电压互感器、电流互感器的结构原理及作用
电流电压互感器的原理和作用
电流电压互感器的原理和作用
电流电压互感器是一种用于测量电流或电压的电气检测设备，主
要用于保护继电器和电力仪表。
它的原理是根据法拉第电磁感应定律，利用感应线圈和铁芯对电流或电压进行感应，将其转换为标准的信号
输出。
在电力系统中，电流电压互感器常常被用来将高电压（例如
110kV、220kV）降为较低的电压，以便用于中小型电器设备的测量和
保护。
同时，电流电压互感器还可以用来进行电力系统的无功补偿。
因此，电流电压互感器是电力系统中一个非常重要的元件，其作用在
电站、变电站、电缆配电等电力应用中均有广泛的应用。
电流电压互感器基础知识ppt课件
况下它的负荷是恒定的。电压互感器的N1/N2)U2
式中，N1、N2——为电压互感器一次和二次绕组匝数； KU—— 为电压互 感器的变压比，一般表示为其额定一、二次电压比， 即KU=U1/U2
电压互感器原理图示
电压互感器接法
电压互感器在三相电路中的接线方案有：一相式接 线，两相V/V形接线，三个单相电压互感器Y0/Y0接 线，三个单相三绕组电压互感器或一个三相五柱电 压互感器形成Y0/Y0/（开口三角形）接线等。
电子式互感器优点
优良的绝缘性能，造价低。 不含铁心，不存在磁饱和、铁磁谐振等问题。 暂态响应范围大，测量精度高。 保证高压回路与二次回路在电气上完全隔离，低压
侧没有因开路而产生高压的危险，同时因没有磁耦 合，消除了电磁干扰对互感器性能的影响 体积小、重量轻。
高压电流互感器
型号说明
电流互感器的选择
不同变比电流互感器
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。
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，准确度等级高一些；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。
电压互感器分类
10～220kV电压互感器：随着电压的升高，电压互 感器绝缘尺寸需增大。为了减少绕组绝缘厚度，缩 短磁路长度，110kV及以上电压互感器采用串级式， 铁芯不接地，带电位，由绝缘板支撑。
电压互感器故障案例分析
2003年7月10日，某供电公司110 kV变电站发生10 kV母线电 压互感器一次侧三相熔丝因雷击谐振熔断的故障，10kV系统 为中性点不接地系统。事后检查，发现中性点所接消谐电阻 正常，中性点绝缘正常，励磁特性在正常范围，二次回路绝 缘正常，更换高压熔丝后，电压互感器又恢复正常运行。雷 击时工频和高频铁磁谐振过电压的幅值一般较高，可达额定 值的3倍以上，起始暂态过程中的电压幅值可能更高，危及 电气设备的绝缘结构。工频谐振过电压可导致三相对地电压 同时升高，或引起"虚幻接地"现象。分频铁磁谐振可导致相 电压低频摆动，励磁感抗成倍下降，过电压并不高，一般在 2倍额定值以下，但感抗下降会使励磁回路严重饱和，励磁 电流急剧加大，电流大大超过额定值，导致铁心剧烈振动， 使电压互感器一次侧熔丝过热烧毁。
16 第十六章 互感器
结构简单，价格低，不需要占用其它空间。
缺点：容量小、准确度低
电流互感器全型号的表示和含义如下：
二、 电流互感器接线
单相式接线——仅反映三相电流平衡系统的运行状态，作 一般恻量和过负荷保护。 不完全星形接线——常用于6～10kV中性点不接地三相三 线制系统中，可供功率表或电能表使用，仅取A相和c相电 流。公用回线中流通的电流即为B相电流。节省了一个电 流互感器。
几十伏安或几百伏安 （3）二次绕组所接负荷均为高阻抗的电压表及电压继电器，故正常运行 时二次绕组接近于空载状态（开路）且多数情况下它的负荷是恒定的。 电压互感器的一次电压U1与其二次电压U2之间有下列关系： U1≈(N1/N2)U2KUU2 式中，N1、N2——为电压互感器一次和二次绕组匝数； KU—— 为电压互感器的变压比，一般表示为 其额定一、二次电压比， 即KU=U1N/U2N，例如 10000V/100V。
电容分压器（电磁式）
电压等级越高－绝缘要求高、体积越庞大。 原理图,忽略流经小型一次 绕组的电流，经电容分压后:U2＝U1C1/(C1+C2)
回路中补偿电抗器L,减小
误差；阻尼电阻r防止铁磁谐 振引起的过电压,放电间隙J 是防止过电压对一次绕组及 补偿电抗器绝缘的威胁。闸 刀开关闭合或打开仅影响通 信设备的工作，不影响互感
第三节 电压互 感 器
一、电压互感器的技术参数和 型号 电压互感器是利用电磁感应 原理工作的，类似一台降压变 压器。互感器的高压绕组与被 测电路并联，低压绕组与测量 仪表电压线圈并联。由于电压 线圈的内阻抗很大，所以电压 互感器运行时，相当于一台空 载运行的变压器。故二次侧不 能短路，否则绕组将被烧毁。 电压互感器的容量是指其 二次绕组允许接人的负载功率 （以VA值表示），分额定容量 和最大容量。
电压互感器与电流互感器的作用原理两者区别
电流互感器作用及工作原理_电压互感器的作用及工作原理_电压互感器和电流互感器的区别电力系统为了传输电能，往往采用交流电压、大电流回路把电力送往用户，无法用仪表进行直接测量。
互感器的作用，就是将交流电压和大电流按比例降到可以用仪表直接测量的数值，便于仪表直接测量，同时为继电保护和自动装置提供电源，所以说电压互感器与电流互感器在电力系统中起到了非常的大的作用，而本文要介绍的就是电压互感器与电流互感器的区别以及如何使用电压互感器测量交流电路线电压。
电流互感器作用及工作原理电流互感器的主要所用是用来将交流电路中的大电流转换为一定比例的小电流（我国标准为5安倍），以供测量和继电保护只之用。
大家应该知道在发电、变电、输电、配电过程中由于用电设备的不同，电流往往从几十安到几万安都有，而且这些电路还可能伴随高压。
那么为了能够对这些线路的电路进行监控、测量，同时又要解决高压、高电流带来的危险，这时就需要用到电流互感器了。
有些人可能见过电工用的钳形表，这是一种用来测量交流电流的设备，它那个“钳”便是穿心式电流互感器。
电流互感器的结构如下图所示，可用它扩大交流电流表的量程。
在使用时，它的原线圈应与待测电流的负载线路相串联，副边线圈则与电流表串接成闭合回路，如图中右边的电路图所示。
电流互感器的原线圈是用粗导线绕成，其匝数只有一匝或几匝，因而它的阻抗极小。
原线圈串接在待测电路中时，它两端的电压降极小。
副线圈的匝数虽多，但在正常情况下，它的电动势E2并不高，大约只有几伏。
由于I1/I2=K i（Ki称为变流比）所以I1=K i*I2由此可见，通过负载的电流就等于副边线圈所测得的电流与变流比K i之乘积。
如果电流表同一只专用的电流互感器配套使用，则这安培表的刻度就可按大电流电路中的电流值标出。
电流互感器次级电流最大值，通常设计为标准值5A。
不同的电流的电路所配用的电流互感器是不同的，其变流比有10/5、20/5、30/5、50/5、75/5、100/5等等。
电流互感器和电压互感器课件
• 电压互感器(以下简称PT)在正常运行时相当 一个空载运行的变压器，这是因为PT的二 次负荷主要是测量仪表和继电器的电压线 圈,其阻抗一般很大,使PT二次所通过的电流 很小,. 由于PT的容量通常很小,线圈的导线很 细,漏抗也很小,一旦二次出现短路,很大的短 路电流极易烧毁PT,所以为了保证PT的安全 动行不允许短路.为了对其进行保护一般在 要加装熔断器.
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3 ，变压器的主磁通决定于一次侧所加的电压，主磁通又决定了二次电势，因此，主磁通不 变二次电势也基本不变。电流互感器则不 一样，当二次回路阻抗变化时，二次电势 也会变老。在一次电流作用下，二次阻抗、 励磁电流、二次电势和二次电流这几个量 是互为因果关系。
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电流互感器的铭牌
• 第一个字母： L —— 电流互感器。• 第二个字母： D单匝贯穿式;F复匝贯穿式Q 绕组型M母线式R装入式A穿墙式C瓷箱式 第三个字母： C —— 瓷绝缘式;Z——浇注式。J加大容量W户外型G改进型D差动保护 用第四个字母： B ——保护;D—— 差动。例如： 电流互感器LMZBJ-10W1字母什么意 思L-- 电流互感器 M--母线型； Z--环氧浇注； B--保护级； J--加大容量;W--户外式； 10--额 定电压10KV。课件
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电流互感器是怎样分类的？1.户内式：一般式干式电流互感器或环氧树脂浇注电流互感器。用在35kV及以下的配电装置中。
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2，户外式： 35kV及以上电流互感器多制成户外式，多用瓷套为箱体，以节约材料，减 轻重量和缩小体积。3，套箱式：也叫装入式，这种电流互感器是 装在35kV及以上的多油断路器或变压器的 套管中的。断路器或变压器套管中的导电 杆就作为电流互感的一次线圈，互感器本 身的铁芯和二次线圈套在导电杆上，构成 整体。
电压互感器及电流互感器的作用、原理及两者区别
电流互感器作用及工作原理_电压互感器的作用及工作原理_电压互感器和电流互感器的区别电力系统为了传输电能，往往采用交流电压、大电流回路把电力送往用户，无法用仪表进展直接测量。
互感器的作用，就是将交流电压和大电流按比例降到可以用仪表直接测量的数值，便于仪表直接测量，同时为继电保护和自动装置提供电源，所以说电压互感器与电流互感器在电力系统中起到了非常的大的作用，而本文要介绍的就是电压互感器与电流互感器的区别以及如何使用电压互感器测量交流电路线电压。
电流互感器作用及工作原理电流互感器的主要所用是用来将交流电路中的大电流转换为一定比例的小电流〔我国标准为5安倍〕，以供测量和继电保护只之用。
大家应该知道在发电、变电、输电、配电过程中由于用电设备的不同，电流往往从几十安到几万安都有，而且这些电路还可能伴随高压。
则为了能够对这些线路的电路进展监控、测量，同时又要解决高压、高电流带来的危险，这时就需要用到电流互感器了。
有些人可能见过电工用的钳形表，这是一种用来测量交流电流的设备，它那个"钳〞便是穿心式电流互感器。
电流互感器的构造如下列图所示，可用它扩大交流电流表的量程。
在使用时，它的原线圈应与待测电流的负载线路相串联，副边线圈则与电流表串接成闭合回路，如图中右边的电路图所示。
电流互感器的原线圈是用粗导线绕成，其匝数只有一匝或几匝，因而它的阻抗极小。
原线圈串接在待测电路中时，它两端的电压降极小。
副线圈的匝数虽多，但在正常情况下，它的电动势E2并不高，大约只有几伏。
由于I1/I2=Ki〔Ki称为变流比〕所以I1=Ki*I2由此可见，通过负载的电流就等于副边线圈所测得的电流与变流比Ki之乘积。
如果电流表同一只专用的电流互感器配套使用，则这安培表的刻度就可按大电流电路中的电流值标出。
电流互感器次级电流最大值，通常设计为标准值5A。
不同的电流的电路所配用的电流互感器是不同的，其变流比有10/5、20/5、30/5、50/5、75/5、100/5等等。
互感器
互感器（instrument transformer）又称为仪用变压器，是按比例变换电压或电流的设备及电流互感器和电压互感器的统称。
其功能主要是将高电压或大电流按比例变换成标准低电压（100V）或标准小电流（5A或1A，均指额定值），以便实现测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化、小型化。
同时互感器还可用来隔开高电压系统，以保证人身和设备的安全。
按比例变换电压或电流的设备。
互感器主要分为电压互感器和电流互感器两种。
[1]∙7常见种类∙8误差测量∙9种类对比工作原理在供电用电的线路中电流电压大大小小相差悬殊从几安到几万安都有。
为便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流，另外线路上的电压都比较高如直接测量是非常危险的。
电流互感器就起到变流和电气隔离的作用。
显示仪表大部分是指针式的电流电压表，所以电流互感器的二次电流大多数是安培级的（如5等）。
随着时代发展，电量测量大多已经达到数字化，而计算机的采样的信号一般为毫安级（0-5V、4-20mA等）。
微型电流互感器二次电流为毫安级，主要起大互感器与采样之间的桥梁作用。
微型电流互感器称之为“仪用电流互感器”。
（“仪用电流互感器”有一层含义是在实验室使用的多电流比精密电流互感器，一般用于扩大仪表量程。
）电流互感器原理线路图微型电流互感器与变压器类似也是根据电磁感应原理工作，变压器变换的是电压而微型电流互感器变换的是电流罢了。
绕组N1接被测电流，称为一次绕组（或原边绕组、初级绕组）；绕组N2接测量仪表，称为二次绕组（或副边绕组、次级绕组）。
微型电流互感器一次绕组电流I1与二次绕组I2的电流比，叫实际电流比K。
微型电流互感器在额定工作电流下工作时的电流比叫电流互感器额定电流比，用Kn 表示。
Kn=I1n/I2n。
结构原理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，由于一次绕组与二次绕组有相等的安培匝数，I1N1=I2N2，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。
电流互感器和电压互感器
在瞬态过程中，由于电场和磁场的能量发生较大的变化，可能会使绕组中的电 压和电流超过额定值许多倍，即出现所谓过电压和过电流现象，虽然瞬态过程 持续的时间很短，但却可能使变压器遭到破坏，因此，对这些问题应进行分析 研究，找出它的变化规律，对变压器的设计、制造、保护和运行都是十分必要 的。
变压器的瞬态过程
图5-3 变比和联结组相同时两台 变压器并联时的简化等效电路
§5-3变比相同而短路阻抗标么值不相等的变压器并联运行时的负载分配
Z uk 2 1 I S 2 I S Z uk 1
* 1 * 2 * 1 * 2 * k2 * k1
由此可知：负载系数和短路阻抗标幺值(或短路电压）成反比。 若为多台变压器并联，则
§6-2变压器空载合闸时的瞬态过程
变压器空载合闸时的瞬态过程
变压器在稳态运行时．空载激磁电流是额定电流的(1～10)％。但在空载接通
电源的瞬间，由于变压器铁心存在饱和现象，可能出现很大的冲击电流，如不
采取适当的措施，则可能使开关跳闸，以致变压器不能顺利投入电网。
i0
u1
r1 w1
w2
图6-1 变压器空载接通电源
联运行情况，要求各变压器满足联结组相同、变比相等，以及
短路阻抗标么值相等。变比相等和联结组相同保证空载时不产 生环流，是变压器能否并联的前提。短路阻抗标么值相等则保 证了负载按变压器容量成比例分配，若短路阻抗标么值不相等， 则负荷系数与短路阻抗标么值成反比。
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电流互感器和电压互感器的结构原理及作用
电流互感器（Current transformer 简称CT）电气符号：TA
电流互感器的原理：
电流互感器与变压器类似也是根据电磁感应原理工作，变压器变换的是电压而电流互感器变换的是电流罢了。
电流互感器接被测电流的绕组（匝数为N1），称为一次绕组（或原边绕组、初级绕组）；接测量仪表的绕组（匝数为N2）称为二次绕组（或副边绕组、次级绕组）。
电流互感器的作用是可以把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较小的二次电流，用来进行保护、测量等用途。
如变比为400/5的电流互感器，可以把实际为400A的电流转变为5A的电流。
电流互感器的结构：
电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。
它的一次侧绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中，因此它经常有线路的全部电流流过，二次侧绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的二次侧回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路。
电流互感器的作用：
电流互感器是把一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量，二次侧不可开路。
在发电、变电、输电、配电和用电的线路中电流大小悬殊，从几安到几万安都有。
为便于测量、保护和控制需要转换为比较统一的电流，另外线路上的电压一般都比较高如直接测量是非常危险的。
电流互感器就起到电流变换和电气隔离作用。
需掌握电流互感器的相关知识：
准确级选择的原则：计费计量用的电流互感器其准确级不低于0．5级；用于监视各进出线回路中负荷电流大小的电流表应选用1．0—3．0级电流互感器。
为了保证准确度误差不超过规定值
电流互感器 - 使用注意事项电流互感器运行时，副边不允许开路。
因为一旦开路，原边电流均成为励磁电流，使磁通和副边电压大大超过正常值而危及人身和设备安全。
因此，电流互感器副边回路中不许接熔断器，也不允许在运行时未经旁路就拆下电流表、继电器等设备。
电流互感器运行时，副边不允许开路。
原因如下：
⒈电流互感器一次被测电流磁势I1N1在铁芯产生磁通Φ1
⒉电流互感器二次测量仪表电流磁势I2N2在铁芯产生磁通Φ2
⒊电流互感器铁芯合磁通：Φ = Φ1 + Φ2
⒋因为Φ1.Φ2方向相反，大小相等，互相抵消，所以Φ = 0
⒌若二次开路，即 I2 = 0 ，则：Φ = Φ1，电流互感器铁芯磁通很强，饱和，铁心发热，烧坏绝缘，产生漏电
⒍若二次开路，即 I2 = 0 ，则：Φ = Φ1，Φ在电流互感器二次线圈N2中产生很高的感生电势e，在电流互感器二次线圈两端形成高压，危及操作人员生命安全
⒎电流互感器二次线圈一端接地，就是为了防止高压危险而采取的保护措施
电压互感器（Potential transformer 简称PT，Voltage transformer也简称VT）常见电气符号：TV
电压互感器的原理：
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。
电压互感器的结构：
电压互感器的基本结构[1]和变压器很相似，它也有两个绕组，一个叫一次绕组，一个叫二次绕组。
两个绕组都装在或绕在铁心上。
两个绕组之间以及绕组与铁心之间都有绝缘，使两个绕组之间以及绕组与铁心之间都有电气隔离。
电压互感器在运行时，一次绕组N1并联接在线路上，二次绕组N2并联接仪表或继电器。
因此在测量高压线路上的电压时，尽管一次电压很高，但二次却是低压的，可以确保操作人员和仪表的安全。
电压互感器的作用：
电压互感器的作用是：把高电压按比例关系变换成100V或更低等级的标准二次电压，供保护、计量、仪表装置使用。
同时，使用电压互感器可以将高电压与电气工作人员隔离。
电压互感器虽然也是按照电磁感应原理工作的设备，但它的电磁结构关系与电流互感器相比正好相反。
电压互感器二次回路是
高阻抗回路，二次电流的大小由回路的阻抗决定。
当二次负载阻抗减小时，二次电流增大，使得一次电流自动增大一个分量来满足一、二次侧之间的电磁平衡关系。
可以说，电压互感器是一个被限定结构和使用形式的特殊变压器。
简单的说就是“检测元件”。
需掌握的电压互感器知识：
电压互感器（Potential transformer 简称PT，Voltage transformer也简称VT）和变压器很相像，都是用来变换线路上的电压。
但是变压器变换电压的目的是为了输送电能，因此容量很大，一般都是以千伏安或兆伏安为计算单位；而电压互感器变换电压的目的，主要是用来给测量仪表和继电保护装置供电，用来测量线路的电压、功率和电能，或者用来在线路发生故障时保护线路中的贵重设备、电机和变压器，因此电压互感器的容量很小，一般都只有几伏安、几十伏安，最大也不超过一千伏安。
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，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。
注意事项
1．电压互感器在投入运行前要按照规程规定的项目进行试验检查。
例如，测极性、连接组别、摇绝缘、核相序等。
2．电压互感器的接线应保证其正确性，一次绕组和被测电路并联，二次绕组应和所接的测量仪表、继电保护装置或自动装置的电压线圈并联，同时要注意极性的正确性。
3．接在电压互感器二次侧负荷的容量应合适，接在电压互感器二次侧的负荷不应超过其额定容量，否则，会使互感器的误差增大，难以达到测量的正确性。
4．电压互感器二次侧不允许短路。
由于电压互感器内阻抗很小，若二次回路短路时，会出现很大的电流，将损坏二次设备甚至危及人身安全。
电压互感器可以在二次侧装设熔断器以保护其自身不因二次侧短路而损坏。
在可能的情况下，一次侧也应装设熔断器以保护高压电网不因互感器高压绕组或引线故障危及一次系统的安全。
5．为了确保人在接触测量仪表和继电器时的安全，电压互感器二次绕组必须有一点接地。
因为接地后，当一次和二次绕组间的绝缘损坏时，可以防止仪表和继电器出现高电压危及人身安全。