互感器

互感器（instrument transformer）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)互感器還可用來隔開高電壓系統(tǒng)，以保證人身和設(shè)備的安全。

工作原理

在供電用電的線路中電流電壓大大小小相差懸殊從幾安到幾萬安都有。為便于二次儀表測(cè)量需要轉(zhuǎn)換為比較統(tǒng)一的電流，另外線路上的電壓都比較高如直接測(cè)量是非常危險(xiǎn)的。電流互感器就起到變流和電氣隔離的作用。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）。
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

主要作用

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，無法用儀表進(jìn)行直接測(cè)量?；ジ衅鞯淖饔茫褪菍⒔涣麟妷汉痛箅娏靼幢壤档娇梢杂脙x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。

基本特點(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)。

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，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)，難以滿難以滿足新一代電力系統(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)方法來發(fā)展新型的電子式電流互感器，簡(jiǎn)稱光電電流互感器。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。

類型區(qū)別

最重要區(qū)別是在正常運(yùn)行時(shí)其工作狀態(tài)的不同，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
1、電壓互感器正常工作時(shí)的磁通密度接近飽和值，故障時(shí)候磁通密度下降；電流互感器正常工作時(shí)磁通密度很低，而短路時(shí)由于一次側(cè)短路電流變得很大，使磁通密度大大增加，有時(shí)甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過飽和值。
2、電壓互感器是用來測(cè)量電網(wǎng)高電壓的特殊變壓器，它能將高電壓按規(guī)定比例轉(zhuǎn)換為較低的電壓后，再連接到儀表上去測(cè)量。電壓互感器，原邊電壓無論是多少伏，而副邊電壓一般均規(guī)定為100伏，以供給電壓表、功率表及千瓦小時(shí)表和繼電器的電壓線圈所需要的電壓。
3、電流互感器二次可以短路，但是不得開路；電壓互感器二次可以開路，但是不得短路．把大電流按規(guī)定比例轉(zhuǎn)換為小電流的電氣設(shè)備，稱為電流互感器。電流互感器副邊的電流一般規(guī)定為5安或1安，以供給電流表、功率表、千瓦小時(shí)表和繼電器的電流線圈電流。
4、對(duì)于二次側(cè)的負(fù)荷來說，電壓互感器的一次內(nèi)阻抗較小甚至可以忽略不計(jì)，大可以認(rèn)為電壓互感器是一個(gè)電壓源；而電流互感器的一次卻內(nèi)阻很大,以至可以認(rèn)為是一個(gè)內(nèi)阻無窮大的電流源。