电压互感器结构及原理基础知识讲解

1.工作原理
电磁式电压互感器的主要结构和工作原理类似于变压器。如图所示，电压互感 器的一次线圈匝数N1很多，并接于被测高压电网上，二次线圈匝数N2较少，二 次负荷比较恒定，接于高阻抗的测量仪表和继电器电压线圈，正常运行时，电压 互感器接近于空载状态。
U1
匝数多
N1
匝数少
N2
U2
U1 N1 U2 N2
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、指示仪表、变送器、 继电保护等，以满足各自 不同的使用要求。
互感器是按比例变换电压或电流的设备。互感器的功能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10A，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。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。
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（3）一次绕组可调，二次多绕组电流互感器结构及工作原理
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。
KU1
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附加：CVT结构及主要参数
C1—高压电容 C2—中压电容 T—中间变压器 L—补偿电抗器 D—阻尼器 F—保护装置 1a、1n—主二次1号绕组 2a、2n—主二次2号绕组 da、dn—剩余电压绕组 (100V)
电压互感器（缩写PT，文字符号TV）电压互感器可 在高压和超高压的电 力系统中用于电压和功率的测 量等。
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1.电流互感器分类
➢ 光电耦合式 按一次绕组匝数分为
母线式
单匝
芯柱式 套管式
线圈式
多匝式 线环式
户内式
串级式
➢ 电磁式
按安装地点分为 户外式 测量用
按用途分为 保护用
干式 按绝缘可分为 浇注式
油浸式
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2.电压互感器分类
电磁式 ➢ 按原理分
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课堂小互动
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课堂小互动
开口三角电压是指电压互感器三相的三个二次绕组A相“a-x”、B相“b-x”、 C相“c-x”，开口三角就是A相“a-x”的x与B相“b-x”的b相连，“b-x” 中的x与C相“c-x”的c相连，从A相“a-x”的a与C相“c-x”x引出线，测得 的电压就是所谓的二次侧开口三角电压；它完全闭合的三角形就是开口三角 形，从这开口三角形引出的电压记为Uax。
1 互感器分类
目录
2 互感器结构及工作原理 3 电压互感器二次 4 电流互感器二次
5 附加
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一、互感器分类
电流互感器（缩写CT，文字符号TA）电流互感器可 用在交换电流的测量、交换电度的测量和电力拖动线 路中的保护。
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（2） Y0－Y0接线
一次绕组接成星形,互感器接于相－地之间,因此,测量的是相对地电压,而并 非各相与中性点之间电压，一次绕组接地属于工作接地。
电压互感器的一次绕组阻抗极高，即使是在中性点直接接地或经消弧线圈
1）只用两个单相电压互感器可以得到对称的三个线电压； 2）不能测量相电压； 3）一次绕组接入系统线电压，二次绕组电压为100V。当继电保护装置 和测量表计只需用线电压时，可采用这种接线方式。
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（2）V-V接线 简化图：
ABC
··
a
100V
b ··
c
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（2） Y0－Y0接线
由三个单相互感器一、二次侧均接成Y0形，可供给要求线电压的仪表和继 电器以及要求相电压的绝缘监视电压表。由于小电流接地系统在一次电路发 生单相接地时，另两个完好相的相电压要升高到线电压，所以绝缘监视电压 表表要按线电压选择否则在发生单相接地时，电压表可能被烧毁。
用三台单相三绕组电压互感器构成Y0/Y0 /接线，用于3～220kV系统 （110kV及以上无高压熔断器），供接入交流电网绝缘监视仪表和继电保护 用。三相五柱式电压互感器只用于3～15kV系统，其接线与三台单相三绕组 电压互感器构成Y0/Y0/接线基本相同。
该接线方式其二次绕组用来测量相间电压和相对地电压，辅助二次绕组接 成开口三角形检测零序电压。
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（二）电流互感器（ current transformer ）
1.工作原理
电流互感器原理是依据电磁感应原理的。电流互感器是由闭合的铁心和绕组组 成。它的一次绕组匝数很少，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。
电容式 测量用 ➢ 按用途分 保护用
➢ 按结构分
三相三柱式 三相五柱式 充油式 全绝缘 半绝缘
干式
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二、互感器原理
（一）电压互感器（ voltage transformer ）
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2.电压互感器接线
单相接线
电压互感 器接线
Y0-Y0接 线
V-V接线
Y0/Y0 / 接线
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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。
特点
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。
电流电压互感器二次回路基础知识讲解
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前言
互感器(instrument transformer)是电力系统中供测量和保护用的重要设备， 是专门用作电流和电压变换的特种变压器。它分为电流互感器、电压互感器两 大类。另外还有一种组合式变压器，它是将电流互感器和电压互感器装在一个 整体内。
接地的系统中，虽然电压互感器一次绕组中性点接地，但并不表示该系统中
性点接地。
· •
UA
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a
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Ub
UB
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（3）Y0/Y0/ 接线
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电容式电压互感器(CVT)电容式电压互感器实质上是一个电容分压器，在被测 装置的相和地之间接 有电容C1和C2，按反比分压，C2上的电压为
UC2
U1C1 C1 C2
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（2）多抽头电流互感器结构及工作原理
➢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，比如二次绕 组增加两个抽头，K1、K2为600/5，K1、K3为800/5，K1、K4为1000/5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，而不需要更换电流互感器，给使用提供了方便。
把大电流变成小电流，将连接 在继电器及测量仪器仪表的二 次回路与一次电流的高压系统 隔离，并将一次电流变换 到 5A 或 1A 两种标准的二次 电流值。
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（1）穿心式电流互感器结构及工作原理
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芯上，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。
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：I1/n 。 式中： I1——穿心一匝时一次额定电流； n——穿心匝数。
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（3）不同变比电流互感器结构及工作原理
➢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，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)。
（1）单相接线
该接法仅适用于测量相间电压。如果互感器一次绕组的一端接在线路上，另 一端接地，互感器可测量某一相对地电压。
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（2）V-V接线 又叫两个单相电压互感器接成V-V形接线方式。两个电压互感器分别接于线电 压UAB和UBC上，一次绕组不能接地，二次绕组为安全，一端接地，这种接线 方式适用于中性点非直接接地或经消弧线圈接地系统。
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课堂小互动
小电流接地系统为什 么正常运行时电压互 感器的开口三角形两 端无电压，而当一次 系统发生单相接地时 就出现电压?
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x
电压互感器由辅助二次 线圈组成的开口三角反 应零序电压。