互感器的作用

電力系統(tǒng)為了傳輸電能，往往采用交流電壓、大電流回路把電力送往用戶(hù)，無(wú)法用儀表進(jìn)行直接測(cè)量?；ジ衅鞯淖饔?，就是將交流電壓和大電流按比例降到可以用儀表直接測(cè)量的數(shù)值，便于儀表直接測(cè)量，同時(shí)為繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置提供電源。電力系統(tǒng)用互感器是將電網(wǎng)高電壓、大電流的信息傳遞到低電壓、小電流二次側(cè)的計(jì)量、測(cè)量?jī)x表及繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置的一種特殊變壓器，是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)元件，其一次繞組接入電網(wǎng)，二次繞組分別與測(cè)量?jī)x表、保護(hù)裝置等互相連接?；ジ衅髋c測(cè)量?jī)x表和計(jì)量裝置配合，可以測(cè)量一次系統(tǒng)的電壓、電流和電能；與繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置配合，可以構(gòu)成對(duì)電網(wǎng)各種故障的電氣保護(hù)和自動(dòng)控制?；ジ衅餍阅艿暮脡?，直接影響到電力系統(tǒng)測(cè)量、計(jì)量的準(zhǔn)確性和繼電器保護(hù)裝置動(dòng)作的可靠性。

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(chēng)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(lèi)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(chēng)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(chēng)為二次繞組（或副邊繞組、次級(jí)繞組）。

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

按用途分
測(cè)量用電壓互感器或電壓互感器的測(cè)量繞組：在正常電壓范圍內(nèi)，向測(cè)量、計(jì)量裝置提供電網(wǎng)電壓信息；

保護(hù)用電壓互感器或電壓互感器的保護(hù)繞組：在電網(wǎng)故障狀態(tài)下，向繼電保護(hù)等裝置提供電網(wǎng)故障電壓信息。

按絕緣介質(zhì)分
干式電壓互感器：由普通絕緣材料浸漬絕緣漆作為絕緣，多用在及以下低電壓等級(jí)；
澆注絕緣電壓互感器：由環(huán)氧樹(shù)脂或其他樹(shù)脂混合材料澆注成型，多用在及以下電壓等級(jí)；
油浸式電壓互感器：由絕緣紙和絕緣油作為絕緣，是我國(guó)最常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)型式，常用于及以下電壓等級(jí)；
氣體絕緣電壓互感器：由氣體作主絕緣，多用在較高電壓等級(jí)。

通常專(zhuān)供測(cè)量用的低電壓互感器是干式，高壓或超高壓密封式氣體絕緣(如六氟化硫)互感器也是干式。澆注式適用于35kV及以下的電壓互感器，35kV以上的產(chǎn)品均為油浸式。

按相數(shù)分

絕大多數(shù)產(chǎn)品是單相的，因?yàn)殡妷夯ジ衅魅萘啃?，器身體積不大，三相高壓套管間的內(nèi)外絕緣要求難以滿(mǎn)足，所以只有3-15kV的產(chǎn)品有時(shí)采用三相結(jié)構(gòu)。

按電壓變換原理分
電磁式電壓互感器：根據(jù)電磁感應(yīng)原理變換電壓，原理與基本結(jié)構(gòu)和變壓器完全相似，我國(guó)多在及以下電壓等級(jí)采用；
電容式電壓互感器：由電容分壓器、補(bǔ)償電抗器、中間變壓器、阻尼器及載波裝置防護(hù)間隙等組成，用在中性點(diǎn)接地系統(tǒng)里作電壓測(cè)量、功率測(cè)量、繼電防護(hù)及載波通訊用；光電式電壓互感器：通過(guò)光電變換原理以實(shí)現(xiàn)電壓變換，還在研制中。

按使用條件分
戶(hù)內(nèi)型電壓互感器：安裝在室內(nèi)配電裝置中，一般用在及以下電壓等級(jí)；

戶(hù)外型電壓互感器：安裝在戶(hù)外配電裝置中，多用在及以上電壓等級(jí)。

按磁路結(jié)構(gòu)分
單級(jí)式電壓互感器：一次繞組和二次繞組（根據(jù)需要可設(shè)多個(gè)二次繞組同繞在一個(gè)鐵芯上，鐵芯為地電位。我國(guó)在及以下電壓等級(jí)均用單級(jí)式；

串級(jí)式電壓互感器：一次繞組分成幾個(gè)匝數(shù)相同的單元串接在相與地之間，每一單元有各自獨(dú)立的鐵芯，具有多個(gè)鐵芯，且鐵芯帶有高電壓，二次繞組（根據(jù)需要可設(shè)多個(gè)二次繞組處在最末一個(gè)與地連接的單元。我國(guó)在電壓等級(jí)常用此種結(jié)構(gòu)型式；

組合式互感器：由電壓互感器和電流互感器組合并形成一體的互感器稱(chēng)為組合式互感器，也有把與組合電器配套生產(chǎn)的互感器稱(chēng)為組合式互感器。

按安裝方式分

貫穿式電流互感器：用來(lái)穿過(guò)屏板或墻壁的電流互感器；
支柱式電流互感器：安裝在平面或支柱上，兼做一次電路導(dǎo)體支柱用的電流互感器；
套管式電流互感器：沒(méi)有一次導(dǎo)體和一次絕緣，直接套裝在絕緣的套管上的一種電流互感器；
母線式電流互感器：沒(méi)有一次導(dǎo)體但有一次絕緣，直接套裝在母線上使用的一種電流互感器。
有源型電子式電流互感器特點(diǎn)是一次傳感器為空心線圈，高壓側(cè)電子器件需要由電源供電方能工作。其原理如下圖所示：

互感器的常見(jiàn)種類(lèi)

電子式互感器

電力系統(tǒng)為了傳輸電能，往往采用交流電壓、大電流回路把電力送往用戶(hù)，無(wú)法用儀表進(jìn)行直接測(cè)量?；ジ衅鞯淖饔?，就是將交流電壓和大電流按比例降到可以用儀表直接測(cè)量的數(shù)值，便于儀表直接測(cè)量，同時(shí)為繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置提供電源。電力系統(tǒng)用互感器是將電網(wǎng)高電壓、大電流的信息傳遞到低電壓、小電流二次側(cè)的計(jì)量、測(cè)量?jī)x表及繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置的一種特殊變壓器，是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)元件，其一次繞組接入電網(wǎng)，二次繞組分別與測(cè)量?jī)x表、保護(hù)裝置等互相連接?；ジ衅髋c測(cè)量?jī)x表和計(jì)量裝置配合，可以測(cè)量一次系統(tǒng)的電壓、電流和電能；與繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置配合，可以構(gòu)成對(duì)電網(wǎng)各種故障的電氣保護(hù)和自動(dòng)控制。互感器性能的好壞，直接影響到電力系統(tǒng)測(cè)量、計(jì)量的準(zhǔn)確性和繼電器保護(hù)裝置動(dòng)作的可靠性。

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。
電流互感器一、二次額定電流之比，稱(chēng)為電流互感器的額定互感比：kn=I1n/I2n
因?yàn)橐淮尉€圈額定電流I1n己標(biāo)準(zhǔn)化，二次線圈額定電流I2n統(tǒng)一為5（1或0.5）安，所以電流互感器額定互感比亦已標(biāo)準(zhǔn)化。kn還可以近似地表示為互感器一、二次線圈的匝數(shù)比，即kn≈kN=N1/N2式中N1.N2為一、二線圈的匝數(shù)。

互感器的發(fā)展歷程

互感器最早出現(xiàn)于19世紀(jì)末。隨著電力工業(yè)的發(fā)展，互感器的電壓等級(jí)和準(zhǔn)確級(jí)別都有很大提高，還發(fā)展了很多特種互感器，如電壓、電流復(fù)合式互感器、直流電流互感器，高準(zhǔn)確度的電流比率器和電壓比率器,大電流激光式電流互感器，電子線路補(bǔ)償互感器，超高電壓系統(tǒng)中的光電互感器，以及SF6全封閉組合電器(GIS)中的電壓、電流互感器。在電力工業(yè)中，要發(fā)展什么電壓等級(jí)和規(guī)模的電力系統(tǒng)，必須發(fā)展相應(yīng)電壓等級(jí)和準(zhǔn)確度的互感器，以供電力系統(tǒng)測(cè)量、保護(hù)和控制的需要。

隨著很多新材料的不斷應(yīng)用，互感器也出現(xiàn)了很多新的種類(lèi)，電磁式互感器得到了比較充分的發(fā)展，其中鐵心式電流互感器以干式、油浸式和氣體絕緣式多種結(jié)構(gòu)適應(yīng)了電力建設(shè)的發(fā)展需求。然而隨著電力傳輸容量的不斷增長(zhǎng)，電網(wǎng)電壓等級(jí)的不斷提高及保護(hù)要求的不斷完善，一般的鐵 心式電流互感器結(jié)構(gòu)已逐漸暴露出與之不相適應(yīng)的弱點(diǎn)，其固有的體積大、磁飽和、鐵磁諧振、動(dòng)態(tài)范圍小，使用頻帶窄等弱點(diǎn)，難以滿(mǎn)難以滿(mǎn)足新一代電力系統(tǒng)自動(dòng)化、電力數(shù)字網(wǎng)等的發(fā)展需要。

隨著光電子技術(shù)的迅速發(fā)展，許多科技發(fā)達(dá)國(guó)家已把目光轉(zhuǎn)向利用光學(xué)傳感技術(shù)和電子學(xué)方法來(lái)發(fā)展新型的電子式電流互感器，簡(jiǎn)稱(chēng)光電電流互感器。國(guó)際電工協(xié)會(huì)已發(fā)布電子式電流互感器的標(biāo)準(zhǔn)。電子式互感器的含義，除了包括光電式的互感器，還包括其它各種利用電子測(cè)試原理的電壓、電流傳感器。