浅谈供电系统测量电路的仪用互感器

朱运晓

（新乡职业技术学院，河南 新乡 453006）



浅谈供电系统测量电路的仪用互感器

朱运晓

（新乡职业技术学院，河南 新乡 453006）

摘要：本文介绍了供电系统电路测量中常用的电压互感器和电流互感器。在测量电路中，用电压互感器测电压，用电流互感器测电流。

关键词：电压互感器；电流互感器

一、概述

仪用互感器是电力系统、用户供配电系统中专供测量和保护用的一种主要电器。它是一种特殊变压器，仪用互感器可分为电压互感器和电流互感器两大类：前者能将系统的高电压变成标准的低电压；后者能将高压系统中的电流或低压系统中的大电流变成低压标准的小电流，用以供给测量仪表和继电器。

二、电压互感器测电压

（一）电压互感器的工作原理。

电压互感器又称仪用变压器，习称“压变”。按其工作原理可分为电磁感应原理和电容分压原理两类。常用的电压互感器是利用电磁感应原理工作的，它的基本构造与普通变压器相同。主要由铁芯，一次绕组、二次绕组组成，电压互感器一次绕组匝数较多，二次绕组匝数较少，使用时一次绕组与被测量电路并联，二次绕组与测量仪表或继电器等电压线圈并联。由于测量仪表、继电器等电压线圈的阻抗很大，因此，电压互感器在正常运行中相当于一个空载运行的降压变压器，它的二次电压基本上等与二次电动势值，且取决于恒定的一次电压值，所以电压互感器在准确度所允许的负载范围内，能够精确地测量一次电压。

电压互感器工作时相当于一台降压变压器，其一次电压U1与二次电压U2间，存在着下列关系U1/U2=N1/N2=Ku，式中 N1、N2-电压互感器一次和二次绕组的匝数；Ku-变压比，一般采用铭牌上标的一、二次额定电压之比，如10000/100。

所以，当知道电压互感器的二次电压U2时，再乘以变压比Ku，就可求出电压互感器的一次电压U1。这就是利用电压互感器二次侧低压电表间接测量出一次侧高电压数值的道理。

（二）电压互感器的安装和使用。

1.电压互感器的安装。电压互感器是供给交流高压装置中的测量仪器和继电保护装置启动用电压的电源。它在运输过程中因受震动常发生瓷套管损坏或螺栓松动等现象，故在安装前必须检查。电压互感器一般均直接安装于混凝土墩上，安装前混凝土墩应达到一定强度。电压互感器有时也装在成套开关柜内，对这种电压互感器只须检查接线。

2.电压互感器使用注意事项。电压互感器除应根据所测电压的高低来进行选择外，还应注意使所接测量表计和继电器等所消耗的功率不超过电压互感器的额定容量。否则，电压互感器的准确度将降低。在电压互感器的铭牌上，标出了与准确度相对应的容量。

电压互感器的一次绕组和二次绕组，一般都应装设熔断器进行短路保护。电压互感器一次侧的熔断器，用于保护电压互感器的内部短路故障及电压互感器与电网联结线上的短路故障。10KV电压互感器一次侧熔丝的额定电流一般选为0.5A。电压互感器的二次侧在工作时不得短路，所以在二次侧主回路上装设了总熔断器，用于保护总熔断器以下回路的短路故障；为了防止测量表计的电压回路短路，影响二次主回路工作，在表计回路上还加设有熔断器。为了保证人身和设备的安全，电压互感器的二次侧有一端必须接地。

三、电流互感器测电流

（一）电流互感器的原理。电流互感器又称仪用变流器，习称“流变”。它一次绕组匝数很少，导线很粗；二次绕组匝数很多、导线较细，是用来把大电流变为小电流的变流器。工作时，一次绕组串联在供电系统的一次电路中；二次绕组则与仪表、继电器的电流线圈串联连接，形成一个闭合回路。由于这些电流线圈的阻抗很小，所以工作时，电流互感器二次侧接近于短路状态，而一次侧通过的电流与二次侧的阻抗无关，它决定于主电路的负载电流。

一次绕组通过一次电流I1，产生的磁化力I1W1，大部分被二次电流I2通过二次绕组产生的磁化力I2W2所平衡，只有小部分磁化力I0W1在铁心中产生磁通Ф0。据磁化力平衡原理有式I1W1=I2W2+ I0W1，若忽略激磁电流I0，则I1W1=I2W2 即I1=W2/W1*I2=K1I2式中W1、W2-电流互感器一次、二次绕组的匝数；K1-变流比（一般铭牌上标有该值，即一、二次额定电流之比，如300/5）。所以当知道电流互感器的二次电流I2时，乘上变流比K1就可求出一次电流I1。这就是利用电流互感器二次侧小电流表间接测量出一次侧大电流的道理。

（二）电流互感器的安装和使用。1.电流互感器的安装。电流互感器是供给测量仪表和继电保护启动用电流的电源。电流互感器的安装方式要视设备配置情况而定，一般有：将电流互感安装在金属构架上；在母线穿过墙壁或楼板的地方，将电流互感器直接用基础螺栓固定在墙壁或楼板上；或者先将角钢做成矩形框架、埋入墙壁或楼板中，再将与框架同样大小的铁板用螺栓固定在框架上，然后再将电流互感器固定在钢板上；安装在成套配电柜内；对这种电流互感器不需进行本体安装，只要检查接线。2.电流互感器使用注意事项。电流互感器的准确度与其二次侧所接负载的大小有关。一定的准确度，对应一定的二次侧额定容量。实际负载超过规定的额定容量时，准确度将降低。二次侧负载包括二次绕组所串接的仪表、继电器的电流线圈及连接导线的阻抗。所以串接的仪表数不宜过多，一般不超过3～4只；连接的导线也不宜过细，一般铜芯绝缘线的截面不小于1.5平方毫米，铝心不小于2.5平方毫米，以免影响测量精确度。

电流互感器的二次侧有一端必须保护接地。这是为了防止一、二次绕组绝缘击穿时一次侧的高压窜入二次侧，威胁人身安全及毁坏设备。

电流互感器在连接时，要注意其一、二次绕组接线端子上的极性不能接错。电流互感器的二次侧在工作时决不能开路。这是因其一次电流的大小与二次负载电流的大小无关。当二次侧开路时I2=0，此时有：I1W1+I2W2=I0W1 即一次绕组磁化力全部变成了总磁化力，也就是一次电流完全成了励磁电流。这将会导致铁心中磁通急剧增加，使二次绕组上产生很高的电动势，威胁人身安全，造成仪表、保护装置和互感器二次侧开路时，有关表计会有变化或指示为零，若使连接螺钉松动还可能有打火现象。

四、结束语

本文对供电系统测量电路常用的电压互感器和电流互感器从测量原理、安装和使用方法及注意事项等几个方面做了比较详细的说明，对供电系统安装检修维护人员有很好的指导作用。

参考文献：

［1］朱献清. 物业供用电［M］. 北京：机械工业出版社，2003.

［2］谈笑君，尹春燕. 变配电所及其安全运行［M］. 北京：机械工业出版社， 2004.

［3］熊信银，张步涵. 电力系统工程基础［M］. 湖北：华中科技大学出版社，2003.

中图分类号：TM45

文献标识码：A

文章编号：1671-864X（2016）07-0130-01