电流互感器(CT或TA)和电压互感器(PT或TV),作为电力系统中连接一次系统和二次系统的桥梁,主要起到测量、监控与保护等作用。其中电流互感器能将大电流变成小电流,而电压互感器能将高电压变成低电压,但它们的本质都是变压器,所以两者又称为仪用变压器。
电流互感器类似于升压变压器,一次线圈为电源线,一般只有穿心的1匝,二次线圈根据变比有几十匝到百匝不等;而电压器互感器其实就是降压变压器,匝数较多的一次线圈接一次高压系统,匝数较少的二次线圈接电压较低的二次系统。
在使用时,电流互感器一次线圈就是电源线,直接穿过互感器即可,两者之间没有电的直接联系。电流互感器的作用是将大电流变成小电流,所以它只需要电流信号,不需要电压信号,基于此,电流互感器的二次线圈与所接仪器仪表的电流线圈阻值都很小,近似于短路运行。
看到这可能就有人问了,穿过电流互感器的电源线电压明明不低,且互感器的二次线圈匝数这么多,那为什么二次线圈的电压却很低呢?其实答案很简单,例如低压220V单相电路中,穿过互感器的只有火线,这意味着,穿过互感器的一次线圈两端其实是一根火线上的两个点,显然这两点间的电压就是0V,所以即使互感器的二次线圈匝数比一次多得多,二次电压也不会高到哪去。
另外,若所需测量的是同一电流,那么电流互感器二次线圈所接的各仪器仪表的电流线圈为串联关系,如上图中的两个电流表,因为串联电路电流相等。
电压互感器在使用时,将一次高电压变成二次低电压,一次线圈与一次系统并联,要测哪个电压就与谁并联,如下图中测的是BC两相间的线电压,电压互感器的一次线圈就与BC相并联,二次线圈与仪器仪表的电压线圈并联。
由于电压互感器只需要电压信号,电流没必要有,所以二次线圈与所接的电压线圈电阻都很大,近似于空载运行。另外,获取同一个电压信号时,各电压线圈为并联关系,因为并联电路电压相等。
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电流互感器和电压互感器有什么区别?
主要区别是正常运行时工作状态(工作原理)大不相同,主要表现为:
1)电流互感器二次可以短路,但是不得开路;电压互感器二樱镇次可以开路,但是不得短路
2)对于二次侧的负荷来说,电压互感器的一次内阻抗较小甚至可以忽略不计,大可以认为电压互感器是一个电压源;而电流互感器的一次却内阻很大,以至可以认为是一个内阻无穷大的电流源。
3)电压互感器正常工作时的磁通密度接近饱和值,故障时候磁通密度下降;电流互感器正常工作时磁通密度很低,而短路时由于一次侧短路电流变得很大,使磁通密度大大增加,有时甚至远远超过饱和值。
4)电压互感器是用来测量电网高电压的特殊变压器,它能将高电压按规定比例转换为较低的电压后,再连衫迅接到仪表上去测量。电压互感器,原边电压无论是多少伏,而副边电压一般均规定为100伏,以供给电压表、功率表及千瓦小时表和继电器的电压线圈所需要的电压。
5)把大电流按规定比例转换为小电流的电气设备,称为电流互感器。电流互感器副边的电流一般规定为5安或1安,以供给电流表、功率表、千瓦小时表和继电器的电流线圈电流。
扩展资料:
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 。
对于指针式的电流表,电流互感器的二次电流大多数是安培级的(如5A等)。对于数字化仪表,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。
微型电流互感器也有人称之为“仪用电流互感器”。(“仪用电流互感器”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电流互感器变换的是电流罢了。电流互感器接被测电流的绕组(匝数为N1),称为一次绕组(或原边绕组、初级绕组);接测量仪表的绕组(匝数为N2)称为二次绕组(或副边绕组、次级绕组)。
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。电流互感器在额定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。
按原理分类
1、电磁式电流互感器:根据电磁感应原理实现电流变换的电流互感器。
2、电子式电流互感器 :
例如
(1)光学电流互感器是指采用光学器件作被测电流传感器,光学器件由光学玻璃、全光纤等构成。
(2)空心线圈电流互感器。又称为Rogowski线圈式电流互感器。空心线圈往往由漆包线均匀绕脊塌粗制在环形骨架上制成,骨架采用塑料、陶瓷等非铁磁材料,其相对磁导率与空气的相对磁导率相同,这是空心线圈有别于带铁心的电流互感器的一个显著特征。
(3)铁心线圈式低功率电流互感器(LPCT)。它是传统电磁式电流互感器的一种发展。其按照高阻抗电阻设计,在非常高的一次电流下,饱和特性得到改善,扩大了测量范围,降低了功率消耗,可以无饱和的高准确度测量高达短路电流的过电流、全偏移短路电流,测量和保护可共用一个铁心线圈式低功率电流互感器,其输出为电压信号。
主要类型
1、按安装地点可分为户内式和户外式
35kV及以下多制成户内式;35kV以上则制成户外式。
2、按相数
可分为单相和三相式35kV及以上不能制成三相式。
3、按绕组数目
可分为双绕组和三绕组电压互感器,三绕组电压互感器除一次侧和基本二次侧外,还有一组辅助二次侧,供接地保护用。
4、按绝缘方式
可分为干式、浇注式、油浸式和充气式 。
干式电压互感器结构简单、无着火和爆炸危险,但绝缘强度较低,只适用于6kV以下的户内式装置;浇注式电压互感器结构紧凑、维护方便,适用于3kV~35kV户内式配电装置;油浸式电压互感器绝缘性能较好,可用于10kV以上的户外式配电装置;充气式电压互感器用于SF6全封闭电器中。
5、按工作原理
电磁式电压互感器:是利用电磁感应原理按比例变换电压或电流的设备。
电容式电压互感器:电容式电压互感器(CVT)是由串联电容器分压,再经电磁式互感器降压和隔离,作为表计、继电保护等的一种电压互感器,电容式电压互感器还可以将载波频率耦合到输电线用于长途通信、远方测量、选择性的线路高频保护、遥控、电传打字等。
电子式电压互感器:由连接到传输系统和二次转换器的一个或多个电压或电流传感器组成的一种装置,用以传输正比于被测量的量,供给测量仪器、仪表和继电保护或控制装置。
参考资料:百度百科——电流互感器 百度百科——电压互感器
电流互感器和电压互感器的区别?
1、结构区别:
电流互感器的一次绕组用粗线绕成,通常只橘凯有一匝或几匝,与被测电流的负载串联;电压互感器是降压变压器,它一次绕组匝数多,与被测的高压电网并联;二次绕组匝数少,与电压表或功率表的电压线圈连接。
2、工作原理区别:
两种装置的正常运行时工作状态很不相同,表现为:
1)电流互感器二次可以短路,但不得开路;电压互感器二次可以开路,但不得短路。
2)相对于二次侧的负荷来说,电压互感器的一次内阻抗较小以至可以忽略,可以认为电压互感器是一个电压源;而电流互感器的一次却内阻很大,以至可以认为是一个内阻无穷大的电流源。
3)电压互感器正常工作时的磁通密度接近饱和值,故障时磁通密度下降;电流互感器正常工作时磁通密度很低,而短路时由于一次侧短路电流变得很大,使磁通密度大大增加,有时甚至远远超过饱和值。
3、功能区别:
电流互感器的作用为了保证电力系统安全经济运行,必须对电力设备的运行情况进行监视和测量。但一般的测量和保护装置不能直接接入一次高压设备,而需要将一次系统的大电流按比例变换成小电流,供给测量仪表和保护装置使用。
电压互感器的作用是:把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。
两者区别在于一个是测电流一个是测电压。电流互感器是串联在电路中,一次绕组比二次虚悉绕组匝数少,二次不能开路;电压互感器是并联在电路中,一次绕组比二次绕组匝数多,二次不能短路。
4、注意事项:
(1)电流互感器在运行中二次侧不得开路,一旦二次侧开路,,由于铁损过大,温过高而烧毁,或使副绕组电压升高而将绝缘击穿,发生高压触电的危险。所以在换接仪表时如调换电流表、有功表、无功表等应先将差伍乎电流回路短接后再进行计量仪表调换。当表计调好后,先将其接入二次回路再拆除短接线并检查表计是否正常。
如果在拆除短接线时发现有火花,此时电流互感器已开路,应立即重新短接,查明计量仪表回路确无开路现象时,方可重新拆除短接线。在进行拆除电流互感器短接工作时,应站在绝缘皮垫上,另外要考虑停用电流互感器回路的保护装置,待工作完毕后,方可将保护装置投入运行。
(2)如果电流互感器有嗡嗡声响,应检查内部铁心是否松动,可将铁心螺栓拧紧。
(3)电流互感器二次侧的一端,外壳均要可靠接地。
(4)当电流互感器二次侧线圈绝缘电阻低于10~20兆欧时,必须进行干燥处理,使绝缘恢复后,方可使用。