2022年某机械厂降压变电所的电气设计方案.docx

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1、精品学习资源依据国家标准 GB50052-95 供配电系统设计规范、 GB50053-94 10kv 及以下设计规范、 GB50054-95 低压配电设计规范等的规定，进行工厂供电设计必需遵循以下原就：1） 遵守规程、执行政策；2） 安全牢靠、先进合理；3） 近期为主、考虑进展；4） 全局动身、统筹兼顾；1.2工厂供电设计的基本内容工厂供电设计主要内容包括工厂变配电所设计、工厂高压配电线路设计、车间低压配电线路设计及电气照明设计等；其基本内容如 下： 1）负荷运算全厂总降压变电所的负荷运算，是在车间负荷运算的基础上进行的；考虑车间变电所变压器的功率损耗，从而求出全厂总降压变电所高压侧运算负荷及

2、总功率因数；列出负荷运算表、表达运算成果；2 ）工厂总降压变电所的位置和主变压器的台数及容量挑选参考电源进线方向，综合考虑设置总降压变电所的有关因素，结合全厂运算负荷以及扩建和备用的需要，确定变压器的台数和容量；3 ）工厂总降压变电所主结线设计依据变电所配电回路数，负荷要求的牢靠性级别和运算负荷数综合主变压器台数， 确定变电所高、低接线方式；对它的基本要求，即要安全牢靠有要敏捷经济，安装简洁修理便利；4 ）厂区高压配电系统设计依据厂内负荷情形，从技术和经济合理性确定厂区配电电压；参考负荷布局及总降压变电所位置，比较几种可行的高压配电网布置放案，运算出导线截面及电压损 失，由不同放案的牢靠性，电

3、压缺失，基建投资，年运行费用，有色金属消耗量等综合技术经济条件列表比值，择优选用；按选定配电系统作线路结构与敷设方式设计；用厂区高压线路平面布置图，敷设要求和架空线路杆位明细表以及工程预算书表达设计成果；5 ）工厂供、配电系统短路电流运算欢迎下载精品学习资源工厂用电，通常为国家电网的末端负荷，其容量运行小于电网容量，皆可按无限容 量系统供电进行短路运算；由系统不同运行方式下的短路参数，求出不同运行方式下各点的三相及两相短路电流；6 ）改善功率因数装置设计按负荷运算求出总降压变电所的功率因数，通过查表或运算求出达到供电部门要求数值所需补偿的无功率；由手册或厂品样本选用所需移相电容器的规格和数量，

4、并选用合适的电容器柜或放电装置；如工厂有大型同步电动机仍可以采纳掌握电机励磁电流方式供应无功功率，改善功率因数；7 ）变电所高、低压侧设备挑选参照短路电流运算数据和各回路运算负荷以及对应的额定值，挑选变电所高、低压侧电器设备，如隔离开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、互感器、开关柜等设备；并依据需要进行热稳固和力稳固检验；用总降压变电所主结线图，设备材料表和投资概算表达设计成果；8 ）继电爱护及二次结线设计为了监视，掌握和保证安全牢靠运行，变压器、高压配电线路移相电容器、高压电动机、母线分段断路器及联络线断路器，皆需要设置相应的掌握、信号、检测和继电器爱护装置；并对爱护装置做出整定运算和

5、检验其灵敏系数；设计包括继电器爱护装置、监视及测量外表，掌握和信号装置，操作电源和掌握电缆组成的变电所二次结线系统，用二次回路原理接线图或二次回路绽开图以及元件材料表达设计成 果；9）变电所防雷装置设计参考本地区气象地质材料，设计防雷装置；进行防直击的避雷针爱护范畴运算，防止产生反击现象的空间距离运算，按避雷器的基本参数挑选防雷电冲击波的避雷器的规格型号，并确定其接线部位；进行避雷灭弧电压，频放电电压和最大答应安装距离检验以及冲击接地电阻运算；2. 负荷运算和无功功率补偿欢迎下载精品学习资源2.1 负荷运算表 2.1机械厂负荷运算表编设备需要计 算负 荷号名称类别容量系数1铸造动力2500.3

6、50.681.0887.594.3128.7195.5车间照明50.74103.703.716.8小计25591.294.3131.2199.32锻压动力2900.240.621.2769.688.1112.3170.6车间照明80.8106.406.429.1小计2987688.1116.4176.93金工动力3100.250.641.277.593121.1184车间照明70.73105.105.123.2小计31782.693124.41894工具动力3400.290.651.1798.6115.3151.7230.5车间照明70.711050522.6小计347103.6115.315

7、5235.55电镀动力1900.470.720.9689.386.1124188.4车间照明70.851060627小计19795.386.1128.4195.16热处动力1300.470.780.861.14978.3119理车照明60.81104.904.922.1间小计136664982.2124.97装配动力1400.340.681.0847.651.370106.4车间照明80.72105.805.826.2小计14853.451.374112.48机修动力1300.240.631.2331.238.549.575.2车间照明50.791040418小计13535.238.552.2

8、79.39锅炉动力750.720.750.885447.672109.4房照明20.77101.501.57小计7755.547.673.111110仓库动力250.370.830.679.36.211.116.9照明10.82100.800.83.7小计2610.16.211.918.111生活照明3400.790.970.23268.667.3276.9420.7区动力1880937.5736.71192.61811.9总计照明352380V侧）计入=0.9=0.950.76843.8699.510961665.22.2 无功功率补偿欢迎下载精品学习资源应选 PGJ1型低压自动补偿屏，并联

9、电容器为主屏） 1 台与方案 3辅屏） 4 台相组合，总共容量BW0.4-14-3 型，采纳其方案 1 、P2x 2 ,y 2 、P3x 3,y 3等. 而工厂的负荷中心设在 Px,y,P为 P1+P2+P3+,=Pi .坐标轴12345678910生活区X 2.32.32.34.74.74.74.79.28.427.210.45Y 5.53.82.17.235.53.82.155.14.12.57.83.13.2图 3.1机械厂总平面图按比例 K 在工厂平面图中测出各车间和宿舍区负荷点的坐标位置表表 3.1 各车间和宿舍区负荷点的坐标位置3.1 所示；由运算结果可知， x=6.82 ， y=

10、5.47 工厂的负荷中心在 5 号厂房的东面 参考图 3.1 ）；考虑的便利进出线及四周环境情形，打算在 5 号厂房的东侧紧靠厂房修建工厂变电所，其型式为附设式；欢迎下载精品学习资源4 变电所主变压器的挑选和主结线方案的挑选4.1 变电所主变压器的挑选依据工厂的负荷性质和电源情形，工厂变电所的主变压器考虑有以下两种可供挑选的方案：1）装设一台主变压器型式采纳 S9 型，而容量依据式，选，即选一台 S9-1000/10 型低损耗配电变压器；至于工厂二级负荷所需的备用电源，考虑由与邻近单位相联的高压联络线来承担；2）装设两台主变压器型号亦采纳 S9，而每台变压器容量按式和式挑选，即且因此选两台 S

11、9-800/10 型低损耗配电变压器；工厂二级负荷所需的备用电源亦由与邻近单位相联的高压联络线来承担；主变压器的联结组均采纳Yyn0；4.2 变压器主接线方案的挑选按上面考虑的两种主变压器方案可设计以下两种主接线方案：1）装设一台主变压器的主接线方案，如图4.1 所示2）装设两台主变压器的主接线方案，如图4.2 所示欢迎下载精品学习资源图 4.1装设一台主变压器的主接线方案欢迎下载精品学习资源图 4.2装设两台主变压器的主接线方案4.3 两种主结线方案的技术经济比较欢迎下载精品学习资源如表 4.1 所示；表 4.1两种主接线方案的比较欢迎下载精品学习资源比较工程装设一台主变的方案装设两台主变的

12、方案技供电安全性满意要求满意要求术供电牢靠性基本满意要求满意要求指标供电质量由于一台主变，电压损耗较大由于两台主变并列，电压损耗小敏捷便利性只一台主变，敏捷性稍差由于有两台主变，敏捷性较好扩建适应性稍差一些更好一些欢迎下载精品学习资源电力变压器的综合投资经高压开关柜 含济计量柜）的综合投资额指标电力变压器和高压开关柜的年运行费由手册查得 S9 1000/10 单价为 15.1 万元，而由手册查得变压器综合投资约为其单价的 2 倍，因此其综合投资为215.1 万元 =30.2 万元查手册得 GGAF）型柜按每台 4 万元计，查手册得其综合投资按设备价1.5 倍计，因此其综合投资约为 4 1.5

13、4=24万元参照手册运算，主变和高压开关柜的折算和修理治理费每年为 6.2 万元由手册查得 S9 800 单价为10.5 万元，因此两台综合投资为 4 10.5 万元 =42 万元，比一台变压器多投资 11.8 万元本方案采纳 6 台 GGAF） 柜，其综合投资额约为6 1.54=36 万元，比一台主变的方案多投资 12 万元主变和高压开关柜的折旧费和修理治理费每年为8.94 万元，比一台主变的方案多耗274 万元欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源供电贴费按 800 元/KVA 计，贴费为1000 0.08=80 万元贴费为 2 800 0.08 万元=128 万元，比一台主变的方案多交

14、 48 万元欢迎下载精品学习资源从表 4.1 可以看出，按技术指标，装设两台主变的主接线方案略优于装设一台主变的主接线方案，但按经济指标，就装设一台主变的方案优于装设两台主变的方案，因此打算采纳装设两台主变的方案；说明：假如工厂负荷近期可有较大增长的话，就宜采纳装设两台主变的方案；）5 短路电流的运算欢迎下载精品学习资源5.1 绘制运算电路如图 5-1 本厂的供电系统采纳两路电源供线，一路为距本厂12km 的变电站经 LJ-120 架空线，该干线首段所装高压断路器的断流容量为；一路为邻厂高压联络线；下面运算本厂变电所高压10kV 母线上 k-1 点短路和低压 380V 母线上 k-2 点短路的

15、三相短路电流和短路容量；欢迎下载精品学习资源5.2 确定短路运算基准值图 5.1短路运算电路欢迎下载精品学习资源设，即高压侧，低压侧，就5.3 运算短路电路中各元件的电抗标幺值1）电力系统已知，故2）架空线路查表 8-37 ，得 LJ-150 的，而线路长 12km，故3）电力变压器查表 2-8 ，得，故欢迎下载精品学习资源因此绘短路运算等效电路如图 5.2 所示；图 5.2等效电路5.4 10KV 侧三相短路电流和短路容量1） 总电抗标幺值2）三相短路电流周期重量有效值3）其他短路电流4）三相短路容量5.5 380KV 侧三相短路电流和短路容量1）总电抗标幺值2）三相短路电流周期重量有效值3

16、）其他短路电流欢迎下载精品学习资源4）三相短路容量以上运算结果综合如表5.1表 5.1短路的运算结果三相短路电流 /kA短路运算点三相短路容量/MVAk-11.431.431.433.652.225.9k-221.421.421.439.3723.32156 变电所一次设备的挑选校验6.1 10kV 侧一次设备的挑选校验欢迎下载精品学习资源装置地点条件参数数据10KV57.7A1.43A3.65KA3.88额定参数高压少油断路器SN10-10I/63010kV630A16kA40kA512一次设备型号规格高压隔离开关 GN-10/20010kV200A25.5KA500高压熔断器 RN2-10

17、10kV0.5A50kA电压互感器 JDJ-1010/0.1kV电压互感器10JDZJ-表 6.1 10kV侧一次设备的挑选校验挑选校验工程电压电流断流动稳热稳其他能力定度定度电流互感器LQJ-10Kv100/5A31.8KA81二次负10荷 0.6 避雷器 FS4-1010kV户 外 式 高 压12kV400A25KA500隔离开关 GW4- 15G/200表 6.1 所选一次设备均满意要求；6.2 380V 侧一次设备的挑选校验欢迎下载精品学习资源表 6.2 380V侧一次设备的挑选校验挑选校验工程电压电流断 流能 力动稳热稳其他定度定度欢迎下载精品学习资源装置地点条件参数数据380135

18、0.521.439.93321额定参数欢迎下载精品学习资源低压断路器DW15-1500/3D380V1500A40kV欢迎下载精品学习资源一低压断路器380V630A30kA次DZ20-630设备低压断路器DZ20-200380V200A25kA型低压刀开关380V1500A号HD13-1500/30规电流互感器格LMZJ1-0.5500V1500/5A电流互感器500V100/5LMZ1-0.5160/5表 6.2 所选一次设备均满意要求；6.3 高低压母线的挑选参照表 5 28，10kV 母线选 LMY-3），即母线尺寸为； 380V母线选 LMY-3, 即母线尺寸为，而中性线母线尺寸为；

19、7 变电所进出线以及邻近单位联络线的挑选7.1 10kV 高压进线和引入电缆的挑选欢迎下载精品学习资源 按发热条件挑选 由及室外环境温度，查表 8-36 ， 初选 LJ-16 ，其时的满意发热条件；2）校验机械强度查表 8-34 ，最小答应截面，因此按发热条件挑选的 LJ-16 不满意机械强度要求，故改选 LJ-35 ；由于此线路很短，不需校验电压损耗；2）由高压配电室至主变的一段引入电缆的挑选校验采纳 YJL22-10000 型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设；1 ）按发热条件挑选 由及土壤温度查表 8-44 ，初选缆芯截面为的交联电缆，其，满意发热条件；2）校验短路热稳固 按式运算满意

20、短路热稳固的最小截面式中 C值由表 5-13 差得；按终端变电所爱护动作时间 0.5s ，加断路器断路时间 0.2s ，再加 0.05s 计，故；因此 YJL22-10000-325 电缆满意短路热稳固条件；7.2 380V 低压出线的挑选1）馈电给 1 号厂房铸造车间）的线路采纳 VLV22-1000 型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设；1） 按发热条件挑选由及地下 0.8m 土壤温度，查表 8-43，初选缆芯截面，其，满意发热条件；2） 校验电压损耗由图 3.1 所示工厂平面图量得变电所至 1 号厂房距离约为 80m，而由表 8-42 查得的铝芯电缆 短路热稳固度校验 按式运算满意短路热稳

21、固的最小截面由于前面按发热条件所选的缆心截面小于，不满意短路热稳固要求，故改选缆芯截面为的电缆，即选的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆，中性线芯按不小于相线芯一半挑选；2）馈电给 2 号厂房锻压车间）的线路亦采纳的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设；1） 按发热条件挑选由及地下 0.8m 土壤温度，查表 8-43，初选缆芯截面，其，满意发热条件；2） 校验电压损耗由图 3.1 所示工厂平面图量得变电所至 2 号厂房距离约为 86m，而由表 8-42 查得的铝芯电缆 短路热稳固度校验 按式运算满意短路热稳固的最小截面由于前面按发热条件所选 的缆心截面小于 ，不满意短路热稳固要求， 故改选缆芯截面为 的

22、电缆，即选的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆，中性线芯按不小于相线芯一半挑选；3）馈电给 3 号厂房金工车间）的线路 亦采纳的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设；1） 按发热条件挑选 由及地下 0.8m 土壤温度，查表 8-43 ， 初选缆芯截面，其，满意发热条件；2） 校验电压损耗由图 3.1 所示工厂平面图量得变电所至 3 号厂房距离约为105m，而由表 8-42 查得的铝芯电缆 短路热稳固度校验 按式运算满意短路热稳固的最小截面由于前面按发热条件所选的缆心截面小于，不满意短路热稳固要 求，故改选缆芯截面为的电缆，即选的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆，中性线芯按不小于相线芯一半挑选；欢迎下载精品学习

23、资源4）馈电给 4 号厂房工具车间）的线路亦采纳的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设；1） 按发热条件挑选由及地下 0.8m 土壤温度，查表 8-43，初选缆芯截面，其，满意发热条件；2） 校验电压损耗由图 3.1 所示工厂平面图量得变电所至 4 号厂房距离约为 150m，而由表 8-42 查得的铝芯电缆 短路热稳固度校验 按式运算满意短路热稳固的最小截面由于前面按发热条件所选的缆心截面小于，不满意短路热稳固要求，故改选缆芯截面为的电缆，即选的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆，中性线芯按不小于相线芯一半挑选；5）馈电给 5 号厂房电镀车间）的线路亦采纳的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设；1）按发热

24、条件挑选由及地下 0.8m 土壤温度，查表 8-43，初选缆芯截面，其，满意发热条件；2）校验电压损耗由图 3.1 所示工厂平面图量得变电所至 5 号厂房距离约为42m，而由表 8-42 查得的铝芯电缆 短路热稳固度校验 按式运算满意短路热稳固的最小截面由于前面按发热条件所选的缆心截面小于，不满意短路热稳固要求，故改选缆芯截面为的电缆，即选的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆，中性线芯按不小于相线芯一半挑选；（6） 馈电给 6 号厂房热处理车间）的线路 亦采纳的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设；1） 按发热条件挑选由及地下 0.8m 土壤温度，查表 8-43，初选缆芯截面，其，满意发热条件；2） 校

25、验电压损耗由图 3.1 所示工厂平面图量得变电所至 6 号厂房距离约为 55m，而由表 8-42 查得的铝芯电缆 短路热稳固度校验 按式运算满意短路热稳固的最小截面由于前面按发热条件所选的缆心截面小于，不满意短路热稳固要求，故改选缆芯截面为的电缆，即选的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆，中性线芯按不小于相线芯一半挑选；（6） 馈电给 7 号厂房装配车间）的线路亦采纳的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设；1） 按发热条件挑选由及地下 0.8m 土壤温度，查表 8-43，初选缆芯截面，其，满意发热条件；2） 校验电压损耗由图 3.1 所示工厂平面图量得变电所至 7 号厂房距离约为 78m，而由表 8-4

26、2 查得的铝芯电缆 短路热稳固度校验 按式运算满意短路热稳固的最小截面欢迎下载精品学习资源由于前面按发热条件所选 的缆心截面小于 ，不满意短路热稳固要求， 故改选缆芯截面为 的电缆，即选的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆，中性线芯按不小于相线芯一半挑选；（6） 馈电给 8 号厂房机修车间）的线路 亦采纳的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设；1） 按发热条件挑选由及地下 0.8m 土壤温度，查表 8-43，初选缆芯截面，其，满意发热条件；2） 校验电压损耗由图 3.1 所示工厂平面图量得变电所至 8 号厂房距离约为 48m，而由表 8-42 查得的铝芯电缆 短路热稳固度校验 按式运算满意短路热稳固的最

27、小截面由于前面按发热条件所选的缆心截面小于，不满意短路热稳固要求，故改选缆芯截面为的电缆，即选的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆，中性线芯按不小于相线芯一半挑选；（6） 馈电给 9 号厂房锅炉房）的线路亦采纳的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设；欢迎下载精品学习资源1） 按发热条件挑选由及地下 0.8m 土壤温度，查表 8-43，初选缆芯截面，其，满意发热条件；2） 校验电压损耗由图 3.1 所示工厂平面图量得变电所至 9 号厂房距离约为 65m，而由表 8-42 查得的铝芯电缆 短路热稳固度校验 按式运算满意短路热稳固的最小截面由于前面按发热条件所选的缆心截面小于，不满意短路热稳固要求，故改选缆芯

28、截面为的电缆，即选的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆，中性线芯按不小于相线芯一半挑选；（6） 馈电给 10 号厂房 仓库）的线路亦采纳的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设；1）按发热条件挑选由及地下 0.8m 土壤温度，查表 8-43，初选缆芯截面，其，满意发热条件；2） 校验电压损耗由图 3.1 所示工厂平面图量得变电所至 6 号厂房距离约为 55m，而由表 8-42 查得的铝芯电缆 短路热稳固度校验 按式运算满意短路热稳固的最小截面由于前面按发热条件所选的缆心截面小于，不满意短路热稳固要求，故改选缆芯截面为的电缆，即选的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆，中性线芯按不小于相线芯一半挑选； 按发热条件挑选

29、工厂二级负荷容量共 332.7KVA, 而最热月土壤平均温度为, 因此查表 8-44 ，初选缆芯截面为的交联聚乙烯绝缘铝芯电缆，其, 满意发热条件；，而二级负荷的线路长度按 2km计，因此按式得：故满意答应电压损耗的要求；3）短路热稳固校验 按本变电所高压侧短路校验，由前述引入电缆的短路热稳固校验，可知缆芯的交联电缆是满意短路热稳固要求的 .综合以上所选变电所进出线和联络线的导线和电缆型号规格如表7.1 所示；表 7.1 变电所进出线和联络线的导线和电缆型号规格线路名称导线或电缆的型号规格10kV 电源进线LJ-35 铝绞线 三相三线架空）主变引入电缆YJL22-10000-325 交联电缆

30、直埋）至 1 号厂房VLV22-1000-3300+1150 四芯塑料电缆 直埋）欢迎下载精品学习资源至2 号厂房VLV22-1000-3300+1150四芯塑料电缆直埋）至3 号厂房VLV22-1000-3300+1150四芯塑料电缆直埋）至4 号厂房VLV22-1000-3300+1150四芯塑料电缆直埋）至5 号厂房VLV22-1000-3300+1150四芯塑料电缆直埋）380V低压出线至 6 号厂房VLV22-1000-3300+1150四芯塑料电缆 直埋）至 7 号厂房VLV22-1000-3300+1150四芯塑料电缆 直埋）至 8 号厂房VLV22-1000-3300+1150

31、四芯塑料电缆 直埋）至 9 号厂房VLV22-1000-3300+1150四芯塑料电缆 直埋）至 10 号厂房VLV22-1000-3300+1150 四芯塑料电缆 直埋）至生活区单回路，回路线3LJ-240 架空）与邻近单位 10kV 联络线YJL22-10000-325 交联电缆 直埋）8 电气主接线图见附图8.1 二次回路方案挑选1) 二次回路电源挑选二次回路操作电源有直流电源，沟通电源之分；欢迎下载精品学习资源考虑到沟通操作电源可使二次回路大大简化，投资大大削减，且工作牢靠，爱护便利；这里采纳沟通操作电源；2) 高压断路器的掌握和信号回路高压断路器的掌握回路取决于操作机构的形式和操作电

32、源的类别；结合上面设备的挑选和电源挑选，采纳弹簧操作机构的断路器掌握和信号回路；3) 电测量外表与绝缘监视装置这里依据 GBJ63-1990的规范要求选用合适的电测量外表并配用相应绝缘监视装置；a) 10KV电源进线上：电能计量柜装设有功电能表和无功电能表；为明白负荷电流，装设电流表一只；b) 变电所每段母线上：装设电压表测量电压并装设绝缘检测装置；c) 电力变压器高压侧：装设电流表和有功电能表各一只；d) 380V 的电源进线和变压器低压侧：各装一只电流表；e) 低压动力线路：装设电流表一只；4) 电测量外表与绝缘监视装置在二次回路中安装自动重合闸装置、备用电源自动投入装置；8.2 继电爱护的整定继电爱护要求具有挑选性，速动性，牢靠性及灵敏性；由于本厂的高压线路不很长，容量不很大，因此继电爱护装置比较简洁；对线路的相间短路爱护，主要采纳带时限的过电流爱护和瞬时动作的电流速断爱护；对线路的单相接地爱护采纳绝缘监视装置，装设在变电所高压母线上，动作于信号；继电爱护装置的接线方式采纳两相两继电器式接线；继电爱护装置的操作方式采纳沟通操作电源供电中的“去分流跳闸”操作方式变压器继电爱护变电所内装有两台 10/0.4800的变压器；低压母线侧三相短路电流为，高压侧继电爱护用电流互感器的