电磁式电压互感器的主要结构类型
互感器包括电流互感器和电压互感器
第四章 互感器互感器包括电流互感器和电压互感器，是一次系统和二次系统之间的联络元件，将一次侧的高电压、大电流变成二次侧标准的低电压（100V 或3/100V ）和小电流（5A 或1A ），用以分别向测量仪表、继电器的电压线圈和电流线圈供电，使二次电路正确反映一次系统的正常运行和故障情况。
目前，互感器常用电磁式和电容式。
第一节 互感器的作用及工作特性一、互感器与系统的连接互感器是一种特殊的变压器，其基本结构与变压器相同并按变压器原理工作。
其一、二次绕组与系统的连接方式如图4-1所示。
电压互感器一次绕组并接于电网，二次绕组与测量仪表或继电器电压线圈并联。
A1 与a2 同名，X 1与 x 2同名。
电流互感器一次绕组串接于电网（与支路负载串联）二次绕组与测量仪表或继电器的电流线圈相串联。
L 1与K 1同名，L 2与K 2同名。
功率型测量仪表与保护继电器及自动调节励磁装置的工作与输入电压电流相位有关。
二、互感器的作用1. 将一次回路的高电压和大电流变为二次回路的标准值。
通常电压互感器二次绕组额定电压为 100V 或3100V 。
电流互感器二次绕组额定电流一般为5A 或 1A 。
2. 使低电压的二次系统与高电压的一次系统实施电气隔离，且互感器二次侧接地，保证了人身和设备的安全。
互感器二次绕组接地的目的在于当发生一、二次绕组击穿时降低二次系统的对地电位，接地电阻愈小，对低电位愈低，从而保证人身安全，因此将其称为保护接地。
三相电压互感器一次绕组接成星形后中性点接地，其目的在于使一、二绕组的每一相均反应电网各相的对地电压从而反应接地短路故障，因此将该接地称为工作接地。
3. 取得零序电流、电压分量供反应接地故障的继电保护装置使用。
支路的零序电流)(310CB A I I I I ++=，因此将三相电流互感器二次绕组并联，使其输出总电流为三相电流之和即得到一次电网的零序电流。
如将一次电路（例如电缆电路）的三相穿过一个铁芯，则绕于该芯上的二次绕组输出零序电流。
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。
互感器原理及结构
互感器原理及结构互感器（Transformer）是一种电气设备，用于变换电压和电流的传输。
它基于电磁感应原理工作，通过相互综合绕组的磁场耦合来实现能量传递。
以下是互感器的原理及结构的详细解释：1. 原理：互感器的工作原理基于两个重要的电磁感应原理：法拉第电磁感应定律：当一个导体中的磁通量变化时，将在该导体上产生电动势。
在互感器中，一个绕组中的交流电流产生的磁场变化会引起另一个绕组中的电动势，并将能量传递到另一个绕组中。
互感定律：根据互感定律，两个绕组之间的电压比等于绕组的匝数比。
互感器利用这个原理来实现电压和电流的变换。
2. 结构：互感器由以下主要部件构成：铁芯：互感器的铁芯由磁性材料制成，通常为硅钢片。
铁芯提供了低磁阻路径，以增强磁感应强度。
一次绕组（Primary Winding）：一次绕组是传递电源能量的绕组，通常与电源连接。
它产生一个交流磁场，使能量传递到二次绕组。
二次绕组（Secondary Winding）：二次绕组接收来自一次绕组的磁场的能量，并产生一个变压后的电压输出。
它通常与负载连接。
绝缘层（Insulation）：互感器的绕组之间和绕组与铁芯之间有绝缘层，以防止绕组接触和发生电气短路。
冷却系统：大型互感器通常配备冷却系统，如油冷却或水冷却系统，以保持互感器的温度在安全范围内。
互感器的结构可以因其具体应用而有所不同。
例如，变压器是最常见的互感器类型之一，具有两个或多个绕组，用于变换电压。
其他类型的互感器可能包括电流互感器（用于测量电流）和电压互感器（用于测量电压）等。
互感器作为电力系统中重要的传输设备，不仅可以变换电压和电流，还可以提供绝缘和隔离等功能，以确保电力系统的安全运行。
其原理和结构的理解对于电力系统的设计、运行和维护都至关重要。
电感线圈：互感器的工作原理
电感线圈：互感器的工作原理在理想的电流互感器中，如果假定空载电流Ⅰ0=0，则总磁动势Ⅰ0N0=0，根据能量守恒定律，一次绕组磁动势等于二次绕组磁动势，即Ⅰ1NI=-Ⅰ2N2即电流互感器的电流与它的匝数成反比，一次电流对二次电流的比值Ⅰ1 /Ⅰ2称为电流互感器的电流比。
当知道二次电流时，乘上电流比就可以求出一次电流，这时二次电流的相量与一次电流的相量相差1800。
2、电流互感器的型号二、电磁式电压互感器的工作原理1、工作原理电压互感器的工作原理与普通电力变压器相同，结构原理和接线也相似，一次绕组匝数很多，而二次绕组匝数很少，相当于降压变压器。
工作时，一次绕组并联在一次电路中，而二次绕组并联仪表、继电器的电压线圈。
因此电压低，额定电压一般为100V；容量小，只有几十伏安或几百伏安；负荷阻抗大，工作时其二次侧接近于空载状态，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。
2、电磁式电压互感器的分类电磁式电压互感器可分为以下几种类型：（1）按安装地点可分为户内式和户外式。
（2）按相数可分为单相式和三相式。
（3）按每相绕组数可分为双绕组和三绕组式。
三绕组电压互感器有两个二次侧绕组：基本二次绕组和辅助二次绕组。
辅助二次绕组供接地保护用。
（4）按绝缘可分为干式、浇注式、油浸式、串级油浸式和电容式等。
干式多用于低压；浇注式用于3～35kV；油浸式主要用于35kV及以上的电压互感器。
3、电磁式电压互感器的结构类型（1）35kV及以下的电压互感器35kV及一下电压互感器的结构和普通变压器基本一致。
根据其绝缘方式的不同，可分为干式、环氧浇注式和油浸式三种。
干式电压互感器一般只用于低压的户内配电装置。
电压互感器的容量分为哪几种有什么区别
电压互感器有哪些类型电压互感器——按原理分为电磁感应式和电容分压式两类。
按用途，电压互感器又分为测量用和保护用两类。
1、电磁感应式电压互感器。
工作原理与变压器相同。
基本结构也是铁芯和原、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。
电压互感器本身阻抗很小，一旦副边发生短路，电流将急剧增加而烧毁线圈。
为此，电压互感器原边接有熔断器，副边接地，以免原、副边绝缘损坏时，副边出现对地高电位而造成事故。
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。
2、电容分压式电压互感器。
在电容分压器的基础上制成。
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。
电压互感器按结构分类，有充油式、干式以及三芯五柱式。
电压互感器分类方法按用途分测量用电压互感器或电压互感器的测星绕组：在正常电压范围内，向测量、计量装置提供电网电压信息;保护用电压互感器或电压互感器的保护绕组：在电网故障状态下，向继电保护等装置提供电网故障电压信息。
按绝缘介质分干式电压互感器：由普通绝缘材料浸渍绝缘漆作为绝缘，多用在及以下低电压等级;浇注绝缘电压互感器：由环氧树脂或其他树脂混合材料浇注成型，多用在及以下电压等级;油浸式电压互感器：由绝缘纸和绝缘油作为绝缘，是我国最常见的结构型式，常用于及以下电压等级;气体绝缘电压互感器：由气体作主绝缘，多用在较高电压等级。
通常专供测量用的低电压互感器是干式，高压或超高压密封式气体绝缘（如六氟化硫）互感器也是干式。
浇注式适用于35kV及以下的电压互感器，35kV 以上的产品均为油浸式。
按相数分绝大多数产品是单相的，因为电压互感器容量小，器身体积不大，三相高压套管间的内外绝缘要求难以满足，所以只有3- 15kV的产品有时采用三相结构。
按电压变换原理分电磁式电压互感器：根据电磁感应原理变换电压，原理与基本结构和变压器完全相似，我国多在及以下电压等级采用;电容式电压互感器：由电容分压器、补偿电抗器、中间变压器、阻尼器及载波装置防护间隙等组成，用在中性点接地系统里作电压测量、功率测量、继电防护及载波通讯用;光电式电压互感器：通过光电变换原理以实现电压变换，还在研制中。
电压互感器介绍
平衡绕组：平衡上下铁芯柱的磁势,保证正确的电压变换关系,即保证测量准确度
220kV串级式电压互感器
右图是220kV四级串级式电压互感器。上铁芯对地为额定电压的3/4,下铁芯对地为额定电压的1/4。绕组边缘线匝与铁芯之间为额定电压的1/4。二次绕组只与最下面一个铁芯柱耦合。 平衡绕组在同一铁芯的上下柱上,匝数相等,反极性连接。平衡上下铁芯柱的磁势 连耦绕组：两铁芯相邻的铁芯柱上,匝数相同,反极性连接。电压均匀分布,不影响准确级。
3．选择容量 电压互感器的型号和准确级确定以后,与此准确级对应的额定容量即已确定 可从本书附录四有关手册中查得 。 为了保证电压互感器的准确级,其二次侧所带负荷的实际容量不能超过额定容量。 计算电压互感器的二次负荷容量时,必须注意互感器的接线方式和二次负荷的连接方法,可查有关手册。
电容式电压互感器
电容式电压互感器 CVT 在国外已有四十多年的发展历史,在72.5～1000kV电力系统中得到普遍应用。国产CVT从1964年在西安电力电容器厂诞生以来,也积累了三十五年的制造和运行经验,现已进入成熟期。 电容式TV和GIS中电磁式TV两种类型可作为500kV电压互感器
电容式电压互感器的工作原理
油浸式电压互感器按结构分类
5 普通结构 单级式 和串级结构两种。3~35kV电压等级都制成普通结构,110kV及以上电压等级的电压互感器才制成串级结构。在我国,电压大于330kV只生产电容式。
JDZJ-10
JDQX-220
JDJ2-35
JZW-10
JSJW-10
JCC— 110
YDR-110
图 d 所示为一台三相五柱式 电压互感器接线。一次绕组接 成星形,且中性点接地。基本 二次绕组也接成星形,并且中性 点也接地。既可测量线电压．又 可测量相电压。
电压互感器
二,电容分压式的工作原理
2.电磁装置部分由中压变压器,补偿电 电磁装置部分由中压变压器, 电磁装置部分由中压变压器 抗器, 抗器,保护电阻及保护间隙装在由铁板 焊成的油箱内.油箱内灌注绝缘油, 焊成的油箱内.油箱内灌注绝缘油,油 面至箱顶留有规定的空气隙以补偿随温 度变化的油的体积. 度变化的油的体积.油箱做为该产品的 底座,带有吊装钩及安装孔. 底座,带有吊装钩及安装孔.
思考: 思考: 1.绘出电压互感器的常用接线 绘出电压互感器的常用接线, 1.绘出电压互感器的常用接线,并说明其应用 场所. 场所. 2.简述电容式电压互感器的工作原理 简述电容式电压互感器的工作原理. 2.简述电容式电压互感器的工作原理.
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三相三柱式电压互感器Y-Y.形接线 三相三柱式电压互感器Y 1)只能测量线电压,不能用来测量相 只能测量线电压, 对地电压 ; 2)UN1=UNS UN2=100V )
三相五柱式电压互感器Y0-Y0-△形接线 三相五柱式电压互感器Y 可测量线电压,相对地电压; 1)可测量线电压,相对地电压; 广泛用于3 15KV屋内配电装置中 屋内配电装置中; 2)广泛用于3～15KV屋内配电装置中; 3)UN1=UNS UN2=100V ) UN3=100/3V
二,电压互感器的分类
安装地点: 及以下) ( 1) .安装地点 : 户内式 ( 35KV及以下 ) , 户外式 ) 安装地点 户内式( 及以下 以上) (35KV以上) 以上 以下才有) (2). 相数:单相式和三相式(20KV以下才有) ) 相数:单相式和三相式( 以下才有 (3). 绕组数:双绕组和多绕组 ) 绕组数: 绝缘: (4).绝缘: ) 绝缘
五,电容式电压互感器
补偿电抗L: 补偿电抗 :串联补偿内 部容性内阻,减小误差; 部容性内阻,减小误差; 中间电磁式电压互感器T: 中间电磁式电压互感器 : 减小分压器的输出电流, 减小分压器的输出电流, 减小误差; 减小误差; 放电间隙FA:二次短路 放电间隙 : 时,在L,C2上易产生谐 , 上易产生谐 振过电压 阻尼电阻R: 阻尼电阻 :消耗谐振能 量 Ch:补偿励磁,感性分量 补偿励磁, 的影响,减小误差; 的影响,减小误差;
第10单元 电压互感器
第10单元第三节 电压互感器一．电磁式电压互感器（一）电磁式电压互感器的工作原理一次绕组匝数很多，而二次绕组匝数很少，相当于降压变压器。
工作时，一次绕组并联在一次电路中，而二次绕组并联仪表、继电器的电压线圈。
额定电压一般为100V ；容量小，只有几十伏安或几百伏安；负荷阻抗大，工作时其二次侧接近于空载状态，且多数情况下它的负荷是恒定的。
电压互感器的一次电压U 1与其二次电压U 2之间有下列关系：22211)/(U K U N N U u ≈≈ （4-16）式中，21N N 、为电压互感器一次和二次绕组匝数；u K 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N N u U U K 21/=，例如10000V/100V 。
（二）电磁式电压互感器的测量误差及影响误差的运行因素由于电压互感器存在励磁电流和内阻抗，测量时结果都呈现误差，通常用电压误差（又称比值差）和角误差（又称相角差）表示。
（1）电压误差： 电压误差为二次电压的测量值乘额定互感比所得一次电压的近似值（n k U 2）与实际一次电压1U 之差，而以后者的百分数表示100112⨯-=U U U k f n u （%） （4-17） （2）角误差： 角误差为旋转0180的二次电压向量-2U ' 与一次电压相量1.U 之间的夹角u δ，并规定-2U ' 超前于1.U 时， 角误差为正值。
反之，则为负值。
2．电压互感器运行功况对误差的影响电压互感器一次电压变化时，励磁电流和ψ角将随之变化，因此，电压误差及角误差都会发生变化。
（1）一次电压的影响。
应使一次额定电压与电网的额定电压相适应。
（2）二次负荷及功率因数的影响。
如果一次电压不变，则二次负载阻抗及功率因数直接影响误差的大小。
要保证电压互感器的测量误差不超过规定值，应将其二次负载阻抗和功率因数限制在相应的范围内。
(三) 电磁式电压互感器的结构类型和型号1. 电磁式电压互感器的分类电压互感器可分为以下几种类型：按安装地点可分为户内式和户外式。
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电磁式电压互感器的主要结构类型
电压互感器：将高电压变成低电压的互感器。
在正常使用情况下，其比差和角差都应在允许范围内。
按电压互感器的工作原理分类：电磁式、电容分压式、光电式。
电压等级为220kv及以下时为电磁式电压互感器，220kv以上是多为电容分压式互感器。
电磁式电压互感器原理接线图：
电磁式电压互感器
工作原理：
电磁式电压互感器的构造原理、构造和接线都与电力变压器相似。
电压互感器的一次绕组与二次绕组的电压之比同为他们的匝数之比。
特点：1；电压互感器一次侧的电压（电网电压）不收互感器二次负载影响。
2；二次侧的负载是仪表和继电器的电压线圈，阻抗很大，通过的电流很小，电压互感器的工作状态接近于空载装态，二次电压接近二次电动势值，并取决与一次电压值。
电磁式电压互感器的测量误差和准确级:
测量误差：
电压误差：
相位差：旋转180度后的二次电压-U2与一次电压向量U1之间的夹角。
准确级：电压互感器的准确级用最大允许误差表示。
有0.1、0.2、0.5、１、3、3P、6P等准确级，分别用在不同的测量与保护场合
减少误差的方法：采用高磁导率的冷轧硅钢片
二次侧接近空载运行时，电磁式电压互感器的误差最小。
准确级：在规定的一次电压和二次负荷变化范围内，负载的功率因素为额定值时，电压误差色最大值。
测量用电压互感器额准确值：0.1、0.2、0.5、1和3 。
保护用电压互感器的准确规定有3p和6p。
运行特点：二次侧不容许短路
电磁式电压互感器的分类：
1：按安装地点：户内式（35kv以下）和户外式（35kv以上）
2：按相数：单相（任意电压级）和三相（20kv以下电压级）
3：按绕组：双绕组和三绕组
4：按绝级结构：干式（结构简单绝缘强度低）、浇注式、充气式和油浸式（绝缘性能好）
电压互感器的结构与变压器有很多相同之处
油浸电磁式电压互感器的结构
油浸式电压互感器按其结构可分为普通式和串级式。
额定电压3～35kV油浸式电压互感器制成普通式结构，其铁芯和绕组浸在充有变压器油的油箱内，绕组通过固定在箱盖上的瓷套管引出。
电压为60kV及以上的电压互感器普遍制成串级式结构。
这种结构的主要特点是：绕组和铁心采用分级绝缘，以简化绝缘结构；铁心和绕组放在瓷箱中，瓷箱兼作高压出线套管和油箱
JCCl一110型串级式电压互感器的结构
一个“口”字型铁心采用悬空式结构，用四根电木板支撑着。
电木板下端固定在底座上。
原绕组分成匝数相等的两部分，绕成圆筒式安置在上、下铁柱上。
原绕组的上端为首端，下端为接地端，其中点与铁心相连，使铁心对地电位为原绕组电压的一半。
一般平衡绕组是安放得最靠近铁心柱。
依次向外的顺序是：原绕组、基本付绕组、辅助付绕组。
基本付绕组和辅助绕组都放置在下铁心柱上。
上、下铁心柱都绕有平衡绕组。
瓷外壳装在钢板做成的圆形底座上。
原绕组的尾端、基本付绕组和辅助付绕组的引线端从底座下引出。
原绕组的首端从瓷外壳顶部的油扩张器引出。
油扩张器上装有吸潮器。
1-油扩张器；2-磁外壳；3-上柱绕组；4-铁芯；5下柱绕组；6-支撑电木板；7-底座。