互感器运行与维护课程设计

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1、电压互感器的运行与维护 1 1. 互感器 1.1 原理 1.1.1 工作原理 在供电用电的线路中电流电压大大小小相差悬殊从几安到几万安都有。 为便 于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流， 另外线路上的电压都比较高如直接 测量是非常危险的。电流互感器就起到变流和电气隔离的作用。显示仪表大部分 是指针式的电流电压表，所以电流互感器的二次电流大多数是安培级的（如 5 等）。随着时代发展，电量测量大多已经达到数字化，而计算机的采样的信号一 般为毫安级（0-5V、4-20mA 等）。微型电流互感器二次电流为毫安级，主要起 大互感器与采样之间的桥梁作用。微型电流互感器称之为“仪用电流互感器”。 （ “仪

2、用电流互感”有一层含义是在实验室使用的多电流比精密电流互感器， 一般用于扩大仪表量程）。 电流互感器原理线路图微型电流互感器与变压器类似也是根据电磁感应原 理工作，变压器变换的是电压而微型电流互感器变换的是电流罢了。绕组 N1 接 被测电流，称为一次绕组（或原边绕组、初级绕组）；绕组 N2 接测量仪表，称 为二次绕组（或副边绕组、次级绕组）。 微型电流互感器一次绕组电流 I1 与二次绕组 I2 的电流比， 叫实际电流比 K。 微型电流互感器在额定工作电流下工作时的电流比叫电流互感器额定电流比， 用 Kn 表示。Kn=I1n/I2n 电压互感器的运行与维护 2 1.1.2 结构原理 普通电流互感

3、器结构原理：电流互感器的结构较为简单，由相互绝缘的一次 绕组、二次绕组、铁心以及构架、壳体、接线端子等组成。其工作原理与变压器 基本相同，一次绕组的匝数（N1）较少，直接串联于电源线路中，一次负荷电流 通过一次绕组时，产生的交变磁通感应产生按比例减小的二次电流；二次绕组的 匝数（N2）较多，与仪表、继电器、变送器等电流线圈的二次负荷（Z）串联形 成闭合回路，由于一次绕组与二次绕组有相等的安培匝数，I1N1=I2N2，电流互 感器额定电流比电流互感器实际运行中负荷阻抗很小， 二次绕组接近于短路状态， 相当于一个短路运行的变压器。 互感器普通电流互感器结构原理图 穿心式电流互感器其本身结构不设一次

4、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心上，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：式中 I1穿心一匝时一次额定电流；n穿心 匝数。 穿心式电流互感器结构原理图 电压互感器的运行与维护 3 多抽头电流互感器，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

5、 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，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。 多抽头电流互感器原理图 不同变比电流互感器，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

6、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）。 不同变比电流互感器原理图 一次绕组可调，二次多绕组电流互感器，这种电流互感器的特点是变比量程 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。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 电压互感器的运行与维护 4 比。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。 一次绕组可调，二次多绕组电流互感器 组合式电流电压互感器， 组合式互感器由电流互感器和电压互感器组合