普通电流互感器结构原理: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。
穿心式电流互感器其本身结构不设一次绕组,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。
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)。
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比。带抽头的二次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。
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而成,多安装于高压计量箱、柜,用作计量电能或用作用电设备继电保护装置的电源。组合式电流电压互感器是将两台或三台电流互感器的一次、二次绕组及铁心和电压互感器的一、二次绕组及铁心,固定在钢体构架上,浸入装有变压器油的箱体内,其一、二次绕组出线均引出,接在箱体外的高、低压瓷瓶上,形成绝缘、封闭的整体。一次侧与供电线路连接,二次侧与计量装置或继电保护装置连接。根据不同的需要,组合式电流电压互感器分为V/V接线和Y/Y接线两种,以计量三相负荷平衡或不平衡时的电能。
表为电业局免费挂,可以是一个电压互感器和一个电流互感器的组合,用于测量单相功率;可以是两个电压互感器和两个电流互感器的组合,用于在三相三线制中按两瓦计法测量三相功率;也可以是三个电压互感器和三个电流互感器的组合,用于三相电测量。
接变压器时,组合时互感器电压端子与变压器输出并联,变压器电流线穿过组合式互感器。
组合式互感器在高压电网中一般其电能计量作用。
组合式互感器与电压互感器及电流互感器一样,二次输出可以接负载,但是,负载一般不宜超过互感器标称的额定负荷。
电流互感器主要有下列四个作用:
一、主要提供保护、测量用的二次电流的作用。
二、电流互感器一次侧与一次高压设备相连,二次侧与二次设备相连,它不仅能使测量仪表和继电器保护等二次电气设备与高压电器装置有效的隔离,工作人员的安全,还能使测量仪表和继电器标准化和小型化。
三、电流互感器可采用小截面的电线、电缆进行远距离的测量。
四、当高压侧发生断路时,电流互感器还能保护测量仪表的电流线圈不受大电流的损害。
电压互感器有两种类型:35KV及以下电压等级的电压互感器实质上是一种小型降压变压器,其一次侧绕组并接入电力系统母线上,二次侧绕组并接着各种测量仪表、保护装置等的电压线圈;在110KV及以上中性点直接接地的系统中,常采用由电容串联组成的电容分压式电压互感器,电容器串接于高压母线与地之间,而在临近接地的一个电容两端并接入一只通用小型电压互感器。此两种电压互感器,当一次侧接入额定电压的母线或线路时,其二次绕组的输出电压都为额定值(每相电压为100/√3V)。由于电压互感器二次绕组接入的都是阻抗很大的电压线圈,所以电压互感器近似运行于断路(空载)状态。