保护绕组，将可能造成保护装置02错误动作致开关跳闸；对于测量绕组或计量绕组，可能造成电流指示仪表不准确或电量的流失。
保护绕组接线时，二次电流I2从二次电流接线端子1S1流出进入保护装置02，再流回二次电流接线端子1S2，二次电流接线端子1S2连接接地端，二次电流接线端子1S3空着。原因为：由于二次电流接线端子1S1、二次电流接线端子1S2和二次电流接线端子1S3之间的绕组共用同一铁芯，该种接线方式下，二次电流I2在二次电流接线端子1S1和二次电流接线端子1S2间流动，其产生的二次磁通对一次磁通起去磁作用，而主磁通密度很小，故不会在二次电流接线端子1S2和二次电流接线端子1S3之间产生高压。同时，二次电流接线端子1S2和二次电流接线端子1S3不得短接，否则，一次电流I1将会在二次电流接线端子1S1、二次电流接线端子1S2和二次电流接线端子1S2、二次电流接线端子1S3两个并联的绕组中间同时产生磁通，从而使电流互感器产生误差，造成电流变比增大，二次侧绕组只能输出很小的二次电流I2，从而可能造成保护装置拒动。
备用保护绕组作为备用时，应将二次电流接线端子2S1和二次电流接线端子2S3短接(或是二次电流接线端子2S1、二次电流接线端子2S2和二次电流接线端子2S3中任何两个电流接线端子短接)，并将二次电流接线端子2S3可靠接地。因为备用保护绕组与其它的二次绕组是绕在不同的铁芯上，各个铁芯和一二次绕组有独立的磁动势平衡方程式，故需要将不使用的二次绕组短接，否则，会因为二次绕组开路，导致一次磁动势全部用于励磁，造成铁芯过度饱和，使铁芯中的主磁通密度大大增加，从而在二次绕组产生高电压，对人体和设备安全带来危险。
测量绕组接线时，二次电流I2从二次电流接线端子3S1流出进入电流表A，再流回二次电流接线端子3S2。二次电流接线端子3S2和二次电流接线端子3S3之间不得短接，二次电流接线端子3S2连接接地端。该种接线方式下，若二次电流接线端子3S2和二次电流接线端子3S3短接，一次电流I1将会在二次电流接线端子3S1、二次电流接线端子3S2和二次电流接线端子3S2、二次电流接线端子3S3这两个并联的绕组中间同时产生磁通，从而使电流互感器产生误差，造成电流变比增大，导致测量结果产生较大的测量负误差，进而不能反映一次电流I1的真实情况。
计量绕组接线时，二次电流I2从二次电流接线端子4S1流出进入电能表kWh的电流线圈，再流回二次电流接线端子4S3。二次电流接线端子4S2空着，且二次电流接线端子4S3连接接地端。若将二次电流接线端子4S2和二次电流接线端子4S3短接，二次侧将出现二次电流接线端子4S1、二次电流接线端子4S3和二次电流接线端子4S2、二次电流接线端子4S3这两个相互并联的绕组同时存在的情况，一次侧的负荷电流将在这两个并联绕组中同时产生磁通，即形成了二次电流接线端子4S1、二次电流接线端子4S3和二次电流接线端子4S2、二次电流接线端子4S3两个磁动势回路，导致通过电能表kWh的二次电流I2不能反映一次电流I1的真实情况，电流变比也由一个固定值变成随一次电流I1的大小变化的变化值，从而造成电流变比增大，产生较大的计量负误差。
综上可以看出，电流互感器二次侧有一端必须接地，以防止一二次绕组绝缘击穿时，一次侧高压窜入二次侧，危及人身和设备安全。同时，各二次绕组的所有接地端子均应与电流互感器底座可靠连接，且只能一点接地。
可以得出，采用上述二次绕组接线方法，可以确保电能计量、指示仪表的正确以及保护装置动作的准确可靠。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种电流互感器的电气接线回路，其特征在于，包括：一次绕组和二次绕组；
所述一次绕组包括：第一导线、第二导线、互感器外侧连接片和串联导电连接板，所述第一导线依次通过所述互感器外侧连接片和所述串联导电连接板与所述第二导线连接，且所述第一导线和所述第二导线均穿过铁芯，当所述第一导线的两端作为所述一次绕组的一次电流接线端子时，所述一次绕组为并联接线，当所述第一导线未与所述互感器外侧连接片连接的一端和所述第二导线未与所述串联导电连接板连接的一端作为所述一次绕组的一次电流接线端子时，所述一次绕组为串联接线；
所述二次绕组至少设置有三个二次电流接线端子。
2.根据权利要求1所述的电气接线回路，其特征在于，所述二次绕组为多个，分别为保护绕组、备用保护绕组、测量绕组和计量绕组。
3.根据权利要求2所述的电气接线回路，其特征在于，所述保护绕组、所述备用保护绕组、所述测量绕组和所述计量绕组的绕组匝数相同且绕向一致。
4.根据权利要求1所述的电气接线回路，其特征在于，所述二次绕组为具有独立铁芯的二次绕组。
5.根据权利要求1所述的电气接线回路，其特征在于，所述二次绕组的三个所述二次电流接线端子中的两个所述二次电流接线端子用于连接负载。
6.根据权利要求1所述的电气接线回路，其特征在于，所述二次绕组中用于连接负载的两个所述二次电流接线端子中，用于二次电流流回所述二次绕组的二次电流接线端子连接接地端。
7.根据权利要求1所述的电气接线回路，其特征在于，所述二次绕组中未与负载连接的二次电流接线端子用于连接接地端。
8.根据权利要求1所述的电气接线回路，其特征在于，所述一次绕组流入一次电流的一次电流接线端子和所述二次绕组流出二次电流的二次电流接线端子为同极性端标注的电流接线端子。
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