互感器原理

　　摘 要:介绍了电容式电压互感器的电气结构；概括了变电站运行中电容式电压互感器由于二次侧电压降低而发生的故障；对现场的故障进行了分析，根据二次引线直阻测量、分压电容介质损耗及电容量测量油色谱分析试验结果，给出了故障处理建议。 　　关键词：电容式电压互感器；二次电压降低；故障分析；电气试验 　　中图分类号：TM451.2 文献标识码：B 　　引言 　　容式电压互感器由电容分压器和中间电压电磁单元组成，可兼顾电压互感器和电力线路载波耦合装置中的耦合电容器两种设备的功能，同时在实际应用中又能可靠阻尼铁磁谐振和具备优良的瞬变响应特性等；故近几年在电力系统中得到广泛应用，不仅在变电站线路出口上使用，而且大量应用在母线和变压器出口上代替电磁式电压互感器[1～3]。 　　由于受设计制造经验、工艺水平和原材料等多种因素的限制，运行中电容部分故障发生率较高，中间电压电磁单元还经常出现中压端限压避雷器击穿、电容分压器中压端与电磁单元的连线过长等故障。本文通过对一只220kVCVT在运行中二次电压降低后，在现场对故障进行分析检查、试验和故障判断的介绍，给出现场遇到CVT类似故障的分析处理方法。 　　1、电容式电压互感器的电气结构 　　该电容式电压互感器型号为 ，结构原理如图1所示（其中C1为C11串C12）。 　　图1 220kV CVT结构原理图 　　该电容式电压互感器由2节瓷套外壳的电容分压器和安装在下部油箱的电磁单元两部分构成，其中C11安装在第1节瓷套内，C12和分压电容C2共装在第2节瓷套内；其电容量分别为：C11串 C12的电容量为11.89nF、C2的电容量为69.42nF，油箱电磁单元中变压器的一次端在第2节瓷套内，连接在C12和C2之间，4个二次绕组的接线端子1a1n，2a2n，3a3n，dadn，通过接线盒引出，N端在出线盒接地。 　　2故障介绍 　　2005年11月5日，内蒙古超高压500kV某变电站日常巡视中发现220kVI#母线电容式电压互感器A相二次侧电压低于正常值，且保护发出“PT断线”信号。 　　在运行状态下，电气试验人员对二次电压线圈输出电压进行测量，测量结果与正常值如表1所示，现场检查电容式电压互感器外观正常也无异音现象。 　　表1 二次电压线圈输出电压测量值与正常值 　　测量值（V） 53.6 55.3 56.2 　　正常值（V） 57.7 57.7 57.7 　　根据相电容式电压互感器工作原理，二次电压的大小与中间变压器的变比和分压电容的电容大小有关，二次电压仅是降低并未完全失压故不可能是电磁单元变压器一次引线断线或接地、分压电容器C2短路等故障，综上所述对故障原因进行初步判断： 　　（1）电磁单元变压器二次引线部分匝间短路； 　　（2）电容分压器C11，C12电容变小； 　　（3）分压电容器C2电容变大。 　　3电气试验检查及结果 　　3.1 二次侧引线直流电阻测量 　　对该电容式电压互感器二次侧引线直流电阻进行测量。现场环境温度1℃，相对湿度RH22%，测量结果如表2所示。从表2中可以看出，二次侧引线不存在短路问题。 　　 　　3.2 分压电容介质损耗及电容量测量 　　对该相电容式电压互感器的C11与C12串C2分别采用正接线方法测量电容介质损耗及电容量测量，对C2采取自激励方法测量电容介质损耗及电容量测量。现场环境温度1℃，相对湿度 　　通过对测试结果分析判断，发现A相C2电容量比B、C两相C2电容量均大，初步判断C2电容损坏。 　　3.3 油色谱分析 　　提取该电容式电压互感器油色谱分析，取油样现场环境温度1℃，相对湿度RH22%，测量结果如表6所示。 　　表6电容式电压互感器油色谱分析结果 　　组分 C2H2 H2 　　含量（uL/L） 14.75 152 　　通过对测试结果分析判断，该电容式电压互感器发生了间隙放电。 　　4试验结果的分析判断 　　根据试验的测量结果进行分析判断，此次故障确定是由于中间变压器一次侧尾端N引出端子发生松动，导致中间变压器一次尾端对地存在悬浮电位，产生了间隙放电，导致C2电容击穿而引发故障。返厂解体后印证了分析结果，经过处理后C2的电容量69.47nF、介质损耗值0.039%，测量结果正常。 　　5 结束语 　　随着电容式电压互感器在电力系统中的广泛应用，在一次设备中发生故障率较高，其中电容部分故障发生率为多。对以上此类二次电压降低故障， 测试时C2采取自激励方法测量，建议加强中间电压电磁单元绝缘检测，以减少故障发生率。 　　参考文献 　　[1] GB/T4703-1984《电容式电压互感器》［S］． 　　[2] 盛国钊等．1995-1999年电容式电压互感器的运行及故障情况分析［J］．电力设备，2001，（2） 　　[3] 华北电网有限公司《电力设备交接和预防性试验规程》［S］． 　　作者简介： 　　王少军（1972-），男，内蒙古包头人，工程师，研究方向为电力系统及其自动化。

互感器实际上就是一种特殊的变压器，主要用来从电气上隔离一次回路与控制回路，从而扩大二次设备（仪表、综保等）的使用范围。采用PT/CT可以避免一次回路的高电压/大电流直接进入到二次控制设备（如：仪表、综保装置等），也可以防止由于控制设备故障影响一次回路的运行。河南森源的互感器的构造是由铁心、一次绕组、二次绕组、接线端子及绝缘支撑物等组成。

电磁感应式电压互感器 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。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。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）。 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。 电容分压式电压互感器 在电容分压器的基础上制成。其原理接线见图2。 电容C1和C2串联，U1为原边电压，为C2上的电压。空载时，电容C2上的电压为 由于C1和C2均为常数，因此正比于原边电压。但实际上，当负载并联于电容C2两端时，将大大减小，以致误差增大而无法作电压互感器使用。为了克服这个缺点，在电容C2两端并联一带电抗的电磁式电压互感器YH，组成电容分压式电压互感器。 电抗可补偿电容器的内阻抗。YH有两个副绕组，第一副绕组可接补偿电容Ck供测量仪表使用；第二副绕组可接阻尼电阻Rd，用以防止谐振引起的过电压。 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。 总结: 电磁感应式和电容分压式两类。电磁感应式多用于 220kV及以下各种电压等级。电容分压式一般用于110KV以上的电力系统，330～765kV超高压电力系统应用较多。电压互感器按用途又分为测量用和保护用两类。对前者的主要技术要求是保证必要的准确度；对后者可能有某些特殊要求，如要求有第三个绕组，铁心中有零序磁通等。参考链接：http://www.picavr.com/news/2008-08/8212.htm电容分压式互感器原理不清楚。

原理：磁通耦合原理，变压器的原理，一次和二次两边的匝数与电压成正比，与电流成反比结构：类似变压器的结构原理图：电流互感器串联入回路，电压互感器并联入回路

互感器原理就是电磁感应定律

电压互感器的原理和变压气一样,按比例变换电压的设备。功能是将高电压按比例变换成标准低电压（100V或指额定值），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。电压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。互感器是按实验室和现场校验工况来设计的，互感器即能在实验室用，更适合在现场使用。绝缘采用环氧树脂浇注，一体性能好，结构紧凑，体积小，重量轻。

电压互感器是一个带铁心的变压器，由一、二次线圈、铁心和绝缘骨架组成。在初级加电压U1时，在铁心中就产生一个磁通φ，根据电磁感应定律，则次级中就产生电压U2。改变一次或二次绕组的匝数，可以产生不同的一次电压与二次电压比，这就可组成不同比的电压互感器。电压互感器和变压器类似，是用来变换电压的仪器。但变压器变换电压的目的是方便输送电能，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。电压互感器的基本结构也和变压器很相似，它也有两个绕组，一个叫一次绕组，一个叫二次绕组。两个绕组都装在或绕在铁芯上。两个绕组之间以及绕组与铁芯之间都有绝缘，使两个绕组之间以及绕组与铁芯之间都有电气隔离。电压互感器在运行时，一次绕组N1并联接在线路上，二次绕组N2并联接仪表或继电器。因此在测量高压线路上的电压时，尽管一次电压很高，但二次却是低压的，可以确保操作人员和仪表的安全。

你好！你说的可能是单相电压互感 器，引出的三根线有两根是接电源上的，比如一个接A相，别一个接B相或C相，第三根是一个内部接地线。

　　1、作用：将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。 　　2、原理：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。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。 　　3、异常处理方法：根据继电保护和自动装置有关规定，退出有关保护，防止误动作。检查高、低压熔断器及自动空气开关是否正常，如熔断器熔断、应查明原因立即更换，当再次熔断时则应慎重处理。

1、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。 2、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。 3、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。

互感器是一种电磁器件，其作用是把一种电气量（通常是电流）转换成另一种电气量（通常是电压）的装置。互感器的原理是利用变压原理，即通过一个线圈将一种电气量转换成另一种电气量。举个例子，假设你想测量一条电路中的电流。你可以把互感器的一个线圈放在电路中，另一个线圈接到电流表上。当电流流过第一个线圈时，它会产生一个电磁感应，这个感应会在第二个线圈中产生电压。电流表就可以把这个电压测量出来，从而间接测量出电路中的电流。互感器的比率（也称为变比）是指输入电气量和输出电气量之间的比值。例如，如果互感器的比率是100:1，那么当输入电流为1安培时，输出电压就是100伏。互感器有许多应用，例如在电力系统中测量电流和电压，在通信系统中传输信号，以及在测量仪器中测量电气量。

从基本结构和工作原理来说，互感器就是一种特殊的变压器。电流互感器一次绕组匝数很少（有的型式的电流互感器还没有一侧绕组，利用穿过其铁心的一次电路作为一次绕组，相当于匝数为1），且一次绕组相当粗；而二次绕组匝数较多，导体较细。工作时，一次绕组串接在电路中，而二次绕组则与仪表、继电器等的电流线圈想串联，形成一个闭合回路。由于这些电流线圈阻抗很小，因此电流互感器工作时二次回路接近于短路状态。（二次绕组的额定值一般为5A）关于选取，一般按照工作地点的条件（温度、湿度等）、额定电压、一次电流、二次电流（一般为5A）、准确度等级条件进行选择，病校验其短路动稳定度和热稳定度。必须注意：电流互感器的准确度等级与其二次负荷容量有关。互感器二次负荷不得大于其准确度等级所限定的额定二次负荷。结线方案：A、一相式结线，通常用于负荷平衡的三相电路如低压动力线路中，供测量电流或接过负荷保护装置用。B、两相V形结线，在中性点不接地的三相三线制系统中，广泛用于测量三相电流、电能及作过流继电保护用。C、两相电流差结线，适用于中性点不接地的三相三线制系统中，供作电流继电保护用。D、三相星形结线，三个电流线圈正好反应各相的电流，广泛用于三相不平衡的三相四线制系统如TN系统中，也用在三相可能不平衡的三相三线制系统中。使用注意事项：1、电流互感器在工作时，二次侧不得开路2、电流互感器的二次侧有一端必须接地3、电流互感器在连接时，要注意其端子的极性

你要用两句话概括电压互感器和电流互感器的原理①电压互感器和电流互感器都是用电磁感应原理工作的②电压互感器是并联在电路中工作的 电流互感器是串联在电路中工作的

二次绕组的结法为：用完全相同的二个自独立的铁芯及线圈合在一起，并把二个线圈连接成极性相反。在二次线圈中加入交流电，对于二个极性相反的线圈，无能在正半周还是负半周，总是会出现一个饱和，另一个就是非饱和状态。且由于交流绕组的相反联结，两个绕组中交流电势相反，相互抵消了。这样就型成了无交流电流、流动的平衡态势。一次绕组是直流电，这个直流电在穿越互感器中孔时，将会改变铁心中的磁导率，也就改变了二次绕组的总阻抗，从而打破了二次绕组无电流的平衡态势，这时二次线就会感应出取自交流网路的电流。有了这个二次电流就可以接上电流表及电阻等。从而获所需的直流电流的实际数值， 这就完成了直流互感。这是直流互感器的基本原理。

电子式电流互感器原理电子式电流互感器是一种用于测量电流的装置，它通过电子元件来实现电流的测量。它的原理是：将电流通过一个电阻，然后将电流流过一个电子元件，电子元件会产生一个电压，这个电压的大小与电流的大小成正比，然后将这个电压输入到一个电路中，电路会根据电压的大小来计算出电流的大小。

电流互感器实际就是变压器。采用电磁感应原理。参考百度知道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2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。

　　电流互感器是依据电磁感应原理将一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量的仪器。电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。它的一次侧绕组匝数很少，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，二次侧绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的二次侧回路始终是闭合的，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。电流互感器是把一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量 ，二次侧不可开路。　　电流互感器的主要所用是用来将交流电路中的大电流转换为一定比例的小电流（我国标准为5安倍），以供测量和继电保护之用。大家应该知道在发电、变电、输电、配电过程中由于用电设备的不同，电流往往从几十安到几万安都有，而且这些电路还可能伴随高压。那么为了能够对这些线路的电路进行监控、测量，同时又要解决高压、高电流带来的危险，这时就需要用到电流互感器了。有些人可能见过电工用的钳形表 ，这是一种用来测量交流电流的设备，它那个“钳”便是穿心式电流互感器。　　电流互感器由一次线圈、二次线圈、铁心、绝缘支撑及出线端子等组成。电流互感器的铁心由硅钢片叠制而成，其一次线圈与主电路串联，且通过被测电流I1，它在铁心内产生交变磁通，使二次线圈感应出相应的二次电流I2。如将励磁损耗忽略不计，则I1n1=I2n2，其中n1和n2分别为一、二次线圈的匝数。电流互感器的变流比K=I1/I2=n2/n1。　　由于电流互感器的一次线圈连接在主电路中，所以一次线圈对地必须采取与一次线路电压相适应的绝缘材料，以确保二次回路与人身的安全。二次回路由电流互感器的二次线圈、仪表以及继电器的电流线圈串联组成。电流互感器大致可分为两类，测量用电流互感器和保护用电流互感器。

交流电流互感器原理交流电流互感器是一种用于测量交流电流的装置，它的原理是利用磁感应原理，将一个交流电流转换成另一个电流。它由一个磁芯和一个线圈组成，磁芯的一端接地，另一端接测量电流的线圈，线圈的一端接地，另一端接输出电流的线圈。当测量电流通过磁芯时，磁芯会产生磁场，磁场会感应线圈，产生一个电动势，这个电动势就是输出电流。

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。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。电流互感器常见故障:1、电流互感器的绝缘很厚，有的绝缘包绕松散，绝缘层间有皱折，加之真空处理不良，浸渍不完全而造成含气空腔，从而易引起局部放电故障。2、电容屏尺寸与排列不符合设计要求，甚至少放电容屏，电容极板不光滑平整，甚至错位或断裂，使其均压特性破坏。因此，当局部固体绝缘沿面的电场强度达到一定数值时，就会造成局部放电。上述局部放电的直接后果是使绝缘油裂解，在绝缘层间生成大量的x腊，介损增大。这种放电是有累积效应的，任其发展下去，油中气体分析将可能出现电弧放电的特征。以上内容参考百度百科-电流互感器