电力系统互感器应用：原理、接线与安全要求
电力系统互感器应用：原理、接线与安全要求
继电保护是电力系统中确保设备和人员安全的重要组成部分，而电流互感器和电压互感器作为继电保护系统中的关键元件，其工作原理和接线方式直接影响到保护系统的可靠性和准确性。本文将详细介绍这两种互感器的工作原理、二次回路接线方式以及二次回路的基本要求，帮助读者深入理解其在继电保护系统中的应用。
电流互感器
工作原理
电流互感器利用变压器原、副边电流成比例的特点制成。其工作原理、等值电路也与一般变压器相同，只是其原边绕组串联在被测电路中，且匝数很少；副边绕组接电流表、继电器电流线圈等低阻抗负载，近似短路。原边电流（即被测电流）和副边电流取决于被测线路的负载，而与电流互感器的副边负载无关。由于副边接近于短路，所以原、副边电压都很小，励磁电流也很小。
电流互感器运行时，副边不允许开路。因为一旦开路，原边电流均成为励磁电流，使磁通和副边电压大大超过正常值而危及人身和设备安全。因此，电流互感器副边回路中不许接熔断器，也不允许在运行时未经旁路就拆下电流表、继电器等设备。
电流互感器二次回路接线方式
- 一相式接线
- 完全星形接线
- 不完全星形接线
- 三角形接线
- 其他接线
电流互感器二次回路基本要求
- 电流互感器的接线方式应满足测量仪表、远动装置继电保护和自动装置的具体要求。
应有一个可靠的安全接地点。
应有防止二次回路开路的措施
如果二次开路会造成：
- 铁芯中磁通量急剧，铁芯严重发热。
- 温度过高烧坏线圈绝缘。
- 二次开路，会感应出很高的电压。
- 绝缘损坏高压侧对地短路。
措施：
电流互感器二次回路不允许装设熔断器等短路保护设备。
电流互感器二次回路一般不进行切换。
继电保护与测量仪表一般不合用电流互感器。
不使用的电流互感器二次绕组的端子必须短接并接地。
电流互感器二次回路的端子应采用试验端子。
电流互感器二次回路的连接导线应有足够的机械强度。
电流互感器的二次负载不应大于允许值
影响：当电流互感器二次负载超出了容许值时，励磁电流随之增大，从而造成铁芯饱和，使得互感器的误差增大，准确度下降。
措施：
增加连接导线的截面积；
选用二次允许负载较大的电流互感器；
将电流互感器的不完全星形接线改为完全星形接线，差式接线改为不完全星形接线；
采用二次额定电流小的电流互感器或消耗功率小的继电器等。
应保证电流互感器极性的正确连接。
减极性：当从一次绕组的极性端通入电流时，二次绕组中感应出的电流从极性端流出，以极性端为参考，一二次电流方向相反，因此称为减极性标准。
电流互感器一般采用减极性，即一次电流从L1流入、L2流出，则二次电流从K1流出、K2流入。
- 小结
- 电流互感器二次回路的接线方式：一相式接线、三相星形接线和两相星形接线。
- 电压互感器二次回路的基本要求：接线方式、接地、开路、容量、极性五个方面。
电压互感器
工作原理
电压互感器（TV）主要作用是以合理的准确度，将高电压（一次电压）按电压比（即变比）变换为二次电压，以供继电保护装置及其它测量装置使用，以满足设备及人身的安全。
电压互感器在现场也称为PT（Potential Transformer）或称压变，目前标准的文字代号为TV。电压互感器从本质上也是一种降压变压器，只是容量相对其它变压器要小得多。对于保护及测量装置而言，电压互感器近似为一个电压源。
电压互感器二次回路接线方式
- 单相接线方式
- V/V 接线方式
- 星形接线方式
- 星形开口三角形接线方式
- 开口电压为三相电压的相量和即 3U0=Ua+Ub+Uc
- 正常运行时，三相对称，所以3U0=Ua+Ub+Uc
- 当一相接地时，三相不对称，3U0=Ua+Ub+Uc≠0
电压互感器二次回路基本要求
电压互感器的接线方式应满足测量仪表、远动装置继电保护和自动装置的具体要求
应有一个可靠的安全接地点
- 应设置短路保护
具体电压具体分析：空气开关、熔断器等。中性线和开口三角回路因为正常的时候电压为零不需要装设保护，体现在L、N线。
应有防止从二次回路向一次回路反馈电压的措施
应保证电压互感器极性的正确连接
与电流互感器一样，电压互感器也有一定的极性。一般规定，电压互感器的一次绕组的首端标为A，尾端标为X，次绕组的首端标为a，尾端标为 x。在接线中，A与a以及X与x均成为同极性。
- 小结
- 电压互感器二次回路的接线方式：单相接线、V/V接线、星形接线和星形开口三角形接线。
- 电压互感器二次回路的基本要求：接线方式、接地、短路保护反充电、极性五个方面。