四小器培训(电压互感器、电流互感器)

因为根据发电、输电和用电的不同情况， 线路上的电压大小不一，而且相差悬殊， 有的是低压220V和380V，有的是高压几万 伏甚至几十万伏。要直接测量这些低压和 高压电压，就需要根据线路电压的大小， 制作相应的低压和高压的电压表和其他仪 表和继电器。这样不仅会给仪表制作带来 很大困难，而且更主要的是，要直接制作 高压仪表，直接在高压线路上测量电压， 那是不可能的，而且也是绝对不允许的。
⑷ 电容式电压互感器接线形式。 在中性点不接地或经消弧线圈接地的系统中 ，为了测量相对地电压，PT一次绕组必须接成星 形接地的方式。 在3~60KV电网中，通常采用三只单相三绕组 电压互感器或者一只三相五柱式电压互感器的接 线形式。必须指出，不能用三相三柱式电压互感 器做这种测量。当系统发生单相接地短路时，在 互感器的三相中将有零序电流通过，产生大小相 等、相位相同的零序磁通。
五、基本作用 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”。
泵，在负荷分配上其感抗大于容抗，由于 某种原因，而使系统电压波动使电路中电 流和电压发生突变，可能导致电压互感器 铁心迅速饱和、感抗减小，当感抗小于容 抗时，将产生铁磁谐振，导致电压互感器 激磁电流增大几十倍，而过电压幅值将达 到近2.5Ue，甚至于达到3.5Ue以上，而且 持续时间较长，电压互感器在这样大电压 、大电流下运行，使本身的温度也迅速升 高，导致损坏。
电流互感器
简称CT。 一、原理 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。 对于指针式的电流表，电流互感器的二次电 流大多数是安培级的（如5A等）。对于数字化仪 表，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。
四小器
电压互感器 电压互感器（Potential transformer 简称 PT，也简称TV）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。
微型电流互感器也有人称之为“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）。 电流互感器一次绕组电流I1与二次绕组I2的电流比 ，叫实际电流比K。电流互感器在额定电流下工作 时的电流比叫电流互感器额定电流比，用Kn表示
二、工作原理 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
(7)电弧放电，可以是串级绕组对铁芯放电， 绝缘支持架不良而放电；绝缘进水受潮； 一次绕组末端未接地； (8)过热性故障
八、案例分析 1、故障现象 6kV系统共有八段，采用的是上海华通开关厂生产的 电气组合柜，该厂设备自投产以来，主部件未发 生大的缺陷，但其辅助测量PT发生了8台次损坏， 现象表现为本体炸裂、内部绝缘物质喷出故障， 致使6kV系统的相关保护不能投运，部分自动功能 无法实现。这给厂用系统的安全稳定运行带来了 极大的隐患。 2、故障原因 1）产品质量不好：如果由于产品本身绝缘、铁心叠 片及绕制工艺不过关等，均可能致使电压互感器 发热过量使绝缘长期处于高温下运行，从而导致 绝缘加速老化，出现击穿。该类型的电压互感
电压互感器是发电厂、变电所等输电和供电 系统不可缺少的一种电器。 精密电压互感器是电测试验室中用来扩大量 限，测量电压、功率和电能的一种仪器。 电压互感器和变压器很相像，都是用来变换 线路上的电压。 线路上为什么需要变换电压呢?这是因为根据 发电、输电和用电的不同情况，线路上的电压大 小不一，而且相差悬殊，有的是低压220V和380V ，有的是高压几万伏甚至几十万伏。要直接测量 这些低压和高压电压，就需要根据线路电压的大 小，制作相应的低压和高压的电压表和其他仪表
器一次侧绕组发生匝间短路，这样电流会迅速增大 ，铁磁也将迅速饱和从而导致谐振过电压，使绝 缘击穿，高压熔断器被熔断 2）电压互感器二次负荷偏重，一、二次电流较大， 使二次侧负载电流的总和超过额定值，造成PT内 部绕组发热增加，尤其是在电压高于PT额定电压 （6kV）情况下，PT内部发热更加严重；再者，该 系统属于中性点非有效接地系统，故一次侧电压 在运行中容易发生偏斜，当某相出现高电压时， 该相PT更加容易发生热膨胀爆裂。 3) 由于铁磁谐振而造成电压互感器被击穿，因为： 被击穿的电压互感器所处的母线带的负荷呈感性 的比较多，特别是Ⅲ、Ⅳ段，带有大容量的深井
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。 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）。
在三相三柱式互感器中，零序磁通 只能通过磁阻很大的气隙和铁外壳形 成闭合磁路，零序电流很大，使互感 器绕组过热甚至损坏设备。而在三相 五柱式电压互感器中，零序磁通可通 过两侧的铁芯构成回路，磁阻较小， 所以零序电流值不大，对互感器不造 成损害。
七、常见异常 ⑴三相电压指示不平衡：一相降低（可为零），另 两相正常，线电压不正常，或伴有声、光信号， 可能是互感器高压或低压熔断器熔断； ⑵中性点非有效接地系统，三相电压指示不平衡： 一相降低（可为零），另两相升高（可达线电压 ）或指针摆动，可能是单相接地故障或基频谐振 ，如三相电压同时升高，并超过线电压（指针可 摆到头），则可能是分频或高频谐振； ⑶高压熔断器多次熔断，可能是内部绝缘严重损坏 ，如绕组层间或匝间短路故障；
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。
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。 6、电压互感器副边绝对不容许短路。
四、铭牌标志 电压互感器型号由以下几部分组成，各部分 字母，符号表示内容： 第一个字母：J——电压互感器； 第二个字母：D——单相；S——三相 第三个字母：J——油浸；Z——浇注； 第四个字母：数字——电压等级（KV）。 例如：JDJ-10表示单相油浸电压互感器，额 定电压10KV。
额定一次电压，作为互感器性能基准的一次 电压值 额定二次电压，作为互感器性能基准的二次 电压值 额定变比，额定一次电压与额定二次电压之 比。 准确级，由互感器系统定的等级，其误 差在规定使用条件下应在规定的限值之内 负荷，二次回路的阻抗，通常以视在功率 （VA）表示。额定负荷，确定互感器准确 级可依据的负荷值。
一、主要类型 ⑴按安装地点可分为户内式和户外式。35kV 及以下多制成户内式；35kV以上则制成户 外式。 ⑵按相数可分为单相和三相式，35kV及以上 不能制成三相式。 ⑶按绕组数目可分为双绕组和三绕组电压互 感器，三绕组电压互感器除一次侧和基本 二次侧外，还有一组辅助二次侧，供接地 保护用。
⑷按绝缘方式可分为干式、浇注式、油浸式和充气 式。干式电压互感器结构简单、无着火和爆炸危 险，但绝缘强度较低，只适用于6kV以下的户内式 装置；浇注式电压互感器结构紧凑、维护方便， 适用于3kV～35kV户内式配电装置；油浸式电压互 感器绝缘性能较好，可用于10kV以上的户外式配 电装置；充气式电压互感器用于SF6全封闭电器中 ⑸按工作原理划分，还可分为电磁式电压互感器， 电容式电压互感器和电子式电压互感器。
三、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。