电子式互感器的功能
带宽
应该具备合理的带宽，其带宽应能覆盖所需测量的变频电量的基波和关注的谐波的频率。
采样频率
采样频率应该高于带宽的两倍以上，对于变采样频率的变频功率传感器，当采样频率低于传感器带宽2倍时，应当开启适当的防混叠滤波器，限制输入信号的带宽。
精度
作为变频电量测量的传感器/变送器，不仅仅在工频下可以获得准确度指标，而是应该在标称频率范围之内，误差应小于标称准确级对应的误差限值。
由于变频功率传感器用于功率测量，其电压、电流的角差不可忽视。
波峰因数
由于变频器输出PWM波的波峰因数不是固定值，而是电压越低时，波峰因数越大，因此，变频功率传感器应能准确测量较高峰值因数的电压、电流信号、若不具备验证条件时，可以用较低的电压或较小的电流输入传感器，检验其测量准确度，一般而言，若能在较宽的幅值范围内实现高精度测量，即可在较高的波峰因数下实现较高的测量准确度。
电子式互感器的应用
首先，变频功率传感器适用于工频电量测量和计量。其次，变频功率传感器适用于带宽范围内的任意电参量的测量和计量。广泛应用于电力推进、电机、风机、水泵、风力发电、轨道交通、电动汽车、变频器、特种变压器、荧光灯、LED照明等领域的产品检试验、能效评测及电能质量分析。
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电流互感器 是依据电磁感应原理将一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量的仪器。电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。它的一次侧绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中。 因此它经常有线路的全部电流流过，二次侧绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的二次侧回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路。电流互感器是把一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量，二次侧不可开路 工作原理 在发电、变电、输电、配电和用电的线路中电流大小悬殊，从几安到几万安都有。 为便于测量、保护和控制需要转换为比较统一的电流，另外线路上的电压一般都比较高如直接测量是非常危险的。电流互感器就起到电流变换和电气隔离作用
对于指针式的电流表，电流互感器的二次电流大多数是安培级的（如5A等）。对于数字化仪表，采样的信号一般为毫安级（0-5V、4-20mA等）。微型电流互感器二次电流为毫安级，主要起大互感器与采样之间的桥梁作用。 微型电流互感器也有人称之为“仪用电流互感器”。（“仪用电流互感器”有一层含义是在实验室使用的多电流比精密电流互感器，一般用于扩大仪表量程。 电流互感器与变压器类似也是根据电磁感应原理 工作，变压器变换的是电压而电流互感器变换的是电流罢了。电流互感器接被测电流的绕组（匝数为N1），称为一次绕组（或原边绕组、初级绕组）；接测量仪表的绕组（匝数为N2）称为二次绕组（或副边绕组、次级绕组）。
电流互感器一次绕组电流I1与二次绕组I2的电流比，叫实际电流比K。电流互感器在额定电流下工作时的电流比叫电流互感器额定电流比，用Kn表示。 Kn=I1n/I2n 电流互感器（Current transformer 简称CT）的作用是可以把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较小的二次电流，用来进行保护、测量等用途。如变比为400/5的电流互感器，可以把实际为400A 的电流转变为5A的电流。
一、电流互感器结构原理 1 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(N 2 )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，见图1。 图1 普通电流互感器结构原理图 由于一次绕组与二次绕组有相等的安培匝数，I 1N 1 =I 2 N 2 ，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。 2 穿心式电流互感器结构原理 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，见图2。
图2 穿心式电流互感器结构原理图 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。 3特殊型号电流互感器 3.1 多抽头电流互感器。这种型号的电流互感器，一次绕组不变， 在绕制二次绕组时，增加几个抽头，以获得多个不同变比。它具有一
个铁心和一个匝数固定的一次绕组，其二次绕组用绝缘铜线绕在套装于铁心上的绝缘筒上，将不同变比的二次绕组抽头引出，接在接线端子座上，每个抽头设置各自的接线端子，这样就形成了多个变比，见图3。 图3 多抽头电流互感器原理图 例如二次绕组增加两个抽头，K1、K2为100/5，K1、K3为75/5，K1、K4为50/5等。此种电流互感器的优点是可以根据负荷电流变比，调换二次接线端子的接线来改变变比，而不需要更换电流互感器，给使用提供了方便。 3.2 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、各自独立的绕组，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，见图4。 图4 不同变比电流互感器原理图 例如在同一负荷情况下，为了保证电能计量准确，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
电子式互感器简介 电子式电流电压互感器及智能电器产品简介： 随着计算机技术和电力设备二次系统测量、保护装置的数字化发展，电力系统对测量、保护、控制和数据传输智能化、自动化及电网安全、可靠和高质量运行的要求越来越高，具有测量、保护、监控、传输等组合功能的智能化、小型化、模块化、机电一体化电力设备，对电网安全、可靠和高质量运行具有重要意义。这已成为国内外著名电力设备生产企业进行产品研发的主流。 传统的电磁式电流电压互感器难以直接完成计算机技术对电流电压完整信息进行数字化处理的要求，难以实现电网对电量参数变化的在线监测。阻碍了电力系统自动化向更高水平发展，因此寻求一种能与数字化网络配套使用的新型电流电压互感器成为电网安全高效运行的迫切需要。 电子式电流电压互感器，二次输出为小电压信号，无需二次转换，可方便地与数字式仪表、微机保护控制设备接口，实现计量、控制、测量、保护和数据传输的功能，且消除了传统电磁式电流互感器因二次开路、电压互感器二次短路给电力系统设备和人身安全带来的故障隐患。 作为传统电磁式互感器理想的换代产品，电子式互感器可广泛用于中压领域电力监测、控制、计量、保护系统、工矿企业、高层建筑、配、变电等场所，能有效降低变电站（配电所）的建设成本和运行维护成本，提高电网运行质量、安全可靠性和自动化水平，因其几乎不消耗能量、无铁心（或仅含小铁心）、且减少了许多有害物质的使用而使其成为节能和环保产品。电子式电流电压互感器在发达国家已被广泛采用，国内也有越来越多的产品投入使用。 电子式电流电压互感器原理： 电子式电流互感器采用罗哥夫斯基（Rogowski）线圈和轻载线圈的基本原理。 Rogowski线圈由于采用非磁性的骨架，不存在磁饱和现象。一次电流通过Rogowski线圈得到了与一次电流I1的时间微分成比例的二次电压E，将该二次电压E进行积分处理，获得与一次电流成比例的电压信号，通过微处理器将该信号进行变换、处理，即可将一次电流信息变成模拟量和数字量输出。 轻载线圈它代表着经典感应电流互感器的发展方向。它由一次绕阻、小铁芯和损耗最小化的二次绕组组成。二次绕组上连接着分流电阻Ra，二次电流I2在分流电组Ra两端的电压降U2与一次电流I1成比例，电子式电流互感器比传统的电磁式电流互感器拥有更大的电流测量范围。 电子式电压互感器采用电阻分压原理。 互感器由高压臂电阻、低压臂电阻、屏蔽电极、过电压保护装置组成。通过分压
电压互感器： 工作原理： 其工作原理与变压器相同，基本结构也是铁心和原、副绕组。特点是容量很小且比较恒定，正常运行时接近于空载状态。 电压互感器本身的阻抗很小，一旦副边发生短路，电流将急剧增长而烧毁线圈。为此，电压互感器的原边接有熔断器，副边可靠接地，以免原、副边绝缘损毁时，副边出现对地高电位而造成人身和设备事故。 测量用电压互感器一般都做成单相双线圈结构，其原边电压为被测电压（如电力系统的线电压），可以单相使用，也可以用两台接成V-V形作三相使用。实验室用的电压互感器往往是原边多抽头的，以适应测量不同电压的需要。供保护接地用电压互感器还带有一个第三线圈，称三线圈电压互感器。三相的第三线圈接成开口三角形，开口三角形的两引出端与接地保护继电器的电压线圈联接。 正常运行时，电力系统的三相电压对称，第三线圈上的三相感应电动势之和为零。一旦发生单相接地时，中性点出现位移，开口三角的端子间就会出现零序电压使继电器动作，从而对电力系统起保护作用。
上图中两个尖尖一个接电压，一个接地，就形成了一次绕组，类似变压器，再有二次绕组接出来即可以。对于三个单相的电压互感器来说，每一相一端都接地，就形成了三相星型连接方式，这个接地就是PT的一次接地，即工作接地，主要作用是将中性点电位统一拉到地电位。使对地相对电压能准确统一的测量。 二次绕组必须接地，是安全接地，即：为防止高低电压绕组间绝缘击穿造成设备和人身事故，二次侧必须接地。 电磁式电压互感器
电容式电压互感器 为了获得理想的电压源，在网络中串入非线性补偿电感线圈L；为抗干扰，减少互感器开口三角形绕组的不平衡电压，提高零序保护装置的灵敏度，增设一个高频阻断线圈L’，为了抑制谐振的产生，常在互感器二次侧接入D阻尼器。
电子式互感器的现状与发展前景 随着电力传输容量的增加，运行电压等级越来越高，传统的电磁式电流，电压互感器暴露出如绝缘要求高，磁饱和、铁磁谐振、动态范围小、频带窄以及有油易燃、易爆炸等一系列缺点。基于光学和电子学原理的电子式电压、电流互感器(分别简称为EVT和ECT)经过30多年的发展以其独特的优点，成为最有发展前途的一种超高压条件下电压、电流的测量设备。 早期的电子式互感器一次侧和二次侧通过光纤来传输信号，也称为光电式互感器。2002年，IEC根据新型电子式电压、电流互感器的发展趋势，制定了关于EVT的IEC60044-7标准和ECT的IEC60044 -8标准，明确了电子式互感器的定义及相成的技术规范。 根据IEC60044-7标准，EVT采用电阻分压器.电容分压器或光学装置作为一次转换部件，利用光纤怍为一次转换器和二次转换器之间的传输系统，并装有电子器件作测量信号的传输和放大，具有模拟量电压输出或数字量输出。 根据IEC600448标准，ECT采用传统电流互感器(CT)、霍尔传感器、Rogowski线圈或光学装置作为一次转换部件，利用光纤作为一次转换器和二次转换器之间的传输系统，并装有电子器件作测量信号的传输和放大，具有模拟量电压输出或数字量输出。 电子式互感器的分类 几十年来，电子式互感器产品的种类已经被开发出很多，根据原理的不同，电子式互感器可分为无源式和有源式2类。所谓无源式电子互感器是指高压侧传感头部分不需要供电电源的电于式互感器，而有源式电子互感器是指传感头部分需要供电电源的电子式互感器。 无源式电子互感器的优点是在传感头部分不需要复杂的供电装置，整个系统的线性度比较好，缺点是传感头部分有复杂而不稳定的光学系统，容易受到多种环境因素的影响，影响了实用化的进程，虽然各国学者不断的提出新方法以提高测量准确度，备种方法都在实验室条件下取得了一定成果，但都不同程度地存在着通用性差，装置复杂等缺点，未能有效克服这个困难，其研究还有待进一步深入。 有源式电子式互感器的原理大都比较简单，已被广泛接受。无源式EVT主要利用传统的电阻分压器，电容分压器以及单个电容器测量电压值。在有源式ECT中，作为一次电流采样传感头的元件有传统的电磁式电流互感器、分流器和Rogowski线圈等。
电子式电流互感器的定义 2000年，IEC根据基于光学和电子学原理的电流互感器(ECT)的发展趋势，制定了关于ECT的IEC60044-8标准，明确电子式电流互感器(Electronic Current Transformer: ECT)指采用传统电流互感器(CT),霍尔传感器、Rogowski线圈或光学装置作为一次转换部分，利用光纤作为一次转换器和一次转换器之间的传输系统，并且装有电子器件作测量信号的传输和放大，其输出可以是模拟量或数字量。由于其中某些类型要利用光学器件对电流传感且全部利用光纤传输信号，故电子式电流互感器亦称为光学电流互感器(Optical Current Transformer: OCT) 电磁互感器的优点在于性能比较稳定，适合长期运行.并且具有长期的运行经验。 电磁互感器的缺点： 磁式电流4.感器(Current Transformer: CT)己暴露出下述内在的致命弱点:1绝缘问题：传统电磁式电流互感器采用的空气绝缘，油纸绝缘，气体绝缘乃至串级绝缘都不能满足随电压等级日益增长而更为苛刻的运行条件，在超高压等级使用电磁式电流互感器会产生绝缘击穿的潜在危险;2误差问题：电磁式电流互感器的闭合铁芯由于电流的非周期分量作用而饱和，导磁率急剧降低，使误差在过渡过程中上升到不能允许的程度3铁磁谐振效应：由于电流互感器电感饱和作用引起的持续性、高幅值谐振过电压;4电磁式互感器含有铁芯，因此动态测量的范围小，频带窄面对暂态过程测量性能差；此外还有，输出端开路时导致高压危险; 体积重量均大，成本过高; 易产生干扰；不易与数字设备连接；因有绝缘油而导致易燃易爆炸等。已难以满足电力系统在线检测，高精度故障诊断，电力数字网发展需要 电子互感器的优点 1)数字化输出，简化了互感器与二次设备的接口，避免了信号在传输、储存 和处理中的附加误差，提高了系统可靠性。 2)信号光纤传输，抗电磁干扰性能好，在强电磁环境中保证信号的精确性 和可靠性。 3)无铁芯，不存在磁饱和、铁磁谐振现象，线性度好，绝缘简单，动态测量 范围大、频带宽、精度高。而且体积小、重量轻、低成本，减小了变电 站的面积，。 4)低压没有开路危险，没有因存在绝缘油而产生的易燃、易爆等危险 电子式电流互感器没有磁饱和、铁磁谐振等问题由于电磁式电流互感器使用了铁心，不可避免地存在磁饱和、铁磁共振和磁滞效应等问题，而电于式电流互感器采用的是磁光玻璃、光纤或电子线路。不存在这方面的问题。 电子式电流互感器绝缘结构简单，绝缘性能好。电磁式电流互感器的绝缘结构非常复杂，尤其是对于电压等级比较高的电流互感器来说，绝缘部分要消耗大量的电工材料，体积也非常庞大。而电子式电流互感器由于采用了光纤和比较轻便的绝缘子支往，其绝缘结构比较简单，绝缘性能也比较好、 (3)电子式电流互感器动态测量范围大，精度高。电网正常运行时，流过电流互感器的电流并不大，但短路电流一般很大，而且随着电网容量的增加，辣路故障时的电流越来越大。电磁式电流互感器f}I为存在磁饱和问题，难以实现大范围测量，不能同时满足高精度计量和继电保护的需要。电子式电流互感器有很宽的动态范围，测量额定电流的范围从几十安培至几千安培，过电流范围可达几万安墙。个电子式电流互感器可同时满足计量和继电保护的
第二章 电流互感器原理 电流互感器是一种专门用作变换电流的特种变压器。在正常工作条件下，其二次电流实质上与一次电流成正比，而且在连接方向正确时，二次电流对一次电流的相位差接近于零。 电流互感器的工作原理示于图2-1。互感器的一次绕组串连在电力线路中，线路电流就是互感器的一次电流。互感器的二次绕组外部回路接有测量仪器、仪表或继电保护、自动控制装置。在图2-1中将这些串联的低电压装置的电流线圈阻抗以及连接线路的阻抗用一个集中的阻抗Z b 表示。当线路电流，也就是互感器的一次电流变化时，互感器的二次电流也相应变化，把线路电流变化的信息传递给测量仪器、仪表和继电保护、自动控制装置。 根据电力线路电压等级的不同，电流互感器的一、二次绕组之间设置有足够的绝缘，以保证所有低压设备与高电压相隔离。 电力线路中的电流各不相同，通过电流互感器一、二次绕组匝数比的配置，可以将不同的线路电 流变换成较小的标准电流值，一般是5A 或1A ，这样可以减小仪表和继电器的尺寸，简化其规格。所以说电流互感器的主要作用是：①给测量仪器、仪表或继电保护、控制装置传递信息；② 使测量、保护和控制装置与高电压相隔离；③ 有利于测量仪器、仪表和继电保护、控制装置小型化、标准化。 第一节 基本工作原理 1. 磁动势和电动势平衡方程式 从图2-1看出，当一次绕组流过电流1I &时，由于电磁感应，在二次绕组中感应出电 动势，在二次绕组外部回路接通的情况下，就有二次电流2I &流通。此时的一次磁动势为一次电流1I &与一次绕组匝数N 1的乘积11N I &，二次磁动势为二次电流2I &与二次绕组匝数 N 2的乘积22N I &。根据磁动势平衡原则，一次磁动势除平衡二次磁动势外，还有极小的一 部分用于铁心励磁，产生主磁通m Φ&。因此可写出磁动势平衡方程式 102211N I N I N I &&&=+，A (2-1) 式中 1I &? 一次电流，A ； 2I &? 二次电流，A ； 0I &? 励磁电流，A ； N 1 ? 一次绕组匝数； 图2-1 电流互感器工作原理图 1?一次绕组 2?铁心 3?二次绕组 4?负荷 2
电子式互感器的应用分析 摘要： 互感器是电力系统中不可缺少变电站的重要设备，按照一定的比例关系将一 次回路上的高电压和大电流变为可直接输入测量仪表和继电保护设备的低电压和 小电流，实现二次设备与高压部分的隔离，保证设备和人身安全。 一、常规互感 1.1常规互感器概述 传统的电力系统中一直采用基于电磁感应原理的电磁式电流互感器（CT）和 电磁式电压互感器（PT），为二次计量和保护等设备提供电流及电压信号，CT的 额定输出信号为1A或5A，PT的额定输出信号为100V或100/√3V。它们的原理 和结构与变压器相似，在铁芯上绕有一、二次绕组，靠一、二次绕组之间的电磁 耦合将信号从一次侧传到二次侧。电磁型互感器的工作原理如下图 额定一次电流与额定二次电流之比称为电磁型互感器的额定电流比，用Kn表示。在理想情况下，二次电流与一次电流成正比，相位差在连接正确时为零: 但实际上一次磁动势中有一小部分将作为励磁磁动势用于产生铁心中主磁通，不能全部转化为二次磁动势。故励磁电流是造成电磁型互感器误差的主要原因， 减小误差必须减小励磁电流。 1.2电子式互感器与常规互感器相比的优势 随着电力系统的发展，继电保护、电气设备自动化程度不断提高，传统电磁 式互感器的缺点多。电子式互感器弥补常规互感器的缺陷，解决电力系统难题。 (1)高低压完全隔离，安全性高，具有优良的绝缘性能。 (2)不含铁心，消除了磁饱和及铁磁谐振等问题。 (3)抗电磁干扰性能好。 (4)动态范围大，测量精度高 (5)频率响应范围宽。 (6)没有因充油而潜在的易燃、易爆炸等危险。 (7)体积小、重量轻。 (8)性价比好。 综上所述，电子式互感器与常规互感器相比具有诸多优势，故选用电子式互 感器。 二、电子式互感器 2.1电子式互感器综述 电子式互感器是互感器传感准确化、传输光纤化和输出数字化发展趋势的必然。便于向数字化、微机化发展等诸多优点，是智能变电站的关键技术之一。 其中，发展较成熟、工程上有应用的是罗氏线圈型电流互感器（下文简写为RCT）用于保护绕组，低功率线圈型电流互感器（下文简写为LPCT）用于测量绕组，全光纤型电流互感器（下文简写为FOCT）和分压型电子式电压互感器（下文简写为EVT）。 2.2有源电子式互感器 有源式电子互感器一次信号变化仍是电气量之间的变化，不涉及到光等其它 物理量，这一点与常规互感器一致。 2.3 无源电子式互感器
电流互感器作用及工作原理_电压互感器的作用及工作原理_电压互感器和电流互感器的区别 电力系统为了传输电能，往往采用交流电压、大电流回路把电力送往用户，无法用仪表进行直接测量。互感器的作用，就是将交流电压和大电流按比例降到可以用仪表直接测量的数值，便于仪表直接测量，同时为继电保护和自动装置提供电源，所以说电压互感器与电流互感器在电力系统中起到了非常的大的作用，而本文要介绍的就是电压互感器与电流互感器的区别以及如何使用电压互感器测量交流电路线电压。 电流互感器作用及工作原理 电流互感器的主要所用是用来将交流电路中的大电流转换为一定比例的小电流（我国标准为5安倍），以供测量和继电保护只之用。大家应该知道在发电、变电、输电、配电过程中由于用电设备的不同，电流往往从几十安到几万安都有，而且这些电路还可能伴随高压。那么为了能够对这些线路的电路进行监控、测量，同时又要解决高压、高电流带来的危险，这时就需要用到电流互感器了。有些人可能见过电工用的钳形表，这是一种用来测量交流电流的设备，它那个“钳”便是穿心式电流互感器。
电流互感器的结构如下图所示，可用它扩大交流电流表的量程。在使用时，它的原线圈应与待测电流的负载线路相串联，副边线圈则与电流表串接成闭合回路，如图中右边的电路图所示。 电流互感器的原线圈是用粗导线绕成，其匝数只有一匝或几匝，因而它的阻抗极小。原线圈串接在待测电路中时，它两端的电压降极小。副线圈的匝数虽多，但在正常情况下，它的电动势E2并不高，大约只有几伏。 由于I1/I2=K i（Ki称为变流比）所以I1=K i*I2
由此可见，通过负载的电流就等于副边线圈所测得的电流与变流比K i之乘积。如果电流表同一只专用的电流互感器配套使用，则这安培表的刻度就可按大电流电路中的电流值标出。电流互感器次级电流最大值，通常设计为标准值5A。不同的电流的电路所配用的电流互感器是不同的，其变流比有10/5、20/5、30/5、50/5、75/5、100/5等等。 为了安全起见，电流互感器副线圈的一端和铁壳必须接地。 电流互感器规格型号识别方法 电流互感器的型号是由2～4位拼音字母及数字组成。通常能表示出电流互感器的线圈型式、绝缘种类、导体的材料及使用场所等。横线后面的数字表示绝缘结构的电压等级（4级）。电流互感器型号中字母的含义如下： L：在第一位，表示电流互感器；
电流互感器的工作原理 在供电用电的线路中电流大大小小相差悬殊从几安到几万安都有。为便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流，另外线路上的电压都比较高如直接测量是非常危险的。电流互感器就起到变流和电气隔离作用。 目前显示仪表大部分是指针式的电流表，所以电流互感器的二次电流大多数是安培级的（如5A等）。现在的电量测量大多数字化，而计算机的采样的信号一般为毫安级（0-5V、4-20mA等）。微型电流互感器二次电流为毫安级，主要起大互感器与采样之间的桥梁作用。 电流互感器由一次线圈、二次线圈、铁心、绝缘支持及出线端子等组成，如图1所示。 电流互感器的铁心由硅钢片叠制而成，其一次线圈与主电路串联，且通过被测电流I1，它在铁心内产生变磁通，使二次线圈感应出相应的二次电流I2（其额定电流为5A）。如将励磁损耗忽略不计，则I1n1=I2n2，其中n1和n2分别为一、二次线圈的匝数，电流互感器的变流比K=I1/I2=n2/n1。由于电流互感器的一次线圈连接在主电路中，所以一次线圈对地必须采取与一次线路电压相相适应的绝缘材料，以确保二次回路与人身的安全。二次回路由电流互感器的二次线圈、仪表以及继电器的电流线圈串联组成。 电流互感器大致可分为两类，测量用电流互感器和保护用电流互感器。 一、测量用电流互感器 测量用电流互感器主要与测量仪表配合，在线路正常工作状态下，用来测量电流、电压、功率等。测量用电流互感器主要要求： 1、绝缘可靠， 2、足够高的测量精度， 3、当被测线路发生故障出现的大电流时互感器应在适当的量程内饱和（如500%的额定电流）以保护测量仪表。 二、保护用电流互感器 保护用电流互感器主要与继电装置配合，在线路发生短路过载等故障时，向继电装置提供信号切断故障电路，以保护供电系统的安全。保护用电流互感器的工作条件与测量用互感器完全不同，保护用互感器只是在比正常电流大几倍几十倍的电流时才开始有效的工作。保护用互感器主要要求： 1、绝缘可靠， 2、足够大的准确限值系数， 3、足够的热稳定性和动稳定性。 保护用互感器在额定负荷下能够满足准确级的要求最大一次电流叫额定准确限值一次电流。准确限值系数就是额定准确限值一次电流与额定一次电流比。当一次电流足够大时铁芯就会饱和起不到反映一次电流的作用，准确限值系数就是表示这种特性。保护用互感器准确等级5P、10P，表示在额定准确限值一次电流时的允许误差5%、10% 线路发生故障时的冲击电流产生热和电磁力，保护用电流互感器必须承受。二次绕组短路情况下，电流互感器在一秒内能承受而无损伤的一次电流有效值，称额定短时热电流。二次绕组短路情况下，电流互感器能承受而无损伤的一次电流峰值，称额定动稳定电流。 保护用电流互感器分为： 1、过负荷保护电流互感器， 2、差动保护电流互感器， 3、接地保护电流互感器（零序电流互感器）。 diandao999
电子知识 随着光纤传感技术、光纤通信技术的飞速发展，光电技术在电力系统中的应用越来越广泛。电子式互感器就是其中之一。电子式互感器具有体积小、重量轻、频带响应宽、无饱和现象、抗电磁干扰性能佳、无油化结构、绝缘可靠、便于向数字化、微机化发展等诸多优点，将在数字化变电站中广泛应用。 电子式互感器的诞生是互感器传感准确化、传输光纤化和输出数字化发展趋势的必然结果。电子式互感器是数字变电站的关键装备之一。传感方法对电子式互感器的结构体系有很大影响。光学原理的电子式互感器结构体系简单，是无源的电子式互感器。电磁测量原理的电子式互感器是有源电子式互感器。 1电子互感器的优点 1.1高低压完全隔离，安全性高，具有优良的绝缘性能，不含铁芯，消除了磁饱和及铁磁谐振等问题 电磁式互感器的被测信号与二次线圈之间通过铁芯耦合，绝缘结构复杂，其造价随电压等级呈指数关系上升。非常规互感器将高压侧信号通过绝缘性能很好的光纤传输到二次设备，这使得其绝缘结构大大简化，电压等级越高其性价比优势越明显。非常规互感器利用光缆而不是电缆作为信号传输工具，实现了高低压的彻底隔离，不存在电压互感器二次回路短路或电流互感器二次回路开路给设备和人身造成的危害，安全性和可靠性大大提高。 电磁式互感器由于使用了铁芯，不可避免地存在磁饱和及铁磁谐振等问题。非常规互感器在原理上与传统互感器有着本质的区别，一般不用铁芯做磁耦合，因此消除了磁饱和及铁磁谐振现象，从而使互感器运行暂态响应好、稳定性好，保证了系统运行的高可靠性。
1.2抗电磁干扰性能好，低压侧无开路高压危险 电磁式电流互感器二次回路不能开路，低压侧存在开路危险。非常规互感器的高压侧和低压侧之间只存在光纤联系，信号通过光纤传输，高压回路与二次回路在电气上完全隔离，互感器具有较好的抗电磁干扰能力，低压侧无开路引起的高电压危险。 1.3动态范围大，测量精度高，频率响应范围宽 电网正常运行时电流互感器流过的电流不大，但短路电流一般很大，而且随着电网容量的增加，短路电流越来越大。电磁式电流互感器因存在磁饱和问题，难以实现大范围测量，同一互感器很难同时满足测量和继电保护的需要。非常规互感器有很宽的动态范围，可同时满足测量和继电保护的需要。 非常规互感器的频率范围主要取决于相关的电子线路部分，频率响应范围较宽。非常规互感器可以测出高压电力线上的谐波，还可以进行电网电流暂态、高频大电流与直流的测量，而电磁式互感器是难以进行这方面工作的。 1.4数据传输抗干扰能力强 电磁式互感器传送的是模拟信号，电站中的测量、控制和继电保护传统上都是通过同轴电缆将电气传感器测量的电信号传输到控制室。当多个不同的装臵需要同一个互感器的信号时，就需要进行复杂的二次接线，这种传统的结构不可避免地会受到电磁场的干扰。而光电式互感器输出的数字信号可以很方便地进行数据通信，可以将光电式互感器以及需要取用互感器信号的装臵构成一个现场总线网络。实现数据共享，从而节省大量的二次电缆;同时光纤传感器和光纤通信网固有的抗电磁干扰性能，在恶劣的电站环境中更是显示出了无与伦比的优越性，光纤系统取代传统的电气系统是未来电站建设与改造的必然趋
电子式互感器在智能电网建设中的应用研究 李红岩 周德志 （1.辽宁新创达电力设计研究有限公司 辽宁 沈阳 110179；2.沈阳电力勘测设计院 辽宁 沈阳 110003） 摘 要： 电子式互感器相比与传统电磁式互感器在智能电网中有着诸多的优点，对电子式互感器分类、工作原理进行简单介绍，阐述电子式互感器在智能电网中的应用现状及运维中暴露的问题，并提出解决方案。 关键词： 电子式电流互感器；电子式电压互感器；智能电网；智能变电站 中图分类号：TM45 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）1120116－02 表1 电子式电压互感器技术性能比较表 1 电子式互感器的简介 电子式互感器是具有模拟量电压输入或数字量输出，共频 率为15Hz～100Hz的电气测量仪器和继电保护装置使用。其中 图1为数字量输出型电子式互感器的通用图框。 表2 电子式电流互感器技术性能比较表 图1 单相电子式互感器的通用图框 根据IEC和国家标准，电子式互感器可分为有源型和无源 型两种。在图1中，若一次变换器是电子部件，需要一次电源供 电，则称此类电子式互感器为有源式电子式互感器；若一次传 感器是光学原理的，光纤传输系统可以直接将光测量信送出， 无需一次变换器，则称此类电子式互感器为无源式电子式互感 器。其中图2为电子式互感器的分类示意图。 图2 电子式互感器的分类示意图 2 电子式互感器的技术特点及性能比较 电子式互感器与常规互感器相比，具有消除磁饱和现象、 对电力系统故障响应快、消除铁磁谐振、绝缘性能优良、能适 应电能计量与保护数字化发展、动态范围大、频率响应范围 宽、经济型好等优点。其中不同原理的电子式互感器也具有其 自身的技术特点。 在工程应用中，不用原理的电子式互感器有其自身的优势 和弊端。表1、表2中将对电子式电压互感器和电子式电流互感 器根据其分类进行在性能上进行比较。
讲师:靳红波 徒弟:马富敏胡振敏 内容:电流互感器的原理与作用 1、电流互感器的工作原理 电流互感器是电力系统中很重要的电力元件，作用是将一次高压侧的大电流通过交变磁通转变为二次电流供给保护，测量，虑波，计度等使用，本局所用电流互感器二次侧额定电流均为5A，也就是铭牌上标注为100/5、200/5等，表示一次侧如果100A或者200A电流，转换到二次侧电流就是5A。 电流互感器在二次侧必须有一点接地，目的是防止俩侧绕组的绝缘击穿后一次高压引入二次回路造成设备与人身伤害。同时电流互感器也只能有一点接地，如果有俩点接地，电网之间可能存在的潜电流会引起保护等设备的不正确动作。 在一般的电流回路中都是选择在该电流回路所在的端子箱接各个比较电流都在各自的端子箱接地，有可能由于地网的分流从而影响工作。所以对于差动保护规定所有电流回路都在差动保护屏一点接地。电力系统中广泛采用的是电磁式电流互感器（简称电流互感器）它的工作原理和和变压器相似。电流互感器的原理接线电流互感器的特点:(1)一次线圈串联在电路中，并且匝数很少，因此一次线圈中的电流而与二次电流无关等。 1、电流互感器不满足10%误差时，可采取哪些措施？ （1）增大二次电缆截面 （2）将同名相两组电流互感器二次绕组串联 （3）改用饱和倍数较高的电流互感器 2、为什么不允许电流互感器长时间过负荷运行？ 答：电流互感器长时间过负荷运行，会使误差增大，表计指示不正确。另外，由于一、二次电流增大，会使铁芯和绕组过热，绝缘老化快，甚至损坏电流互感器。 3、什么电压互感器和电流互感器的二次侧必须接地？ 答：电压互感器和电流互感器的二次侧接地属于保护接地。因为一、二次侧绝缘如果损坏，一次侧高压串到二次侧，就会威胁人身和设备的安全，所以二次则必须接地。 在平时的实践中注意认真学习，才能真正的掌握这些理论知识，以及亲自动手实践。通过这短时间的培训、增加了徒弟们的团队合作精神、提高了徒弟们的动手能力。
电子式互感器的原理与比较 随着光纤传感技术、光纤通信技术的飞速发展，光电技术在电力系统中的应用越来越广泛。电子式互感器就是其中之一。电子式互感器具有体积小、重量轻、频带响应宽、无饱和现象、抗电磁干扰性能佳、无油化结构、绝缘可靠、便于向数字化、微机化发展等诸多优点，将在数字化变电站中广泛应用。 电子式互感器的诞生是互感器传感准确化、传输光纤化和输出数字化发展趋势的必然结果。电子式互感器是数字变电站的关键装备之一。传感方法对电子式互感器的结构体系有很大影响。光学原理的电子式互感器结构体系简单，是无源的电子式互感器。电磁测量原理的电子式互感器是有源电子式互感器。 1电子互感器的优点 1.1高低压完全隔离，安全性高，具有优良的绝缘性能，不含铁芯，消除了磁饱和及铁磁谐振等问题 电磁式互感器的被测信号与二次线圈之间通过铁芯耦合，绝缘结构复杂，其造价随电压等级呈指数关系上升。非常规互感器将高压侧信号通过绝缘性能很好的光纤传输到二次设备，这使得其绝缘结构大大简化，电压等级越高其性价比优势越明显。非常规互感器利用光缆而不是电缆作为信号传输工具，实现了高低压的彻底隔离，不存在电压互感器二次回路短路或电流互感器二次回路开路给设备和人身造成的危害，安全性和可靠性大大提高。 电磁式互感器由于使用了铁芯，不可避免地存在磁饱和及铁磁谐振等问题。非常规互感器在原理上与传统互感器有着本质的区别，一般不用铁芯做磁耦合，因此消除了磁饱和及铁磁谐振现象，从而使互感器运行暂态响应好、稳定性好，保证了系统运行的高可靠性。 1.2抗电磁干扰性能好，低压侧无开路高压危险 电磁式电流互感器二次回路不能开路，低压侧存在开路危险。非常规互感器的高压侧和低压侧之间只存在光纤联系，信号通过光纤传输，高压回路与二次回路在电气上完全隔离，互感器具有较好的抗电磁干扰能力，低压侧无开路引起的高电压危险。 1.3动态范围大，测量精度高，频率响应范围宽 电网正常运行时电流互感器流过的电流不大，但短路电流一般很大，而且随着电网容量的增加，短路电流越来越大。电磁式电流互感器因存在磁饱和问题，难以实现大范围测量，同一互感器很难同时满足测量和继电保护的需要。非常规互感器有很宽的动态范围，可同时满足测量和继电保护的需要。
电流互感器末屏的工作原理及试验方法（故障攻关特色工作室） 朔黄铁路原平分公司
一、什么是电流互感器的电容屏及末屏？ 电容型电流互感器器身的一次绕组为“U”字型，导体根据额定电流的大小而有铝管、铜管等形式，一次绕组用绝缘纸缠绕，一般由数层绝缘纸绕制而成，绝缘纸之间有锡箔层，这些锡箔层即电容屏，其中，靠近一次绕组的屏称为“零屏”，最外层的电容屏称之为末屏，也称作“地屏”。两两电容屏之间形成电容。 二、电流互感器内部为什么要设置电容屏？ 电容型电流互感器随着额定电压等级的提高，尤其是110KV及以上电压等级的电流互感器，其互感器缠绕一次绕组的绝缘纸厚度也越来越大，这就使绝缘内的电场强度越来越不均匀，而绝缘材料的耐电强度是有限的，电场强度不均匀后，某些局部绝缘所受的电场强度会超出本身耐电强度，绝缘整体的利用率就会降低，如果在绝缘纸中，设置一些电容屏，每两个电容屏与两屏之间的绝缘层就形成一个电容器，电容器的最内电极（零屏）与电流互感器一次绕组高压端连接，最外电极（末屏）与地连接时，整个电流互感器就构成一个高电压与地电位之间由多个电容器串联的电容器。 绝缘纸缠绕一次绕组为圆柱形同心圆结构，串联的每个电容器（相邻两个电容屏组成）都是一个圆柱形电容器，同等绝缘厚度下，电容屏设置越多，每个电容器的内极半径和外极半径之差就越小，内外电极表面的场强差别也就越小，若中间屏数量无限多，则各电容屏之间的场强差别趋近于零，但在实际的电流互感器中，电容屏数量是有限的，所以每个电容屏的场强也并不完全相等，但也起到了非常大
的均匀场强的作用，这样就使内绝缘的各部分尽量场强分布一致，最大程度的利用绝缘材料。 三、电流互感器的末屏为什么一定要接地？ 电流互感器最外部的电容屏即末屏必须接地，如果末屏接地发生断裂或接触不良，末屏与地之间会形成一个电容，而这个电容远小于流互内部电容屏之间的电容，也就是说，首屏到末屏为数个容值一样的串联电容器，接地断裂或接触不良后，这个电路又串进一个容值很小的电容器。 容抗X＝1／(2πfC)，可见频率相同的情况下，电容器的容值与容抗成反比，所以在这个电路中，这个串进来的对地小电容容抗要远大于流互内部电容器。而又由于串联电路，电流处处相等，所以电流互感器内各电容器的电量Q是相等的，Q=CU，所以对地小电容所分得的电压远远大于流互内部电容器。这个末屏高电压会使电流互感器内部绝缘的电场强度分布极度不均匀，在电场力的作用下，内部绝缘的电荷会朝末屏聚集，场强集中后，周围固体介质会烧坏或炭化，也会使绝缘油分解出大量特征气体，从而使绝缘油色谱分析结果超标，也会对地发生火花放电。 如果末屏接地，电流互感器只存在电容屏组成的电容，则每个电容器电压均分，且末屏接地，导致末屏这个最外极的电容屏电势为零，而由于电容器两极板之间电荷一定是数量相等，极性相反，且只会从负极板经外部电路流向正极板放电，所以末屏这个极板的电荷并不会导入进地，即Q不变。
电子式互感器原理与应用概述 摘要：电子式互感器是随着现代技术发展新型互感器,因其特殊的技术优势将逐步替代传统的电磁式互感器产品。本文将着重从电子式互感器的原理与应用方面进行深入的分析,以供参考。 关键词：电子式互感器原理应用 1、引言 随着计算机技术和电力设备二次系统测量、保护装置的数字化发展,电力系统对测量、保护、控制和数据传输智能化、自动化及电网安全、可靠和高质量运行的要求越来越高,具有测量、保护、监控、传输等组合功能的智能化、小型化、模块化、机电一体化电力设备,对电网安全、可靠和高质量运行具有重要意义。这已成为国内外著名电力设备生产企业进行产品研发的主流。 传统的电磁式电流电压互感器难以直接完成计算机技术对电流电压完整信息进行数字化处理的要求,难以实现电网对电量参数变化的在线监测,阻碍了电力系统自动化向更高水平发展,因此寻求一种能与数字化网络配套使用的新型电流电压互感器成为电网安全高效运行的迫切需要。 2、电子式互感器 电子式互感器（electronic instrument transformer）是由传感元件和数据处理单元组成的互感器,用以测量和监控电流、电压等参数。由于其传感机理先进,绝缘相对简单,动态范围大,频率响应宽,准确度高,适应电能计量、保护数字化和自动化发展方向,将成为传统电磁式互感器的换代产品。 电子式电流电压互感器,二次输出为小电压信号,无需二次转换,可方便地与数字式仪表、微机保护控制设备接口,实现计量、控制、测量、保护和数据传输的功能,且消除了传统电磁式电流互感器因二次开路、电压互感器二次短路给电力系统设备和人身安全带来的故障隐患。 作为传统电磁式互感器理想的换代产品,电子式互感器可广泛用于中压领域电力监测、控制、计量、保护系统、工矿企业、高层建筑、配、变电等场所,能有效降低变电站（配电所）的建设成本和运行维护成本,提高电网运行质量、安全可靠性和自动化水平,因其几乎不消耗能量、无铁心（或仅含小铁心）、且减少了许多有害物质的使用而使其成为节能和环保产品。电子式电流电压互感器在发达国家已被广泛采用,国内也有越来越多的产品投入使用。 3、电子式互感器的原理 3.1 电子式电流电压互感器原理 电子式电流互感器采用罗哥夫斯基（Rogowski）线圈和轻载线圈的基本原理。Rogowski线圈由于采用非磁性的骨架,不存在磁饱和现象。一次电流通过Rogowski线圈得到了与一次电流I1的时间微分成比例的二次电压E,将该二次电压E进行积分处理,获得与一次电流成比例的电压信号,通过微处理器将该信号进行变换、处理,即可将一次电流信息变成模拟量和数字量输出。轻载线圈它代表着经典感应电流互感器的发展方向。它由一次绕阻、小铁芯和损耗最小化的二次绕组组成。二次绕组上连接着分流电阻Ra,二次电流I2在分流电组Ra两端的电压降U2与一次电流I1成比例,电子式电流互感器比传统的电磁式电流互感器拥有更大的电流测量范围。 3.2 电子式电压互感器采用电阻分压原理
电子式电流电压互感器原理 来源：西安高研电器有限责任公司时间：2010-06-21 阅读：50次标签： 电子式电流电压互感器原理： 电子式电流互感器采用罗哥夫斯基(Rogowski)线圈和轻载线圈的基本原理。信息来源:https://www.doczj.com/doc/9b18221911.html, Rogowski线圈? 由于采用非磁性的骨架，不存在磁饱和现象。原理图如图1所示。一次电流通过Rogowski线圈得到了与一次电流I1的时间微分成比例的二次电压E，将该二次电压E进行积分处理，获得与一次电流成比例的电压信号，通过微处理器将该信号进行处理、变换、分析，即可将一次电流信息变成小电压模拟量和数字量输出。 图1电子式电流互感器Rogowski线圈原理图 轻载线圈? 它代表着经典感应电流互感器的发展方向，其基本原理如图2所示。 图2? 轻载型电子式电流互感器原理图信息来源:https://www.doczj.com/doc/9b18221911.html,
它由一次绕组、小铁芯和损耗最小化的二次绕组组成。二次绕组上连接着分流电阻Ra，二次电流I2在分流电阻Ra两端的电压降U2与一次电流I1成比例，电子式电流互感器比传统的电磁式电流互感器拥有更大的电流测量范围。 电子式电压互感器采用电阻分压原理，其原理如图3所示。互感器由高压臂电阻、低压臂电阻、屏蔽电极、过电压保护装置组成。通过分压器将一次电压转换成与一次电压和相位成比例的小电压信号。采用屏蔽电极的方法改善电场分布状况和杂散电容的影响，在二次输出端并联一个过电压保护装置，防止在二次输出端开路时将二次侧电压提高。也可采用电容(阻容)分压的原理制作电子式电压互感器。信息来源:https://www.doczj.com/doc/9b18221911.html, 图3 电子式电压互感器原理图
电子式互感器的功能 带宽 应该具备合理的带宽，其带宽应能覆盖所需测量的变频电量的基波和关注的谐波的频率。 采样频率 采样频率应该高于带宽的两倍以上，对于变采样频率的变频功率传感器，当采样频率低于传感器带宽2倍时，应当开启适当的防混叠滤波器，限制输入信号的带宽。 精度 作为变频电量测量的传感器/变送器，不仅仅在工频下可以获得准确度指标，而是应该在标称频率范围之内，误差应小于标称准确级对应的误差限值。 由于变频功率传感器用于功率测量，其电压、电流的角差不可忽视。 波峰因数 由于变频器输出PWM波的波峰因数不是固定值，而是电压越低时，波峰因数越大，因此，变频功率传感器应能准确测量较高峰值因数的电压、电流信号、若不具备验证条件时，可以用较低的电压或较小的电流输入传感器，检验其测量准确度，一般而言，若能在较宽的幅值范围内实现高精度测量，即可在较高的波峰因数下实现较高的测量准确度。 电子式互感器的应用 首先，变频功率传感器适用于工频电量测量和计量。其次，变频功率传感器适用于带宽范围内的任意电参量的测量和计量。广泛应用于电力推进、电机、风机、水泵、风力发电、轨道交通、电动汽车、变频器、特种变压器、荧光灯、LED照明等领域的产品检试验、能效评测及电能质量分析。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解相关仪器仪表产品的选型，报价，采购，参数，图片，批发等信息，请关注艾驰商城。https://www.doczj.com/doc/9b18221911.html,/