互感器分為兩種,一是電流互感器,二是電壓互感器。
互感器又稱為儀用變壓器,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)測量儀表、保護(hù)設(shè)備及自動控制設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化、小型化。同時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。
電流互感器
在供用電的線路中,電流大小相差懸殊,從幾安培到幾萬安培不等。為便于儀器、儀表的測量,需要轉(zhuǎn)換為比較統(tǒng)一的電流,另外供用電線路上的電壓都比較高,如直接測量對儀器、儀表和人都是非常危險的。為此設(shè)計的電流互感器就起到變流和電氣隔離的作用。
指針式電流顯示儀表大部分是安培級,所以電流互感器的二次電流大多數(shù)是安培級的(如5a等),而計算機(jī)的采樣的信號一般為毫安級(0~5v、4~20ma等)。為此采用微型電流互感器(二次電流為毫安級)作為電流互感器與計算機(jī)采樣信號之問的橋梁,進(jìn)行電流的二次變換。電流互感器由一次線圈、二次線圈、鐵心、絕緣支撐及出線端子等組成。電流互感器的鐵心由硅鋼片疊制而成,其一次線圈與主電路串聯(lián),且通過被測電流image.png,它在鐵心內(nèi)產(chǎn)生交變磁通,使二次線圈感應(yīng)出相應(yīng)的二次電流image.png(其額定電流為5a)。如將勵磁損耗忽略不計,則image.png,其中image.png和image.png分別為一、二次線圈的匝數(shù)。電流互感器的變流比image.png。由于電流互感器的一次線圈連接在主電路中,所以一次線圈對地必須采取與一次線路電壓相適應(yīng)的絕緣材料,以確保二次回路與人身的安全。二次回路由電流互感器的二次線圈、儀表以及繼電器的電流線圈串聯(lián)組成。電流互感器大致可分為兩類,測量用電流互感器和保護(hù)用電流互感器。
電壓互感器工作原理
其工作原理與變壓器相同,基本結(jié)構(gòu)也是鐵心和原、副繞組。特點(diǎn)是容量很小且比較恒定,正常運(yùn)行時接近于空載狀態(tài)。
電壓互感器本身的阻抗很小,一旦副邊發(fā)生短路,電流將急劇增長而燒毀線圈。為此,電壓互感器的原邊接有熔斷器,副邊可靠接地,以免原、副邊絕緣損毀時,副邊出現(xiàn)對地高電位而造成人身和設(shè)備事故。
測量用電壓互感器一般都做成單相雙線圈結(jié)構(gòu),其原邊電壓為被測電壓(如電力系統(tǒng)的線電壓),可以單相使用,也可以用兩臺接成V-V形作三相使用。實(shí)驗(yàn)室用的電壓互感器往往是原邊多抽頭的,以適應(yīng)測量不同電壓的需要。供保護(hù)接地用電壓互感器還帶有一個第三線圈,稱三線圈電壓互感器。三相的第三線圈接成開口三角形,開口三角形的兩引出端與接地保護(hù)繼電器的電壓線圈聯(lián)接。
正常運(yùn)行時,電力系統(tǒng)的三相電壓對稱,第三線圈上的三相感應(yīng)電動勢之和為零。一旦發(fā)生單相接地時,中性點(diǎn)出現(xiàn)位移,開口三角的端子間就會出現(xiàn)零序電壓使繼電器動作,從而對電力系統(tǒng)起保護(hù)作用。
線圈出現(xiàn)零序電壓則相應(yīng)的鐵心中就會出現(xiàn)零序磁通。為此,這種三相電壓互感器采用旁軛式鐵心(10KV及以下時)或采用三臺單相電壓互感器。對于這種互感器,第三線圈的準(zhǔn)確度要求不高,但要求有一定的過勵磁特性(即當(dāng)原邊電壓增加時,鐵心中的磁通密度也增加相應(yīng)倍數(shù)而不會損壞)。