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电压与电流互感器原理与区别

来源:电工天下   编辑:小电工发布时间:2019-07-12 09:31:12

有关电压互感器与电流互感器的原理,互感器绕组的端子和极性,电压互感器和电流互感器结构上的差别,电压互感器型号意义,电流互感器型号意义等,供大家学习参考。

电压与电流互感器原理与区别

典型的互感器是利用电磁感应原理将高电压转换成低电压,或将大电流转换成小电流,为测量装置、保护装置、控制装置提供合适的电压或电流信号。

电力系统常用的电压互感器,其一次侧电压与系统电压有关,通常是几百伏~几百千伏,标准二次电压通常是100V和100V/ 两种;而电力系统常用的电流互感器,其一次侧电流通常为几安培~几万安培,标准二次电流通常有5A、1A、0.5A等。

一、电压互感器的原理

电压互感器的原理与变压器相似,如图1所示。一次绕组(高压绕组)和二次绕组(低压绕组)绕在同一个铁芯上,铁芯中的磁通为Ф。根据电磁感应定律,绕组的电压U与电压频率f、绕组的匝数W、磁通Ф的关系为:
电压互感器原理图1
图1  电压互感器原理

二、电流互感器的原理

在原理上也与变压器相似,如图2所示。与电压互感器的主要差别是:正常工作状态下,一、二次绕组上的压降很小(注意不是指对地电压),相当于一个短路状态的变压器。

因此,铁芯中的磁通Ф也很小,这时一、二次绕组的磁势F(F=IW)大小相等,方向相反。

即电流互感器一、二次之间的电流比与一、二次绕组的匝数成反比。
电流互感器的原理图2

图2  电流互感器的原理

三、互感器绕组的端子和极性

电压互感器绕组分为首端和尾端,对于全绝缘的电压互感器,一次绕组的首端和尾端可承受的对地电压是一样的,而半绝缘结构的电压互感器,尾端可承受的电压一般只有几kV左右。

常见的用A和X分别表示电压互感器一次绕组的首端和尾端,用a、x或P1、 P2表示电压互感器二次绕组的首端或尾端;电流互感器常见的用L1 、L2分别表示一次绕组首端和尾端,二次绕组则用K1、K2或S1、S2表示首端或尾端,不同的生产厂家其标号可能不一样,通常用下标1表示首端,下标2表示尾端。

当端子的感应电势方向一致时,称为同名端;反过来说,如果在同名端通入同方向的直流电流,它们在铁芯中产生的磁通也是同方向的。

标号同为首端或同为尾端的端子而且感应电势方向一致,这种标号的绕组称为减极性,如图1.3a所示,此时A-a端子的电压是两个绕组感应电势相减的结果。在互感器中正确的标号规定为减极性。

四、电压互感器和电流互感器的结构区别

1、电压互感器和电流互感器都可以有多个二次绕组,但电压互感器可以多个二次绕组共用一个铁芯,电流互感器则必需是每个二次绕组都必需有独立的铁芯,有多少个二次绕组,就有多少个铁芯。

2、电压互感器一次绕组匝数很多,导线很细,二次绕组匝数较少,导线稍粗;而变电站用的高压电流互感器一次绕组只有1到2匝,导线很粗,二次绕组匝数较多,导线的粗细与二次电流的额定值有关。

3、电压互感器正常运行时,严禁将一次绕组的低压端子打开,严禁将二次绕组短路;电流互感器正常运行时,严禁将二次绕组开路。

五、电压互感器型号意义

第一个字母:J—电压互感器。

第二个字母:D—单相;S—三相;C—串级式;W—五铁芯柱。

第三个字母:G—干式,J—油浸式;C—瓷绝缘;Z—浇注绝缘;R—电容式;S—三相;Q-气体绝缘

第四个字母:W—五铁芯柱;B—带补偿角差绕组。 连字符后的字母:GH—高海拔地区使用;TH—湿热地区使用。

六、电流互感器的型号意义

电流互感器的型号由字母符号及数字组成,通常表示电流互感器绕组类型、绝缘种类、使用场所及电压等级等。

字母符号含义:

第一位字母:L——电流互感器。

第二位字母:M——母线式(穿心式);Q——线圈式;Y——低压式;D——单匝式;F——多匝式;A——穿墙式;R——装入式;C——瓷箱式;Z ——支柱式;V ——倒装式。

第三位字母:K——塑料外壳式;Z——浇注式;W——户外式;G——改进型;C——瓷绝缘;P——中频;Q ——气体绝缘。

第四位字母:B——过流保护;D——差动保护;J——接地保护或加大容量;S——速饱和;Q——加强型。

字母后面的数字一般表示使用电压等级。

例如:LMK-0.5S型,表示使用于额定电压500V及以下电路,塑料外壳的穿心式S级电流互感器。LA-10型,表示使用于额定电压10kV电路的穿墙式电流互感器。

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