互感器简介.docx

互感器中文名称：互感器英文名称：instrument transformer其他名称：仪用变压器定义：电流互感器和电压互感器的统称将高电压变成低电压、大电流变成小电流，用于 量测或保护系统应用学科：电力（一级学科）；变电（二级学科）百科名片互感器（ins trumen t transformer）是按比例变换电压或电流的设备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基本介绍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互感器原理图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II与二次绕组12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=Iln/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。

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 形铁心上，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：式中I1——穿心一匝 时一次额定电流；n 穿心匝数多抽头电流互感器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，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，给使用提供了方便不同变比电流互感器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）。

一次绕组可调，二次多绕组电流互感器这种电流互感器的特点是变比量程多，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组合式电流电压互感器组合式互感器由电流互感器和电压互感器组合而成，多安装 于高压计量箱、柜，用作计量电能或用作用电设备继电保护装置的电源组合式电流电压 互感器是将两台或三台电流互感器的一次、二次绕组及铁心和电压互感器的一、二次绕组 及铁心，固定在钢体构架上，浸入装有变压器油的箱体内，其一、二次绕组出线均引出， 接在箱体外的高、低压瓷瓶上，形成绝缘、封闭的整体一次侧与供电线路连接，二次侧 与计量装置或继电保护装置连接。

根据不同的需要，组合式电流电压互感器分为V/V接线 和Y/Y接线两种，以计量三相负荷平衡或不平衡时的电能主要作用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微型互感器表直接测量的数值，便于仪表直接测量，同时为继电保护和自动装置提供电源电力系统 用互感器是将电网高电压、大电流的信息传递到低电压、小电流二次侧的计量、测量仪表 及继电保护、自动装置的一种特殊变压器，是二次系统和二次系统的联络元件，其一次绕 组接入电网，二次绕组分别与测量仪表、保护装置等互相连接互感器与测量仪表和计量 装置配合，可以测量一次系统的电压、电流和电能；与继电保护和自动装置配合，可以构 成对电网各种故障的电气保护和自动控制互感器性能的好坏，直接影响到电力系统测量、 计量的准确性和继电器保护装置动作的可靠性互感器分为电压互感器和电流互感器两大类，其主要作用有：将一次系统的电压、电 流信息准确地传递到二次侧相关设备；将一次系统的高电压、大电流变换为二次侧的低电 压（标准值）、小电流（标准值），使测量、计量仪表和继电器等装置标准化、小型化，并 降低了对二次设备的绝缘要求；将二次侧设备以及二次系统与一次系统高压设备在电气方 面很好地隔离，从而保证了二次设备和人身的安全。

基本特点（1） 一次线圈串联在电路中，并且匝数很少，因此，一次线圈中的电流示意图完全取决于被测电路的负荷电流.而与二次电流无关；（2）电流互感器二次线圈所接仪表 和继电器的电流线圈阻抗都很小，所以正常情况下，电流互感器在近于短路状态下运行电流互感器一、二次额定电流之比，称为电流互感器的额定互感比：kn=I1n/I2n因为一次线圈额定电流I1n己标准化，二次线圈额定电流I2n统一为5（1或0.5）安, 所以电流互感器额定互感比亦已标准化kn还可以近似地表示为互感器一、二次线圈的匝 数比，即kn~kN二N1/N2式中N1.N2为一、二线圈的匝数发展历程互感器最早出现于19世纪末随着电力工业的发展，互感器的电压等互感器级和准确级别都有很大提高，还发展了很多特种互感器，如电压、电流复合式互感器、直 流电流互感器，高准确度的电流比率器和电压比率器，大电流激光式电流互感器，电子线 路补偿互感器，超高电压系统中的光电互感器，以及SF6全封闭组合电器（GIS）中的电压、 电流互感器在电力工业中，要发展什么电压等级和规模的电力系统，必须发展相应电压 等级和准确度的互感器，以供电力系统测量、保护和控制的需要。

随着很多新材料的不断应用，互感器也出现了很多新的种类，电磁式互感器得到了比 较充分的发展，其中铁心式电流互感器以干式、油浸式和气体绝缘式多种结构适应了电力 建设的发展需求然而随着电力传输容量的不断增长，电网电压等级的不断提高及保护要 求的不断完善，一般的铁 心式电流互感器结构已逐渐暴露出与之不相适应的弱点，其固 有的体积大、磁饱和、铁磁谐振、动态范围小，使用频带窄等弱点，难以满难以满足新一 代电力系统自动化、电力数字网等的发展需要随着光电子技术的迅速发展，许多科技发达国家已把目光转向利用光学传感技术和电 子学方法来发展新型的电子式电流互感器，简称光电电流互感器国际电工协会已发布电 子式电流互感器的标准电子式互感器的含义，除了包括光电式的互感器，还包括其它各 种利用电子测试原理的电压、电流传感器互感器基本分类互感器分为电压互感器和电流互感器两大类，其主要作用有：将一次系统的电压、电 流信息准确地传递到二次侧相关设备；将一次系统的高电压、大电流变换为二次侧的低电 压（标准值）、小电流（标准值），使测量、计量仪表和继电器等装置标准化、小型化，并 降低了对二次设备的绝缘要求；将二次侧设备以及二次系统与一次系统高压设备在电气方 面很好地隔离，从而保证了二次设备和人身的安全。

电压互感器测量用电流互感器主要与测量仪表配合，路正常工作状态下，用来测量电流、电 压、功率等测量用微型电流互感器主要要求：1•绝缘可靠，2•足够高的测量精度，3. 当被测线路发生故障出现的大电流时互感器应在适当的量程内饱和（如500%的额定电流） 以保护测量仪表保护用电流互感器保护用电流互感器主要与继电装置配合，路发生 短路过载等故障时，向继电装置提供信号切断故障电路，以保护供虫系统的安全保护用 微型电流互感器的工作条件与测量用互感器完全不同，保护用互感器只是在比正常电流大 几倍几十倍的电流时才开始有效的工作电流互感器利用变压器原、副边电流成比例的特点制成其工作原理、等值电路也与一般变压器 相同，只是其原边绕组串联在被测电路中，且匝数很少；副边绕组接电流表、继电器电流 线圈等低阻抗负载，近似短路原边电流（即被测电流）和副边电流取决于被测线路的负 载，而与电流互感器的副边负载无关由于副边接近于短路，所以原、副边电压U1和都 很小，励磁电流10也很小电流互感器运行时，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。

电流互感器的接线方式按其所接负载的运行要求确定最常用的接线方式为单 相，三相星形和不完全星形组合互感器组合互感器是将电压互感器、电流互感器组合到一起的互感器组合互感器可将高电 压变化为低电压，将大电流变化为低电流，从而起到对电能计量的目的钳形互感器钳形电流互感器是一款精密电流互感器（直流传感器），是专门为电力现场测量计量 使用特点设计的该系列互感器选用高导磁材料制成，精度高抗干扰能力强等 使用时可以直接夹住母线或母排上无须截线停电其使用十分方便Q8O系列钳形电流互感 器已多次被铁道部门使用检测目前D字开头列车上高频电流信号交流电流变换器，它可 配合多种测量仪器，电能表现场校验仪、多功能电能表、示波器、数字万用表、双钳式接 地电阻测试仪、双钳式相位伏安表等,可在电力不断电状态下，对多种电参量进行测量 和比对零序互感器零序电流保护的基本原理是基于基尔霍夫电流定律：流入电路中任一节点的复电流的 代数和等于零。