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1、电压互感器、电流互感器的原理及使用注意事项来源：互感器网 时间：2008-10-07 阅读： 4658次标签：1普通电流互感器结构原理 电流互感器的结构较为简单，由相互绝缘的一次绕组、二次绕组、铁心以及构架、壳体、接线端子等组成。其工作原理与变压器基本相同，一次绕组的匝数(N1)较少，直接串联于电源线路中，一次负荷电流()通过一次绕组时，产生的交变磁通感应产生按比例减小的二次电流()；二次绕组的匝数(N2)较多，与仪表、继电器、变送器等电流线圈的二次负荷(Z)串联形成闭合回路，见图51。 信息来源:http:/图51普通电流互感器结构原理图 由于一次绕组与二次绕组有相等的安培匝数，I1N1=I
2、2N2，电流互感器额定电流比：。电流互感器实际运行中负荷阻抗很小，二次绕组接近于短路状态，相当于一个短路运行的变压器。 2穿心式电流互感器结构原理 穿心式电流互感器其本身结构不设一次绕组，载流(负荷电流)导线由L1至L2穿过由硅钢片擀卷制成的圆形(或其他形状)铁心起一次绕组作用。二次绕组直接均匀地缠绕在圆形铁心上，与仪表、继电器、变送器等电流线圈的二次负荷串联形成闭合回路，见图52。 图52穿心式电流互感器结构原理图 信息来源:由于穿心式电流互感器不设一次绕组，其变比根据一次绕组穿过互感器铁心中的匝数确定，穿心匝数越多，变比越小；反之，穿心匝数越少，变比越大，额定电流比：。 式中I1穿心一 匝
3、时一次额定电流； n穿心匝数。 3特殊型号电流互感器 3.1多抽头电流互感器。这种型号的电流互感器，一次绕组不变，在绕制二次绕组时，增加几个抽头，以获得多个不同变比。它具有一个铁心和一个匝数固定的一次绕组，其二次绕组用绝缘铜线绕在套装于铁心上的绝缘筒上，将不同变比的二次绕组抽头引出，接在接线端子座上，每个抽头设置各自的接线端子，这样就形成了多个变比，见图53。 图53多抽头电流互感器原理图 请登陆: 浏览更多信息 例如二次绕组增加两个抽头，K1、K2为100/5，K1、K3为75/5，K1、K4为50/5等。此种电流互感器的优点是可以根据负荷电流变比，调换二次接线端子的接线来改变变比，而不需要
4、更换电流互感器，给使用提供了方便。 3.2不同变比电流互感器。这种型号的电流互感器具有同一个铁心和一次绕组，而二次绕组则分为两个匝数不同、各自独立的绕组，以满足同一负荷电流情况下不同变比、不同准确度等级的需要，见图54。 图54不同变比电流互感器原理图 请登陆: 浏览更多信息例如在同一负荷情况下，为了保证电能计量准确，要求变比较小一些(以满足负荷电流在一次额定值的2/3左右)，准确度等级高一些(如1K1、1K2为200/5、0.2级)；而用电设备的继电保护，考虑到故障电流的保护系数较大，则要求变比较大一些，准确度等级可以稍低一点(如2K1、2K2为300/5、1级)。 3.3一次绕组可调，二次
5、多绕组电流互感器。这种电流互感器的特点是变比量程多，而且可以变更，多见于高压电流互感器。其一次绕组分为两段，分别穿过互感器的铁心，二次绕组分为两个带抽头的、不同准确度等级的独立绕组。一次绕组与装置在互感器外侧的连接片连接，通过变更连接片的位置，使一次绕组形成串联或并联接线，从而改变一次绕组的匝数，以获得不同的变比。带抽头的二次绕组自身分为两个不同变比和不同准确度等级的绕组，随着一次绕组连接片位置的变更，一次绕组匝数相应改变，其变比也随之改变，这样就形成了多量程的变比，见图55(图中虚线为电流互感器一次绕组外侧的连接片)。 带抽头的二次独立绕组的不同变比和不同准确度等级，可以分别应用于电能计量、
6、指示仪表、变送器、继电保护等，以满足各自不同的使用要求。例如当电流互感器一次绕组串联时(图55a)，1K1、1K2，1K2、1K3，2K1、2K2，2K2、2K3为300/5，1K1、1K3，2K1、2K3为150/5；当电流互感器一次绕组并联时(图55b)，1K1、1K2，1K2、1K3，2K1、2K2，2K2、2K3为600/5，1K1、1K3，2K1、2K3为300/5。其接线图和准确度等级标准在铭牌上或使用说明书中。 信息来源: (a)一次串联(两匝) (b)一次并联(一匝) 图55一次绕组匝数可调、二次多绕组的电流互感器原理图 信息来源:信息来源:3.4组合式电流电压互感器。组合式互
7、感器由电流互感器和电压互感器(详细内容本讲第四节介绍)组合而成，多安装于高压计量箱、柜，用作计量电能或用作用电设备继电保护装置的电源。 组合式电流电压互感器是将两台或三台电流互感器的一次、二次绕组及铁心和电压互感器的一、二次绕组及铁心，固定在钢体构架上，浸入装有变压器油的箱体内，其一、二次绕组出线均引出，接在箱体外的高、低压瓷瓶上，形成绝缘、封闭的整体。一次侧与供电线路连接，二次侧与计量装置或继电保护装置连接。根据不同的需要，组合式电流电压互感器分为V/V接线和Y/Y接线两种，以计量三相负荷平衡或不平衡时的电能，见图56(a)、(b)。 信息来源:http:/信息来源:http:/ (a)两台
8、电流互感器和电压互感器V/V接线 (b)三台电流互感器和电压互感器Y/Y接 4。电压互感器结构原理 按原理分为电磁感应式和电容分压式两类。电磁感应式多用于 220kV及以下各种电压等级。电容分压式一般用于110kV以上的电力系统,330765kV超高压电力系统应用较多。电压互感器按用途又分为测量用和保护用两类。对前者的主要技术要求是保证必要的准确度；对后者可能有某些特殊要求，如要求有第三个绕组，铁心中有零序磁通等。 电磁感应式电压互感器其工作原理与变压器相同，基本结构也是铁心和原、副绕组。特点是容量很小且比较恒定，正常运行时接近于空载状态。电压互感器本身的阻抗很小，一旦副边发生短路，电流将急剧
9、增长而烧毁线圈。为此，电压互感器的原边接有熔断器，副边可靠接地，以免原、副边绝缘损毁时，副边出现对地高电位而造成人身和设备事故。测量用电压互感器一般都做成单相双线圈结构，其原边电压为被测电压（如电力系统的线电压），可以单相使用,也可以用两台接成V-V形作三相使用。实验室用的电压互感器往往是原边多抽头的，以适应测量不同电压的需要。供保护接地用电压互感器还带有一个第三线圈，称三线圈电压互感器。三相的第三线圈接成开口三角形（图1） 信息来源:http:/ 开口三角形的两引出端与接地保护继电器的电压线圈联接。正常运行时，电力系统的三相电压对称，第三线圈上的三相感应电动势之和为零。一旦发生单相接地时,中
10、性点出现位移,开口三角的端子间就会出现零序电压使继电器动作，从而对电力系统起保护作用。线圈出现零序电压则相应的铁心中就会出现零序磁通。为此，这种三相电压互感器采用旁轭式铁心（10kV及以下时）或采用三台单相电压互感器。对于这种互感器，第三线圈的准确度要求不高，但要求有一定的过励磁特性（即当原边电压增加时，铁心中的磁通密度也增加相应倍数而不会损坏）。 电磁感应式电压互感器的等值电路与变压器的等值电路相同。 电容分压式电压互感器在电容分压器的基础上制成。其原理接线见图2。 电容C1和C2串联，U1为原边电压,Uc2为C2上的电压。空载时,电容C2上的电压Uc2为 由于C1和C2均为常数，因此Uc2
11、正比于原边电压。但实际上，当负载并联于电容C2两端时,Uc2将大大减小,以致误差增大而无法作电压互感器使用。为了克服这个缺点，在电容C2两端并联一带电抗的电磁式电压互感器YH，组成电容分压式电压互感器(图3)。 电抗可补偿电容器的内阻抗。YH有两个副绕组，第一副绕组可接补偿电容Ck供测量仪表使用；第二副绕组可接阻尼电阻Rd，用以防止谐振引起的过电压。 信息来源:http:/ 电容式电压互感器多与电力系统载波通信的耦合电容器合用，以简化系统，降低造价。此时，它还需满足通信运行上的要求。 注意：电压互感器二次回路不能短路，否则会引起烧坏线圈，为了防止二次端的短路引起主电路干扰，加空气开关K1。K1
12、是常闭，K1跳闸时，保护装置将显示PT断线报警。 1。电压互感器使用时应注意以下几点： 应根据用电设备的需要，选择电压互感器型号、容量、变比、额定电压和准确度等参数。 接入电路之前，应校验电压互感器的极性。 接入电路之后，应将二次线圈可靠接地，以防一、二次侧的绝缘击穿时，高压危及人身和设备的安全。 运行中的电压互感器在任何情况下都不得短路，其一、二次侧都应安装熔断器，并在一次侧装设隔离开关。 在电源检修期问，为防止二次侧电源向一次侧送电，应将一次侧的刀闸和一、二次侧的熔断器都断开 2。使用电流互感器注意事项？ 1.工作时其二次侧不得开路 2.其二次侧有一端必须接地； 3.连接时要注意其端子的极性。
