電壓電流互感器知識

1、 電壓互感器電壓互感器是一個帶鐵心的變壓器。它主要由一、二次線圈、鐵心和絕緣組成。當(dāng)在一次繞組上施加一個電壓時，在鐵心中就產(chǎn)生一個磁通，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，則在二次繞組中就產(chǎn)生一個二次電壓。改變一次或二次繞組的匝數(shù)，可以產(chǎn)生不同的一次電壓與二次電壓比，這就可組成不同比的電壓互感器。電壓互感器將高電壓按比例轉(zhuǎn)換成低電壓，即,電壓互感器一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測量儀表、繼電保護(hù)等；主要是電磁式的（電容式電壓互感器應(yīng)用廣泛），另有非電磁式的，如電子式、光電式。簡要介紹電壓互感器簡稱和變壓器很相像，都是用來變換線路上的電壓。但是變壓器變換電壓的目的是為了輸送電能，因此容量很大，一般都是以千伏安或兆伏

2、安為計算單位；而電壓互感器變換電壓的目的，主要是用來給測量儀表和繼電保護(hù)裝置供電，用來測量線路的電壓、功率和電能，或者用來在線路發(fā)生故障時保護(hù)線路中的貴重設(shè)備、電機(jī)和變壓器，因此電壓互感器的容量很小，一般都只有幾伏安、幾十伏安，最大也不超過一千伏安。線路上為什么需要變換電壓呢？這是因為根據(jù)發(fā)電、輸電和用電的不同情況，線路上的電壓大小不一，而且相差懸殊，有的是低壓和，有的是高壓幾萬伏甚至幾十萬伏。要直接測量這些低壓和高壓電壓，就需要根據(jù)線路電壓的大小，制作相應(yīng)的低壓和高壓的電壓表和其他儀表和繼電器。這樣不僅會給儀表制作帶來很大困難，而且更主要的是，要直接制作高壓儀表，直接在高壓線路上測量電壓，那

3、是不可能的，而且也是絕對不允許的。電壓互感器的基本結(jié)構(gòu)和變壓器很相似，它也有兩個繞組，一個叫一次繞組，一個叫二次繞組。兩個繞組都裝在或繞在鐵心上。兩個繞組之間以及繞組與鐵心之間都有絕緣，使兩個繞組之間以及繞組與鐵心之間都有電氣隔離。電壓互感器在運行時，一次繞組并聯(lián)接在線路上，二次繞組并聯(lián)接儀表或繼電器。因此在測量高壓線路上的電壓時，盡管一次電壓很高，但二次卻是低壓的，可以確保操作人員和儀表的安全。按安裝地點可分為戶內(nèi)式和戶外式。及以下多制成戶內(nèi)式；以上則制成戶外式。按相數(shù)可分為單相和三相式，及以上不能制成三相式。按繞組數(shù)目可分為雙繞組和三繞組電壓互感器，三繞組電壓互感器除一次側(cè)和基本二次側(cè)外，

4、還有一組輔助二次側(cè)，供接地保護(hù)用。按絕緣方式可分為干式、澆注式、油浸式和充氣式。干式電壓互感器結(jié)構(gòu)簡單、無著火和爆炸危險，但絕緣強(qiáng)度較低，只適用于6k以下的戶內(nèi)式裝置；澆注式電壓互感器結(jié)構(gòu)緊湊、維護(hù)方便，適用于V戶內(nèi)式配電裝置；油浸式電壓互感器絕緣性能較好，可用于以上的戶外式配電裝置；充氣式電壓互感器用于全封閉電器中。按工作原理劃分，還可分為電磁式電壓互感器，電容式電壓互感器和電子式電壓互感器。其工作原理與變壓器相同，基本結(jié)構(gòu)也是鐵心和原、副繞組。特點是容量很小且比較恒定，正常運行時接近于空載狀態(tài)。電壓互感器本身的阻抗很小，一旦副邊發(fā)生短路，電流將急劇增長而燒毀線圈。為此，電壓互感器的原邊接有

5、熔斷器，副邊可靠接地，以免原、副邊絕緣損毀時，副邊出現(xiàn)對地高電位而造成人身和設(shè)備事故。測量用電壓互感器一般都做成單相雙線圈結(jié)構(gòu)，其原邊電壓為被測電壓（如電力系統(tǒng)的線電壓），可以單相使用，也可以用兩臺接成形作三相使用。實驗室用的電壓互感器往往是原邊多抽頭的，以適應(yīng)測量不同電壓的需要。供保護(hù)接地用電壓互感器還帶有一個第三線圈，稱三線圈電壓互感器。三相的第三線圈接成開口三角形，開口三角形的兩引出端與接地保護(hù)繼電器的電壓線圈聯(lián)接。正常運行時，電力系統(tǒng)的三相電壓對稱，第三線圈上的三相感應(yīng)電動勢之和為零。一旦發(fā)生單相接地時，中性點出現(xiàn)位移，開口三角的端子間就會出現(xiàn)零序電壓使繼電器動作，從而對電力系統(tǒng)起保護(hù)

6、作用。線圈出現(xiàn)零序電壓則相應(yīng)的鐵心中就會出現(xiàn)零序磁通。為此，這種三相電壓互感器采用旁軛式鐵心（及以下時）或采用三臺單相電壓互感器。對于這種互感器，第三線圈的準(zhǔn)確度要求不高，但要求有一定的過勵磁特性（即當(dāng)原邊電壓增加時，鐵心中的磁通密度也增加相應(yīng)倍數(shù)而不會損壞）。3電壓互感器是發(fā)電廠、變電所等輸電和供電系統(tǒng)不可缺少的一種電器。精密電壓互感器是電測試驗室中用來擴(kuò)大量限，測量電壓、功率和電能的一種儀器。電壓互感器和變壓器很相像，都是用來變換線路上的電壓。線路上為什么需要變換電壓呢?這是因為根據(jù)發(fā)電、輸電和用電的不同情況，線路上的電壓大小不一，而且相差懸殊，有的是低壓和,有的是高壓幾萬伏甚至幾十萬伏。

7、要直接測量這些低壓和高壓電壓，就需要根據(jù)線路電壓的大小，制作相應(yīng)的低壓和高壓的電壓表和其他儀表。銘牌標(biāo)志電壓互感器型號由以下幾部分組成，各部分字母，符號表示內(nèi)容：第一個字母：電壓互感器；第二個字母：單相；三相第三個字母：油浸；澆注；第四個字母：數(shù)字電壓等級（）。例如：表示單相油浸電壓互感器，額定電壓K額定一次電壓作為互感器性能基準(zhǔn)的一次電壓值。額定二次電壓，作為互感器性能基準(zhǔn)的二次電壓值。額定變比，額定一次電壓與額定二次電壓之比。準(zhǔn)確級，由互感器系統(tǒng)定的等級，其誤差在規(guī)定使用條件下應(yīng)在規(guī)定的限值之內(nèi)負(fù)荷，二次回路的阻抗，通常以視在功率（）表示。額定負(fù)荷，確定互感器準(zhǔn)確級可依據(jù)的負(fù)荷值。基本作用

8、電壓互感器的作用是：把高電壓按比例關(guān)系變換成或更低等級的標(biāo)準(zhǔn)二次電壓，供保護(hù)、計量、儀表裝置使用。同時，使用電壓互感器可以將高電壓與電氣工作人員隔離。電壓互感器雖然也是按照電磁感應(yīng)原理工作的設(shè)備，但它的電磁結(jié)構(gòu)關(guān)系與電流互感器相比正好相反。電壓互感器二次回路是高阻抗回路，二次電流的大小由回路的阻抗決定。當(dāng)二次負(fù)載阻抗減小時，二次電流增大，使得一次電流自動增大一個分量來滿足一、二次側(cè)之間的電磁平衡關(guān)系?？梢哉f，電壓互感器是一個被限定結(jié)構(gòu)和使用形式的特殊變壓器。簡單的說就是“檢測元件”。電壓互感器的接線方式很多，常見的有以下幾種：用一臺單相電壓互感器來測量某一相對地電壓或相間電壓的接線方式。用兩臺

9、單相互感器接成不完全星形，也稱一接線，用來測量各相間電壓，但不能測相對地電壓，廣泛應(yīng)用在以下中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地的電網(wǎng)中。用三臺單相三繞組電壓互感器構(gòu)成，或，的接線形式，廣泛應(yīng)用于系統(tǒng)中，其二次繞組用于測量相間電壓和相對地電壓，輔助二次繞組接成開口三角形，供接入交流電網(wǎng)絕緣監(jiān)視儀表和繼電器用。用一臺三相五柱式電壓互感器代替上述三個單相三繞組電壓互感器構(gòu)成的接線，一般只用于系統(tǒng)。電容式電壓互感器接線形式。在中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)中，為了測量相對地電壓，一次繞組必須接成星形接地的方式。在電網(wǎng)中，通常采用三只單相三繞組電壓互感器或者一只三相五柱式電壓互感器的接線形式。必須指出，不

10、能用三相三柱式電壓互感器做這種測量。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地短路時，在互感器的三相中將有零序電流通過，產(chǎn)生大小相等、相位相同的零序磁通。在三相三柱式互感器中，零序磁通只能通過磁阻很大的氣隙和鐵外殼形成閉合磁路，零序電流很大，使互感器繞組過熱甚至損壞設(shè)備。而在三相五柱式電壓互感器中，零序磁通可通過兩側(cè)的鐵芯構(gòu)成回路，磁阻較小，所以零序電流值不大，對互感器不造成損害。電流互感器電流互感器原理是依據(jù)電磁感應(yīng)原理的。電流互感器是由閉合的鐵心和繞組組成。它的一次繞組匝數(shù)很少，串在需要測量的電流的線路中，因此它經(jīng)常有線路的全部電流流過，二次繞組匝數(shù)比較多，串接在測量儀表和保護(hù)回路中，電流互感器在工作時，它的2次

11、回路始終是閉合的，因此測量儀表和保護(hù)回路串聯(lián)線圈的阻抗很小，電流互感器的工作狀態(tài)接近短路.基本介紹電流互感器簡稱原理在發(fā)電、變電、輸電、配電和用電的線路中電流大小懸殊，從幾安到幾萬安都有。為便于測量、保護(hù)和控制需要轉(zhuǎn)換為比較統(tǒng)一的電流，另外線路上的電壓一般都比較高如直接測量是非常危險的。電流互感器就起到電流變換和電氣隔離作用。對于指針式的電流表，電流互感器的二次電流大多數(shù)是安培級的（如等）。對于數(shù)字化儀表，采樣的信號一般為毫安級（5等）。微型電流互感器二次電流為毫安級，主要起大互感器與采樣之間的橋梁作用。微型電流互感器也有人稱之為“儀用電流互感器”。（“儀用電流互感器”有一層含義是在實驗室使用

12、的多電流比精密電流互感器，一般用于擴(kuò)大儀表量程。）電流互感器與變壓器類似也是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作，變壓器變換的是電壓而電流互感器變換的是電流罷了。電流互感器接被測電流的繞組（匝數(shù)為），稱為一次繞組（或原邊繞組、初級繞組）；接測量儀表的繞組（匝數(shù)為）稱為二次繞組（或副邊繞組、次級繞組）。電流互感器一次繞組電流與二次繞組的電流比，叫實際電流比。電流互感器在額定電流下工作時的電流比叫電流互感器額定電流比，用表示。電流互感器簡稱）的作用是可以把數(shù)值較大的一次電流通過一定的變比轉(zhuǎn)換為數(shù)值較小的二次電流，用來進(jìn)行保護(hù)、測量等用途。如變比為的電流互感器可以把實際為的電流轉(zhuǎn)變?yōu)榈碾娏鳌Ｐ吞枀?shù)一、電流互感器型

13、號：第一字母：一電流互感器第二字母：一穿墻式；一支柱式；一母線式；一單匝貫穿式；一結(jié)構(gòu)倒置式；一零序接地檢測用；一抗污穢；一繞組裸露式第三字母：一環(huán)氧樹脂澆注式；一瓷絕緣；一氣體絕緣介質(zhì)；一與微機(jī)保護(hù)專用第四字母：一帶保護(hù)級；一差動保護(hù)；一級；一加強(qiáng)型；一加強(qiáng)型第五數(shù)字：電壓等級產(chǎn)品序號接線方式電流互感器的接線方式按其所接負(fù)載的運行要求確定。最常用的接線方式為單相、三相星形和不完全星形三種.額定變比和誤差：電流互感器的額定變比指電流互感器的額定電流比。即：電流互感器原邊電流在一定范圍內(nèi)變動時，一般規(guī)定為，副邊電流應(yīng)按比例變化，而且原、副邊電壓（或電流）應(yīng)該同相位。但由于互感器存在內(nèi)阻抗、勵磁電

14、流和損耗等因素而使比值及相位出現(xiàn)誤差，分別稱為比差和角差。比差為經(jīng)折算后的二次電流與一次電流量值大小之差對后者之比，即為電流互感器的比差。當(dāng)時,比差為正，反之為負(fù)。對于沒有采取補(bǔ)償措施的電流互感器，比差為負(fù)值，角差為正值，比差的絕對值和角差均隨電流增大而減小。采用補(bǔ)償?shù)霓k法可以減小互感器的誤差。一般通過在互感器上加繞附加繞組或增添附加鐵心，以及接入相應(yīng)的電阻、電感、電容元件來補(bǔ)償。常用的補(bǔ)償法有匝數(shù)補(bǔ)償、分?jǐn)?shù)匝補(bǔ)償、小鐵心補(bǔ)償、并聯(lián)電容補(bǔ)償?shù)?。電流互感?使用注意事項電流互感器運行時，副邊不允許開路。因為一旦開路，原邊電流均成為勵磁電流，使磁通和副邊電壓大大超過正常值而危及人身和設(shè)備安全。因此

15、，電流互感器副邊回路中不許接熔斷器，也不允許在運行時未經(jīng)旁路就拆下電流表、繼電器等設(shè)備。電流互感器運行時，副邊不允許開路。原因如下：1.電流互感器一次被測電流磁勢在鐵芯產(chǎn)生磁通e2.電流互感器二次測量儀表電流磁勢在鐵芯產(chǎn)生磁通e3.電流互感器鐵芯合磁通：4.因為方向相反，大小相等，互相抵消，所以5.若二次開路，即，則：，電流互感器鐵芯磁通很強(qiáng)，飽和，鐵心發(fā)熱，燒壞絕緣，產(chǎn)生漏電6.若二次開路，即，則：，在電流互感器二次線圈中產(chǎn)生很高的感生電勢，在電流互感器二次線圈兩端形成高壓，危及操作人員生命安全7.電流互感器二次線圈一端接地，就是為了防止高壓危險而采取的保護(hù)措施。選擇額定電壓電流互感器額定電

16、壓不小于裝設(shè)點線路額定電壓。變比應(yīng)根據(jù)一次負(fù)荷計算電流選擇電流互感器變比。電流互感器一次側(cè)額定電流標(biāo)準(zhǔn)比（如20、30、40、50、75、10、015、0X）等多種規(guī)格，二次側(cè)額定電流通常為或。其中X表示同一臺產(chǎn)品有兩種電流比，通過改變產(chǎn)品的連接片接線方式實現(xiàn)，當(dāng)串聯(lián)時，電流比為，并聯(lián)時電流比為X。一般情況下，計量用電流互感器變流比的選擇應(yīng)使其一次額定電流不小于線路中的負(fù)荷電流（即計算）。如線路中負(fù)荷計算電流為,則電流互感器的變流比應(yīng)選擇400。/保5護(hù)用的電流互感器為保證其準(zhǔn)確度要求，可以將變比選得大一些。準(zhǔn)確級應(yīng)根據(jù)測量準(zhǔn)確度要求選擇電流互感器的準(zhǔn)確級并進(jìn)行校驗。下表為不同準(zhǔn)確級電流互感器

17、的誤差限值：準(zhǔn)確級選擇的原則：計費計量用的電流互感器其準(zhǔn)確級不低于05級；用于監(jiān)視各進(jìn)出線回路中負(fù)荷電流大小的電流表應(yīng)選用1030級電流互感器。為了保證準(zhǔn)確度誤差不超過規(guī)定值，一般還校驗電流互感器二次負(fù)荷（伏安），互感器二次負(fù)荷不大于額定負(fù)荷所選準(zhǔn)確度才能得到保證。準(zhǔn)確度校驗公式：。額定容量電流互感器二次額定容量要大于實際二次負(fù)載，實際二次負(fù)載應(yīng)為25-10二0次%額定容量。容量決定二次側(cè)負(fù)載阻抗，負(fù)載阻抗又影響測量或控制精度。負(fù)載阻抗主要受測量儀表和繼電器線圈電阻、電抗及接線接觸電阻、二次連接導(dǎo)線電阻的影響類型按用途分類按照用途不同，電流互感器大致可分為兩類：測量用電流互感器（或電流互感器的

18、測量繞組）：在正常工作電流范圍內(nèi)，向測量、計量等裝置提供電網(wǎng)的電流信息。保護(hù)用電流互感器（或電流互感器的保護(hù)繞組）：在電網(wǎng)故障狀態(tài)下，向繼電保護(hù)等裝置提供電網(wǎng)故障電流信息。測量用電流互感器在測量交變電流的大電流時，為便于二次儀表測量需要轉(zhuǎn)換為比較統(tǒng)一的電流（中國規(guī)定電流互感器的二次額定為或），另外線路上的電壓都比較高如直接測量是非常危險的。電流互感器就起到變流和電氣隔離作用。它是電力系統(tǒng)中測量儀表、繼電保護(hù)等二次設(shè)備獲取電氣一次回路電流信息的傳感器，電流互感器將高電流按比例轉(zhuǎn)換成低電流，電流互感器一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測量儀表、繼電保護(hù)等。正常工作時互感器二次側(cè)處于近似短路狀態(tài)，輸出電壓很低。在運行中如果二次繞組開路或一次繞組流過異常電流（如雷電流、諧振過電流、電容充電電流、電感啟動電流等），都會在二次側(cè)產(chǎn)生數(shù)千伏甚至上萬伏的過電壓。這不僅給二次系統(tǒng)絕緣造成危害，還會使互感器過激而燒損，甚至危及運行人員的生命安全.保護(hù)用電流互感器保護(hù)用電流互感器分為：1過.負(fù)荷保護(hù)電流互感器，2差.動保護(hù)電流互感器，3接.地保護(hù)電流互感器（零序電流互感器）保護(hù)用電流互感器主要與繼電裝置配合，在線路發(fā)生短路過載等故障時，