互感器的概念

互感器又稱為儀用變壓器，是電流互感器和電壓互感器的統(tǒng)稱。能將高電壓變成低電壓、大電流變成小電流，用于量測(cè)或保護(hù)系統(tǒng)。其功能主要是將高電壓或大電流按比例變換成標(biāo)準(zhǔn)低電壓（100V）或標(biāo)準(zhǔn)小電流（5A或1A，均指額定值），以便實(shí)現(xiàn)測(cè)量?jī)x表、保護(hù)設(shè)備及自動(dòng)控制設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化、小型化。同時(shí)互感器還可用來(lái)隔開高電壓系統(tǒng)，以保證人身和設(shè)備的安全。

互感器結(jié)構(gòu)原理

普通電流互感器結(jié)構(gòu)原理：電流互感器的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，由相互絕緣的一次繞組、二次繞組、鐵心以及構(gòu)架、殼體、接線端子等組成。其工作原理與變壓器基本相同，一次繞組的匝數(shù)（N1）較少，直接串聯(lián)于電源線路中，一次負(fù)荷電流（I1）通過一次繞組時(shí)，產(chǎn)生的交變磁通感應(yīng)產(chǎn)生按比例減小的二次電流（I2）；二次繞組的匝數(shù)（N2）較多，與儀表、繼電器、變送器等電流線圈的二次負(fù)荷（Z）串聯(lián)形成閉合回路，由于一次繞組與二次繞組有相等的安培匝數(shù)，I1N1=I2N2，電流互感器額定電流比電流互感器實(shí)際運(yùn)行中負(fù)荷阻抗很小，二次繞組接近于短路狀態(tài)，相當(dāng)于一個(gè)短路運(yùn)行的變壓器。

穿心式電流互感器其本身結(jié)構(gòu)不設(shè)一次繞組，載流（負(fù)荷電流）導(dǎo)線由L1至L2穿過由硅鋼片搟卷制成的圓形（或其他形狀）鐵心起一次繞組作用。二次繞組直接均勻地纏繞在圓形鐵心上，與儀表、繼電器、變送器等電流線圈的二次負(fù)荷串聯(lián)形成閉合回路，由于穿心式電流互感器不設(shè)一次繞組，其變比根據(jù)一次繞組穿過互感器鐵心中的匝數(shù)確定，穿心匝數(shù)越多，變比越?。环粗?，穿心匝數(shù)越少，變比越大，額定電流比I1/n：式中I1——穿心一匝時(shí)一次額定電流；n——穿心匝數(shù)。

多抽頭電流互感器。這種型號(hào)的電流互感器，一次繞組不變，在繞制二次繞組時(shí)，增加幾個(gè)抽頭，以獲得多個(gè)不同變比。它具有一個(gè)鐵心和一個(gè)匝數(shù)固定的一次繞組，其二次繞組用絕緣銅線繞在套裝于鐵心上的絕緣筒上，將不同變比的二次繞組抽頭引出，接在接線端子座上，每個(gè)抽頭設(shè)置各自的接線端子，這樣就形成了多個(gè)變比，此種電流互感器的優(yōu)點(diǎn)是可以根據(jù)負(fù)荷電流變比，調(diào)換二次接線端子的接線來(lái)改變變比，而不需要更換電流互感器，給使用提供了方便。

不同變比電流互感器。這種型號(hào)的電流互感器具有同一個(gè)鐵心和一次繞組，而二次繞組則分為兩個(gè)匝數(shù)不同、各自獨(dú)立的繞組，以滿足同一負(fù)荷電流情況下不同變比、不同準(zhǔn)確度等級(jí)的需要，例如在同一負(fù)荷情況下，為了保證電能計(jì)量準(zhǔn)確，要求變比較小一些（以滿足負(fù)荷電流在一次額定值的2/3左右），準(zhǔn)確度等級(jí)高一些（如1K1.1K2為200/5.0.2級(jí)）；而用電設(shè)備的繼電保護(hù)，考慮到故障電流的保護(hù)系數(shù)較大，則要求變比較大一些，準(zhǔn)確度等級(jí)可以稍低一點(diǎn)（如2K1.2K2為300/5.1級(jí)）。

一次繞組可調(diào)，二次多繞組電流互感器。這種電流互感器的特點(diǎn)是變比量程多，而且可以變更，多見于高壓電流互感器。其一次繞組分為兩段，分別穿過互感器的鐵心，二次繞組分為兩個(gè)帶抽頭的、不同準(zhǔn)確度等級(jí)的獨(dú)立繞組。一次繞組與裝置在互感器外側(cè)的連接片連接，通過變更連接片的位置，使一次繞組形成串聯(lián)或并聯(lián)接線，從而改變一次繞組的匝數(shù)，以獲得不同的變比。帶抽頭的二次繞組自身分為兩個(gè)不同變比和不同準(zhǔn)確度等級(jí)的繞組，隨著一次繞組連接片位置的變更，一次繞組匝數(shù)相應(yīng)改變，其變比也隨之改變，這樣就形成了多量程的變比。帶抽頭的二次獨(dú)立繞組的不同變比和不同準(zhǔn)確度等級(jí)，可以分別應(yīng)用于電能計(jì)量、指示儀表、變送器、繼電保護(hù)等，以滿足各自不同的使用要求。

組合式電流電壓互感器。組合式互感器由電流互感器和電壓互感器組合而成，多安裝于高壓計(jì)量箱、柜，用作計(jì)量電能或用作用電設(shè)備繼電保護(hù)裝置的電源。組合式電流電壓互感器是將兩臺(tái)或三臺(tái)電流互感器的一次、二次繞組及鐵心和電壓互感器的一、二次繞組及鐵心，固定在鋼體構(gòu)架上，浸入裝有變壓器油的箱體內(nèi)，其一、二次繞組出線均引出，接在箱體外的高、低壓瓷瓶上，形成絕緣、封閉的整體。一次側(cè)與供電線路連接，二次側(cè)與計(jì)量裝置或繼電保護(hù)裝置連接。根據(jù)不同的需要，組合式電流電壓互感器分為V/V接線和Y/Y接線兩種，以計(jì)量三相負(fù)荷平衡或不平衡時(shí)的電能。

電流互感器的特點(diǎn)

（1）一次線圈串聯(lián)在電路中，并且匝數(shù)很少，因此，一次線圈中的電流完全取決于被測(cè)電路的負(fù)荷電流．而與二次電流無(wú)關(guān)；

（2）電流互感器二次線圈所接儀表和繼電器的電流線圈阻抗都很小，所以正常情況下，電流互感器在近于短路狀態(tài)下運(yùn)行。

電流互感器工作原理

在供電用電的線路中，電流相差從幾安到幾萬(wàn)安，電壓相差從幾伏到幾百萬(wàn)伏。線路中電流電壓都比較高，如直接測(cè)量是非常危險(xiǎn)的。為便于二次儀表測(cè)量需要轉(zhuǎn)換為比較統(tǒng)一的電流電壓，使用互感器起到變流變壓和電氣隔離的作用。顯示儀表大部分是指針式的電流電壓表，所以電流互感器的二次電流大多數(shù)是安培級(jí)的（如5等）。隨著時(shí)代發(fā)展，電量測(cè)量大多已經(jīng)達(dá)到數(shù)字化，而計(jì)算機(jī)的采樣的信號(hào)一般為毫安級(jí)（0-5V、4-20mA等）。微型電流互感器二次電流為毫安級(jí)，主要起大互感器與采樣之間的橋梁作用。微型電流互感器稱之為“儀用電流互感器”。（“儀用電流互感器”有一層含義是在實(shí)驗(yàn)室使用的多電流比精密電流互感器，一般用于擴(kuò)大儀表量程。）

電流互感器原理線路圖微型電流互感器與變壓器類似也是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作，變壓器變換的是電壓而微型電流互感器變換的是電流罷了。繞組N1接被測(cè)電流，稱為一次繞組（或原邊繞組、初級(jí)繞組）；繞組N2接測(cè)量?jī)x表，稱為二次繞組（或副邊繞組、次級(jí)繞組）。

電流互感器工作原理圖

微型電流互感器一次繞組電流I1與二次繞組I2的電流比，叫實(shí)際電流比K。微型電流互感器在額定工作電流下工作時(shí)的電流比叫電流互感器額定電流比，用Kn表示。Kn=I1n/I2n。

互感器的作用

電壓互感器的作用是把高電壓按比例關(guān)系變換成100V或更低等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)二次電壓，供保護(hù)、計(jì)量、儀表裝置使用。同時(shí)，使用電壓互感器可以將高電壓與電氣工作人員隔離。電壓互感器雖然也是按照電磁感應(yīng)原理工作的設(shè)備，但它的電磁結(jié)構(gòu)關(guān)系與電流互感器相比正好相反。電壓互感器二次回路是高阻抗回路，二次電流的大小由回路的阻抗決定。當(dāng)二次負(fù)載阻抗減小時(shí)，二次電流增大，使得一次電流自動(dòng)增大一個(gè)分量來(lái)滿足一、二次側(cè)之間的電磁平衡關(guān)系?？梢哉f(shuō)，電壓互感器是一個(gè)被限定結(jié)構(gòu)和使用形式的特殊變壓器。

電流互感器的作用是可以把數(shù)值較大的一次電流通過一定的變比轉(zhuǎn)換為數(shù)值較小的二次電流，用來(lái)進(jìn)行保護(hù)、測(cè)量等用途。如變比為400/5的電流互感器，可以把實(shí)際為400A的電流轉(zhuǎn)變?yōu)?A的電流。電流互感器用于測(cè)量比較大的電流。

互感器接反了會(huì)怎么樣

互感器二次有兩個(gè)接線端子，當(dāng)一次電流流入方向不同時(shí)，二次電流從兩個(gè)接線端子中哪個(gè)流出就不一樣，這就是CT的極性。極性接反了對(duì)一般的電流保護(hù)沒有問題，只對(duì)方向保護(hù)有影響，會(huì)造成誤動(dòng)。一段壓變避雷器柜有二次小線連接至二段避雷器柜，是PT的二次線連接過去，這樣當(dāng)A段母線PT檢修時(shí)，A段母線PT二次電壓切換到B段，保證電壓表特別是低電壓保護(hù)不會(huì)誤動(dòng)，即用于二次電壓切換。

電流互感器方向穿反向會(huì)有什么現(xiàn)象

電流互感器的一、二次繞組端子都標(biāo)有極性的符號(hào)：如（+）或（*）等，在一、二次繞組有這樣一個(gè)符號(hào)的一端叫做同性端，同理，二者另一頭沒有標(biāo)此符號(hào)的一端也為同極性端。在電流互感器中，常以一、二次電流方向關(guān)系來(lái)確定同極性端或異極性端。一般是這樣來(lái)確定同極性端的：對(duì)一次繞組的端子，先可任意選定一個(gè)端頭作為始端（另一個(gè)作為終端），當(dāng)一次繞組電流i1瞬時(shí)由始端流向終端，二次繞組內(nèi)電流i2流出的那一端就標(biāo)示為二次繞組的始端，（另一個(gè)作為終端）

在連接繼電保護(hù)（如差動(dòng)、功率方向繼電器）、有功和無(wú)功功率表、電能表計(jì)時(shí)，必須要注意電流互感器的極性。只有電流互感器的極性連接正確，保護(hù)裝置和儀表才能正確動(dòng)作。表計(jì)的極性接錯(cuò)了，會(huì)引起有功、無(wú)功功率表的反指，有功和無(wú)功電能表反轉(zhuǎn)；在差動(dòng)保護(hù)中，由于一側(cè)的電流互感器二次回路極性接反，而引起帶上負(fù)荷后保護(hù)誤動(dòng)作事故是經(jīng)常發(fā)生的。

1、第一種情況：電流互感器僅僅連接電流表，電流互感器的極性接反是沒有影響的，因?yàn)殡娏鞅頊y(cè)量的是交流，沒有極性要求。

2、第二種情況：電流互感器連接電能表做計(jì)量，當(dāng)（單相電源）電流互感器的極性接反，會(huì)造成計(jì)量電表反向轉(zhuǎn)動(dòng)，電度計(jì)量不是累加，而是相減。

3、第三種情況：三相電源使用的電流互感器，一個(gè)、或兩個(gè)極性接反，會(huì)造成電度表的計(jì)量混亂，計(jì)量不正確（偏差極大）。

4、第四種情況：三相電源使用的電流互感器，三個(gè)電流互感器極性全部接反，會(huì)造成計(jì)量電表反向轉(zhuǎn)動(dòng)，電度計(jì)量不是累加，而是相減。