电压互感器结构及原理基础知识讲解

电流电压互感器二次回路基础知识讲解

前言

互感器(instrumenttransformer)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。

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。目录12345互感器分类互感器结构及工作原理电压互感器二次附加电流互感器二次

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。

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。一、互感器分类光电耦合式电磁式1.电流互感器分类按一次绕组匝数分为单匝多匝式母线式芯柱式套管式线圈式线环式串级式按安装地点分为户内式户外式按用途分为测量用保护用按绝缘可分为干式浇注式油浸式2.电压互感器分类按原理分电磁式电容式按用途分测量用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)电压互感器接线单相接线V-V接线Y0-Y0接线Y0/Y0/

接线2.电压互感器接线（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。（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。

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。（2）V-V接线简化图：

ABCabc····100V（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。（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。·········abcn。。n（3）Y0/Y0/接线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。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?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。ax课堂小互动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。（二）电流互感器（

currenttransformer）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。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。（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。（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。（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)。（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。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。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。特点2.电流互感器接线电流互感器的接线方式是指作为相间短路的过电流保护用的电流继电器与电流互感器二次线圈之间的连接方式。分为三种：三相完全星形接线方式两相不完全星形接线两相电流差接线接线系数kkx

：指通过继电器的电流IK与电流互感器二次电流ITA.2的比值，即：

kkx

＝IK／ITA.2。2.电流互感器接线三相完全星形接线方式是用三台电流互感器与三只继电器对应连接的。可以反映任何形式短路故障。所用保护元件最多。接线系数kkx＝1三相完全星形接线2.电流互感器接线两相不完全星形接线两相不完全星形接线方式是在A、C两相装有电流互感器，分别与两只电流继电器相连接。可以反映除B相单相接地短路以外的所有故障。接线系数：

kkx＝1两相不完全星形接线方式还可以接成两相三继电器形式，以提高可靠性。两相三完全星形接线中流入第三个继电器的电流是

该接线方式应用在大电流接地系统中，保护线路的三相短路、两相短路。接线系数：

Kkx＝12.电流互感器接线两相电流差接线两相电流差接线方式由两台电流互感器和一只电流继电器组成。正常工作时，通过继电器的电流为：二次绕组1a-1n2a-2n3a-3nda-dn额定电压100/√3100/√3100/√3100额定输出50505050准确级0.20.50.53P2.桥东二场电压互感器详解3351电压互感器2.桥东二场电压互感器详解3351电压互感器（3号主变330kV侧电压互感器）2.桥东二场电压互感器详解3539电压互感器（35kVⅢ母电压互感器）2.桥东二场电压互感器详解35E09电压互感器型号JDZX9-35额定绝缘水平40.5/105/222.2出线端子标志1a1n2a2ndadn额定输出VA2050100准确级次0.20.53p额定电压0.1/√30.1/√30.1/√3额定电压比KV35/√3/0.1/√3/0.1/32.桥东二场电压互感器详解35E09电压互感器四、电流互感器二次桥东二场电压互感器配置表序号安装位置型号SF6额定气体压力（MPa）厂家1桥东敦线LVQB-330W20.5西安西电高压开关有限公司23#主变330kV侧LVQB-330W20.5西安西电高压开关有限公司33#主变35kV侧LVQB-35W20.35湖南省电力公司电瓷电器厂4SVG侧--2.桥东二场电流互感器详解桥东敦线电流互感器备注：3号主变高压侧电流互感器与之相同。2.桥东二场电流互感器详解3号主变35kV侧电流互感器型号LVQB-35W2额定绝缘水平40.5/106/206kVSF6额定气压0.35MPa补气压力0.25MPa短时热电流31.5kA4S额定动稳定电流80kA端子标志1S1-1S22S1-2S23S1-3S24S1-4S21S1-1S32S1-2S33S1-3S34S1-4S35S15S25S1-5S35S1-5S46