各种保护系统中的几乎所有AC保护继电器都由电流变压器提供的电流致动。测量具有低范围电压计的高幅度交流电流不是一种简单的方法。并且还必须在高电流下额定额定致力于这些高交交流。因此，电流变压器将电流转换从高电流到可测量的电流范围。电流互感器的具体应用涉及各种考虑因素，例如机械结构类型，初级电流的比例，绝缘类型（油或干式），热条件，精度，服务类型等。
大纲
电流变压器（CTS）
这是一种电流传感器，将给电流在次级的大小成比例的电流流过初级。用于将电源电路中的大电流转换为可测量电流范围的仪器和控制设备。此外，它们还能隔离电流表、其他测量仪器和控制设备与高压电源电路。它是最便宜和最简单的电流测量方法，超过了数字表和动圈叶片表的范围。
电流互感器的初级绕组由一个或多个具有大横截面积的匝组成，并与被检测到电流的电路串联。在棒型ct中，初级绕组只有一圈，这意味着导体本身作为初级绕组。用具有小截面面积的细丝制成的大量匝数的二次绕组。该绕组连接到继电器的工作线圈或仪表的电流线圈，如图所示。通常，电流互感器的二次端子在全电流或额定一次电流时输出5A或1A电流。
电流变压器的工作原理
电流互感器的操作类似于传统的电力变压器。另一方面，CTS基本上是升压电压变压器，这些是鉴于电流的降压变压器。这是因为在高压侧下方将是电流和低电压侧电流较高。当CT的主激励时，初级侧面安培转动在核心中产生磁场。与次级连接的这种磁通量引起EMF，并且该EMF驱动CT次级的电流。二次尝试中的电流要平衡主要安培转弯。因此，给出了初级和次要之间的关系
I1N1 = I2N2
I1 / i2 = n2 / n1
I1和I2 = n
这叫做电流互感器的变换比。
其中i1和i2分别是初级电流和次级电流
N1和N2分别为主匝和次匝
N为次绕组与一次绕组的匝数比。
例如，一个典型的100到5A电流互感器的标称比例为单初级匝与20次级匝的比例或1:20。由上式可知，通过二次电流表电流和电流比，我们可以很容易地确定流过与主路相连的一次电流表的电流。在电力变压器中，一次电流取决于二次电流。相比之下，CT的一次绕组直接与电源电路串联，其上的电压降非常小，因此一次电流与二次电流无关。
应该注意的是，当一次电流互感器通电时，二次电流互感器不应保持打开状态。如果二次电流开路，则二次电流为零，但实际上二次安培匝与一次安培匝相反。因此，一个未对抗的初级磁动势会在地核中产生一个大的磁通量，因为没有反次级磁动势。这导致更多的堆芯损失，从而增加堆芯的热量。此外，这将导致在一次侧和二次侧产生高电动势，导致绝缘损坏。因此，二次线圈必须与仪表的低阻电流线圈串联或简单短路是非常重要的。同时，为了避免冲击危险，二次侧必须与地面相连。在实践中，ct的二次端设有短路开关。
电流互感器的构造
电流互感器的结构可以是缠绕的或条形。伤口型CT类似于两个绕组传统变压器。初级绕组由多个全匝或多个转弯组成，它们在核心上受伤。对于低压缠绕型CT，次级匝缠绕在胶木前，并且在其间具有合适的绝缘，初级在次级绕组的顶部直接受伤。取决于核心结构，这些可以是环形或矩形或窗口类型CTS。在杆式CT中，初级绕组只需通过芯中心的单个杆，形成单匝初级绕组。
与电力变压器相比，CTS中使用的磁通密度远小得多。因此，选择核心材料，使得它们确保低磁阻，低核心损耗以及使用低密度的通量工作。由于环形芯具有较少且稳健的关节，因此它们提供低磁阻。用于芯的常用材料包括热轧硅钢，冷轧晶型硅钢和镍铁合金。对于高精度计量，CT的核心是用非常高级合金钢制成，称为亩膳食。提供绝缘材料，清漆和胶带材料用于小型线电压。但对于高线电压，使用复合填充或填充的CT。在较高传输电压中使用的CTS的情况下，次级绕组和HV导体之间的绝缘使用油浸纸。再次建设这种CTS可以是活罐和死罐形式。
电流互感器类型
电流互感器根据使用类型、电路电压、安装方法等因素分为不同的类型。其中一些类型包括
室内电流互感器
这些变压器一般用于低压电路，又分为绕线式、棒式和窗式变压器。就像一个普通的变压器，绕型变压器有初级和次级绕组。这些用于非常低的电流比，如求和应用。由于电流互感器的一次安培匝数较高，因此可以获得较高的测量精度。棒状电流互感器由棒状电流互感器组成，棒状电流互感器与棒状电流互感器组成，棒状电流互感器与棒状电流互感器组成。由于铁芯的磁化，棒式CT的精度降低，这需要在小电流额定值下占总安培匝数的很大比例。窗型ct安装在一次导体(或线导体)周围，因为它们没有一次导体。这些是最常见的ct可用的坚实和分裂的核心结构。在安装实窗CT前，必须断开一次导体，如果出现芯裂，可以直接安装在导体周围，无需断开导体。
户外电流互感器
这些通常用于电压高得多的电路，如开关站和变电站。这些ct配有油或SF6气体绝缘。与充油ct相比，SF6绝缘ct重量更轻。顶部的槽与初级导体相连，因此这些被称为实时槽结构ct。使用小的衬套，因为一次导体和槽具有相同的电势。该罐安装在如图所示的绝缘体结构上。在底座上，次级终端位于终端盒中。此外，在该底座上设有接地端子。
对于多比率电流互感器，初级绕组是分裂式的。因此，在坦克上提供龙头以进行初级绕组。使用这些变压器，可以获得可变电流比在主或次级上提供分布。当施加到次要时，在应用于主要的时，在应用于主要的操作中，除了在最低范围内，大部分铜空间都是未使用的。
衬套电流变压器
衬套型电流互感器也类似于棒型电流互感器，在棒型电流互感器中，铁芯和二次线都安装在一次导线的周围。二次绕组绕在一个圆形或环形的铁芯上，铁芯安装在电力变压器、断路器、发电机或开关柜的高压套管上。所述导体通过套管起初级绕组的作用，且所述铁芯被设置成环绕绝缘套管。套管式电流互感器由于价格低廉，多用于高压电路中的继电保护。
便携式电流变压器
这些是用于高精度电流表和功率分析仪的高进动型ct。这些可以是分裂的核心，灵活和钳ON便携式ct。一个典型的便携式CT电流测量范围在1000到1500 A左右，并且这些CT为测量仪器提供了与高压电路的隔离。
电流互感器的误差
在理想的电流互感器中，初级到二次电流比与初级匝数比恰好等于初级匝数比，并且在精确的抗阶段中每个绕组产生相等的MMF。然而，在实际实践中，从反对派之间存在匝数比和某些相角的电流比率。这些称为比率误差和相位角误差。在用于高精度计量和测量的CTS的情况下，这些误差必须尽可能小。
考虑电流互感器的相量图如下所示:
在哪里
Io =无负载电流
IM =无负载电流的磁化分量
IE =无负载电流的WATTFUL组件
Es和Ep分别=二次绕组和一次绕组的感应电压
Np和Ns分别为一次绕组和二次绕组的匝数
IP且=初级电流和次级电流
RS =次级绕组的电阻
XS =次级绕组的电抗
β =相角误差
n =匝数比= N2/ N1
为了保持铁芯的励磁，电流互感器会抽取一次电流。这个电流励磁电流由两个分量组成，即磁化分量和有功分量，如图所示。二次绕组中产生的电动势使二次电流通过负荷循环，由于二次绕组固有的电阻和电抗，导致二次绕组电压下降。在上述相量中，I2指的是初级电流(虚线所示)，因此初级电流和次级电流之间存在一个角。
比例错误
在上述相量，I1或初级电流由激励电流分量组成。因此，通过考虑三角形OBC，我们可以在I2，IO的矢量分量方面获得实际比率误差（反过来取决于磁化和无数组件）和I1。而且，二次电流受到其绕组阻力和电抗的影响，也受到负担的功率因数。但标称或额定电流比与初级转弯的比例完全相同。因此，CT的比率误差被定义为从标称比的变换的实际比率的变化。
电流或比率误差=(名义比率-实际比率)/实际比率
= (Kn - R) / R × 100%
相角误差
在一个完美的电流互感器中，二次电流必须与一次电流精确地相差180度。换句话说，在一次电流和反向二次电流之间应该有一个零相角。在上述相量图中，反向二次电流以一定的角度超前一次电流，从而引入相角误差。如果反向二次电流滞后于一次电流，则相位角为正，而相位移为负。
为了减小电流互感器中的这些误差，励磁或空载电流必须保持较小，二次负载的负载角也必须较小。为了满足这些要求，铁芯应具有较低的铁芯损耗和较低的磁阻，以尽量减少励磁电流中的有功和磁化成分。此外，通过减少匝数在二次和减少二次阻抗结果这些误差最小。
电流变压器的应用
电流互感器应用广泛，从电力系统控制到工业、医疗、汽车和电信系统的精确电流测量。一些应用程序包括
- 扩大了电流表、电能表、千伏安表、瓦特表等测量仪器的量程。
- 差分循环电流保护系统。
- 电力传输系统中的距离保护。
- 过电流故障保护。
