典型單相接線圖

☆電壓互感器

IEEE電壓互感器分組

在電壓互感器中，一般通過高壓繞組補償?shù)姆绞皆诒ＷC準確度的前提下得到更高額測量范圍。由于補償?shù)拇嬖冢@組的實際匝數(shù)比將和額定比值有所不同。

在個別異常情況下，電壓互感器的二次側可能被短路，所以電壓互感器需要有足夠的穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，應該能在二次側短路，一次側承受全部電壓的情況下堅持1s而不受到損壞。多數(shù)情況下，這種故障將使保護設備動作而切除一次側的電壓，希望響應時間短于1s。如果響應時間延長，互感器的溫升將超過其絕緣的限值，繞組所受到的軸向和輻向上的電磁力將對互感器造成嚴重的損壞。

電壓互感器有兩種接線方式：雙套管和單套管式。雙套管式設計為線間連接，但是，在很多情況下，雙套管式也可以用于相對地連接，此時輸出電壓要降低。單套管式嚴格用于相對地連接。在非接地系統(tǒng)中，將電壓互感器接到相與地之間，不能把它們看作是接地變壓器，其二次繞組也不能接到變壓器的閉合三角形繞組上。電壓互感器所接入系統(tǒng)電壓不能高于其額定電壓。在接于相間時，必須按照極性去接。中低壓電壓互感器可以接成角聯(lián)結或者星聯(lián)結。系統(tǒng)電壓超過69kV時，只有單套管互感器可選。在非接地系統(tǒng)中，一次繞組為星形接線的互感器需要有一定的預防措施（鐵磁諧振）。一次繞組需要有熔斷器。戶內(nèi)開關設備使用的互感器通常在器身上有熔斷器底座。

常用接線方式圖解

a)單項式接線，可以用于測量35kV及以下中性點不直接接地系統(tǒng)的線電壓或110kV以上中性點直接接地系統(tǒng)的相對地電壓。

b)V/V接線是將兩臺全絕緣單相電壓互感器的高低壓繞組分別接于相與相之間構成不完全三角形。這種方法常用語中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地的35kV及以下的高壓三相系統(tǒng)中，特別是10kV的三相系統(tǒng)中。

c)用三臺單相三繞組電壓互感器構成YN，yn，d0或YN，y，d0的接線形式，廣泛應用于3~220KV系統(tǒng)中，其二次繞組用于測量相間電壓和相對地電壓，輔助二次繞組接成開口三角形，供接入交流電網(wǎng)絕緣監(jiān)視儀表和繼電器用。用一臺三相五柱式電壓互感器代替上述三個單相三繞組電壓互感器構成的接線，除鐵芯外，其形式與圖3基本相同，一般只用于3~15KV系統(tǒng)。

d)三相三繞組五柱式電壓互感器，其一次繞組和主二次繞組接成星形，并且中性點接地，輔助二次繞組接成開口三角形。故此種電壓互感器可以測量線電壓和相對地電壓，輔助二次繞組可以介入交流電網(wǎng)絕緣監(jiān)視用的繼電器和信號指示器。全自動互感器校驗臺

☆電流互感器

電流互感器通常被當做一個黑匣子，它屬于變壓器，符合電磁感應定律。只不過，變壓器變換的是電壓而電流互感器變換的是電流罷了。前面提到過，電流互感器串聯(lián)在被測回路，它的一次繞組匝數(shù)很少，二次繞組匝數(shù)比較多，串接在測量儀表和保護回路中。電流互感器在工作時，它的二次回路始終是閉合的，因此測量儀表和保護回路串聯(lián)線圈的阻抗很小，電流互感器的工作狀態(tài)接近短路。

電流互感器并不依賴電壓，但是它卻會受電壓限制。當電流流過一個阻抗時，一個壓降就會形成（歐姆定律，V=IZ）。隨著壓降的形成，一次側電源能量被消耗，所以說，電流互感器的這一動作就好像一個分流器一樣。這部分能量消耗會引起互感器的誤差。當二次側電流和（或者）阻抗增加時，壓降也會相應成比例增加。因此，對電流互感器的限制也就是磁飽和問題。在磁飽和狀態(tài)下，鐵心磁通不再支持壓降增加的需求。在該點，所有的能量都消耗在了鐵心上，能夠拿出支持二次回路的能量為零。

連續(xù)電流的額定值系數(shù)是在特定參考溫度下給定的，通常為30℃。習慣規(guī)定正常使用下平均溫度不超過55℃。額定值系數(shù)可以保證電流互感器溫度不超過其絕緣耐熱等級。該式遵守IEEE57.13的負載曲線。這里面有個前提，那就是繞組平均溫升值和電流的平放成反比，并且還假定在連續(xù)運行條件下，鐵心的損耗可以忽略不計。

相反，該式在環(huán)境溫度低于30℃下也是適用的。不過，這種情況下，額定值系數(shù)將會更高。問題不在于超過絕緣的耐熱等級，而在于這樣可能會增大電流互感器準確度限制的誤差。

電流互感器降負荷曲線圖

另一個需要考慮的問題是給定額定值系數(shù)和實際溫升的關系。在某些情況下，溫度等級根據(jù)環(huán)境溫度選取而不是根據(jù)互感器的實際溫升選取。

開路狀態(tài)

電流互感器的二次側嚴禁開路，必須始終連接負載。如果互感器安裝到了一次側但沒有使用，應將二次側端子短接直到使用時才能打開。很多廠家在互感器出廠時用短路銅帶或銅線把二次端子短接。電流互感器二次側開路的情況下必須能夠承受3500V的峰值電壓1min。如果在正常工作電流下電壓會超過該值，建議配備過電壓保護裝置。

過電壓保護

在負載狀況下，互感器的電壓是有限的，其大小取決于繞組的匝數(shù)和鐵心的橫截面積。使用者必須估算負載的上限來確保設備的安全。有時，互感器的二次側連接有保護裝置來保證電壓再安全范圍內(nèi)。這類設備通常也用來防止互感器開路狀態(tài)下的過電壓。在高電壓設備中，為了保護一次繞組免受操作過電壓和雷電過電壓擊中，可以采用避雷器。全自動互感器校驗臺

電流互感器的接線

有些設備對電流的方向很敏感。在三相接地保護線路中，在各相平衡狀態(tài)下，剩余電流互感器中電流相量和為零。極性相反的互感器會使接地保護繼電器在正常平衡情況下發(fā)生誤動作。

三相接地保護線路

a) 過電流和接地故障保護線路 b) 差動保護線路 c) 零序保護線路

二次側星聯(lián)結回路最為常用。電流互感器可以傳遞一次側的正序、負序和零序分量。在二次側角聯(lián)結的情況下，零序分量被過濾并留在角聯(lián)結繞組中循環(huán)流動。這是Dy接線變壓器差動保護常用的接線方式。

要注意，在零序保護線路中，三相線同時穿過互感器的窗口，該方式和剩余電流保護一樣，會濾除正序和負序分量，只剩零序分量進入設備50G。重要的是，一個接地點需要穿過互感器的窗口返回，避免通過接地路徑行程電氣短路匝的可能性。

最常用接線方式圖解

a)單臺電流互感器只能反映單相電流的情況。

b)三相完全星形接線方式能夠及時準確了解三相負荷的變化情況。

c)兩相不完全星形接線方式在實際工作中用得最多，但僅限于三相三線制系統(tǒng)。它節(jié)省了一臺電流互感器，根據(jù)三相矢量和為零的原理，用A、C相的電流算出B相電流。

電流互感器極性檢查

電流互感器一次繞組標志為P1、P2，二次繞組標志為S1、S2。若P1、S1是同名端，則這種標志叫減極性。一次電流從P1進，二次電流從S1出。極性檢查很簡單，除了可以在互感器校驗儀上進行檢查外，還可以使用直流檢查法。