電壓互感器、電流互感器和變壓器的三者關(guān)系

　　電壓互感器工作原理及作用

　　電壓互感器有一次繞組、二次繞組、鐵芯接線端子和絕緣支持物等組成，其工作原理：電磁感應(yīng)原理。一旦在一次繞組上產(chǎn)生電壓U1，在鐵芯中便產(chǎn)生一個(gè)磁通量，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，則在二次繞組中產(chǎn)生二次電壓U2，其中U1與U2的比值取決于一次繞組和二次繞組的匝數(shù)比，因此可根據(jù)需要組成按不同比例變換電壓的電壓互感器。

　　電壓互感器在在運(yùn)行時(shí)，一次繞組并聯(lián)接在線路上，二次繞組并聯(lián)接儀表或者繼電器，因此在測(cè)量高壓時(shí)，盡管一次電壓很高，但經(jīng)過(guò)變換后，二次電壓是低壓，直接測(cè)量可以保證操作人和儀表的安全。

　　電壓互感器結(jié)構(gòu)如圖（a）所示，其作用是可用它擴(kuò)大交流電壓表的量程，將高電壓與電氣工作人員隔離。其工作原理與普通變壓器空載情況相似。使用時(shí)，應(yīng)把匝數(shù)較多的高壓繞組跨接至需要測(cè)量其電壓的供電線路上，而匝數(shù)較少的低壓繞組則與電壓表相連，如下圖（b）所示。

　　因?yàn)閁1/U2=K，所以U1=KU2，由此可見(jiàn)高壓線路的電壓等于副邊所測(cè)得的電壓與變壓比的乘積（回顧：變壓器工作原理、原副邊電壓計(jì)算公式及變壓器變壓比講解）。當(dāng)電壓表同一只專用的電壓互感器配套使用時(shí)，伏特表的刻度就可以按電壓互感器高壓側(cè)的電壓標(biāo)出，這樣就可不必經(jīng)過(guò)換算，而直接從該電壓表上讀出高壓線路的電壓值。

　　通常電壓互感器副邊線繞組的額定電壓均設(shè)計(jì)同一標(biāo)準(zhǔn)值為100伏。因此，在不同電壓等級(jí)的電路中所用的電壓互感器，其變壓比是不同的，例如1000/100，600/100等等。

　　為了工作安全，電壓互感器的鐵殼機(jī)副邊繞組的一端必須接地，以防高、低壓線圈間絕緣損壞時(shí)，使低壓線圈的測(cè)量?jī)x表對(duì)地產(chǎn)生一個(gè)高電壓，危機(jī)工作人員的人身安全。

　　電流互感器工作原理及作用

　　電流互感器（currenttransformer，簡(jiǎn)稱CT），由一次線圈、二次線圈、鐵心、絕緣支撐及出線端子等組成。它的一次繞組匝數(shù)很少，串在需要測(cè)量的電流的線路中，二次繞組匝數(shù)比較多，串接在測(cè)量?jī)x表和保護(hù)回路中。電流互感器起到變流和電氣隔離作用，它是電力系統(tǒng)中測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)等二次設(shè)備獲取電氣一次回路電流信息的傳感器，電流互感器將高電流按比例轉(zhuǎn)換成低電流，電流互感器一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)等。

　　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(guò)被測(cè)電流I1，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I2。如將勵(lì)磁損耗忽略不計(jì)，則I1n1=I2n2，其中n1和n2分別為一、二次線圈的匝數(shù)。電流互感器的變流比K=I1/I2=n2/n1。

　　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(duì)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(cè)量用電流互感器和保護(hù)用電流互感器。

　　電流互感器的原理是依據(jù)電磁感應(yīng)原理，它的一次繞組經(jīng)常有線路的全部電流流過(guò)，電流互感器在工作時(shí)，它的2次回路始終是閉合的，因此測(cè)量?jī)x表和保護(hù)回路串聯(lián)線圈的阻抗很小，電流互感器的工作狀態(tài)接近短路。

　　在理想的電流互感器中，如果假定空載電流Ⅰ0=0，則總磁動(dòng)勢(shì)Ⅰ0N0=0，根據(jù)能量守恒定律，一次繞組磁動(dòng)勢(shì)等于二次繞組磁動(dòng)勢(shì)，即

　　Ⅰ1NI=-Ⅰ2N2

　　即電流互感器的電流與它的匝數(shù)成反比，一次電流對(duì)二次電流的比值Ⅰ1/Ⅰ2稱為電流互感器的電流比。當(dāng)知道二次電流時(shí)，乘上電流比就可以求出一次電流，這時(shí)二次電流的相量與一次電流的相量相差1800。

　　變壓器工作原理及作用

　　變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件，當(dāng)初級(jí)線圈中通有交流電流時(shí)，鐵芯（或磁芯）中便產(chǎn)生交流磁通，使次級(jí)線圈中感應(yīng)出電壓（或電流）。

　　變壓器由鐵芯（或磁芯）和線圈組成，線圈有兩個(gè)或兩個(gè)以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級(jí)線圈，其余的繞組叫次級(jí)線圈。在發(fā)電機(jī)中，不管是線圈運(yùn)動(dòng)通過(guò)磁場(chǎng)或磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)通過(guò)固定線圈，均能在線圈中感應(yīng)電勢(shì)，此兩種情況，磁通的值均不變，但與線圈相交鏈的磁通數(shù)量卻有變動(dòng)，這是互感應(yīng)的原理叫電磁感應(yīng)原理。

　　具體是：當(dāng)變壓器一次側(cè)施加交流電壓U1，流過(guò)一次繞組的電流為I1,則該電流在鐵芯中會(huì)產(chǎn)生交變磁通，使一次繞組和二次繞組發(fā)生電磁聯(lián)系，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，交變磁通穿過(guò)這兩個(gè)繞組就會(huì)感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)，其大小與繞組匝數(shù)以及主磁通的最大值成正比，繞組匝數(shù)多的一側(cè)電壓高，繞組匝數(shù)少的一側(cè)電壓低，當(dāng)變壓器二次側(cè)開(kāi)路，即變壓器空載時(shí)，一二次端電壓與一二次繞組匝數(shù)成正比，即U1/U2=N1/N2,但初級(jí)與次級(jí)頻率保持一致，從而實(shí)現(xiàn)電壓的變化。

　　簡(jiǎn)單的說(shuō)：當(dāng)一次側(cè)接到交流電源時(shí),繞組中便有交流電流過(guò),并在鐵芯中產(chǎn)生與外加電壓頻率相同的交變磁通,交變磁通分別在一、二次側(cè)感應(yīng)出同頻率的電動(dòng)勢(shì)。

　　二次側(cè)有了電動(dòng)勢(shì)，便向負(fù)載輸出電能，實(shí)現(xiàn)了不同電壓等級(jí)電能的傳遞。由于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與繞組的匝數(shù)成正比，，因此改變一、二次側(cè)的匝數(shù)即可改變二次側(cè)的電壓。

　　電壓互感器、電流互感器和變壓器的三者相同點(diǎn)

　　電壓互感器和變壓器就像一對(duì)兄弟一樣，工作原理與一般的變壓器相同都是運(yùn)用電磁感應(yīng)原理，主要是容量的問(wèn)題?；ジ衅魇亲鳛樽儔浩鞯?ldquo;血脈”分支，僅在結(jié)構(gòu)型式、所用材質(zhì)、使用效果、容量、允許誤差范圍等方面有所差別，兩者之間的沒(méi)有很大的明顯差異。

　　符號(hào)是一樣的，因?yàn)殡妷夯ジ衅髌鋵?shí)就是變壓器。

　　但是在主接線圖中，變壓器高低壓側(cè)出線都會(huì)畫(huà)出來(lái)，

　　而電壓互感器雖然也是高低壓都有出線，但因?yàn)樗牡蛪?/p>

　　出線是接去二次設(shè)備的，所以一般不會(huì)畫(huà)出來(lái)。

　　區(qū)別就出來(lái)了，變壓器兩側(cè)都有出線，電壓互感器只有高壓進(jìn)線，

　　沒(méi)有低壓出線（實(shí)際有，但不畫(huà)出）。

　　電壓互感器、電流互感器和變壓器的三者有沒(méi)事拆差異？

　　電壓互感器、電流互感器和變壓器的三者結(jié)構(gòu)型式、所用材質(zhì)、使用效果、容量、允許誤差范圍等方面有所差別，兩者之間的沒(méi)有很大的明顯差異。

　　變壓器：變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件，當(dāng)初級(jí)線圈中通有交流電流時(shí)，鐵芯(或磁芯)中便產(chǎn)生交流磁通，使次級(jí)線圈中感應(yīng)出電壓(或電流)，用于改變電壓等級(jí)，負(fù)載較大電流。

　　電壓互感器：電壓互感器是一種電壓變換裝置，它將高電壓變換為低電壓，用來(lái)測(cè)量線路的電壓、功率和電能；也可以運(yùn)用在線路發(fā)生故障時(shí)保護(hù)線路中的設(shè)備、電機(jī)和變壓器。

　　按用途可以具體分成測(cè)量保護(hù)用電壓互感器和計(jì)量用電壓互感器。

　　電壓互感器電流互感器都是一種電壓變換裝置。它將高電壓變換為低電壓，以便用低壓量值反映高壓量值的變化。因此，通過(guò)可以直接用普通電氣儀表進(jìn)行電壓測(cè)量。

　　1、電壓互感器又稱儀用變壓器，是一種電壓變換裝置，和變壓器不同之處在于電壓互感器使用的鐵芯材料屬高導(dǎo)磁材料，電壓互感器可以說(shuō)是一個(gè)帶鐵心的變壓器。

　　2、電壓互感器的容量相對(duì)于變壓器來(lái)說(shuō)比較小，一般為幾十到幾百伏安，因?yàn)槿萘吭酱缶仍诫y以控制。

　　3、電壓互感器一次側(cè)電壓即電網(wǎng)電壓，不受二次負(fù)荷影響，并且大多數(shù)情況下其負(fù)荷是恒定的。

　　4、二次側(cè)負(fù)荷主要是儀表、繼電器線圈，它們的阻抗很大，通過(guò)的電流很少。如果無(wú)限期增加二次負(fù)荷，二次電壓會(huì)降低，造成測(cè)量誤錯(cuò)增大。

　　5、用電壓互感器來(lái)間接測(cè)量電壓，能準(zhǔn)確反映高壓側(cè)的量值，保證測(cè)量精度。本文由福鷹電子提供6、不管電壓互感器初級(jí)電壓有多高，其次級(jí)額定電壓一般都是100V，使得測(cè)量?jī)x表和繼電器電壓線圈制造上得以標(biāo)準(zhǔn)化。而且保證了儀表測(cè)量和繼電保護(hù)工作的安全，也解決了高壓測(cè)量的絕緣、制造工藝等困難。

　　7、電壓互感器常用于變配電儀表測(cè)量和繼電保護(hù)等回路。

　　變壓器：

　　1變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件，當(dāng)初級(jí)線圈中通有交流電流時(shí)，鐵芯（或磁芯）中便產(chǎn)生交流磁通，使次級(jí)線圈中感應(yīng)出電壓（或電流），用于改變電壓等級(jí)，負(fù)載較大電流。

　　1、變壓器種類很多，按冷卻方式、防潮方式、鐵芯或線圈結(jié)構(gòu)、電源相數(shù)、用途等分若干個(gè)類；

　　2、變壓器的容量由小到大，從幾十伏安大到幾十兆伏安；

　　3、變壓器的一次側(cè)電壓受二次負(fù)荷影響較大，負(fù)荷大時(shí)系統(tǒng)電壓會(huì)受到影響；

　　4、變壓器二次側(cè)負(fù)荷就是各種用電設(shè)備，通過(guò)的電流較大，具有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力；

　　5、變壓器一次側(cè)電壓不論多高，均可根據(jù)需要升高或降低二次電壓；

　　6、變壓器的外形與體積因容量的不同有時(shí)很大；7、變壓器常用于多種場(chǎng)合。TA的也差不了多少，自己去研究一下吧。

　　電流互感器跟變壓器的區(qū)別

　　電流互感器的工作原理和電壓互感器基本一樣，都是應(yīng)用了電磁感應(yīng)原理。但其不同點(diǎn)是：電力變壓器、電壓互感器，其接線一次繞組是并接在電源上，而電流互感器接線一次繞組是串接在電源上。電流互感器與普通變壓器在原理上相比較，具有以下不同點(diǎn)。

　　①電流互感器的一次繞組的匝數(shù)很少，是串接在電路中，所以一次繞組中的電流完全取決于被測(cè)電路的負(fù)荷電流，和二次電流大小無(wú)關(guān)。電力變壓器則相反，一次電流的大小是隨二次負(fù)荷電流的變化而變化。

　　②電流互感器二次繞組所接儀表和儀器的阻抗很小，故在正常情況下接近于短路狀態(tài)下運(yùn)行，而電力變壓器的二次繞組即低壓側(cè)是不允許短路運(yùn)行的，一旦短路就會(huì)燒壞電力變壓器。電流互感器短路是不會(huì)發(fā)生問(wèn)題，相反開(kāi)路時(shí)就會(huì)產(chǎn)生高壓燒壞儀表、儀器，如人員碰觸時(shí)就會(huì)造成人身觸電事故。

　?、垭娏骰ジ衅鞫伍_(kāi)路時(shí)會(huì)產(chǎn)生高壓的原因是：正常時(shí)，一次繞組電流產(chǎn)生的磁通大部分被二次電流所平衡。如果二次繞組開(kāi)路，一次電流就會(huì)將全部用來(lái)勵(lì)磁，致使鐵芯飽和，鐵芯發(fā)熱并且感應(yīng)出高壓電壓，所以二次繞組是不允許開(kāi)路的，電力變壓器就不會(huì)存在上述問(wèn)題。