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(lái)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(wàn)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(wú)法用儀表進(jìn)行直接測(cè)量。互感器的作用，就是將交流電壓和大電流按比例降到可以用儀表直接測(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。互感器與測(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。互感器性能的好壞，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(wú)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(lái)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(guò)飽和值。
2、電壓互感器是用來(lái)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(wú)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(lái)說(shuō)，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(wú)窮大的電流源。