電壓互感器、電流互感器和變壓器的三者關系

　　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：電磁感應原理。一旦在一次繞組上產生電壓U1，在鐵芯中便產生一個磁通量，根據電磁感應定律，則在二次繞組中產生二次電壓U2，其中U1與U2的比值取決于一次繞組和二次繞組的匝數比，因此可根據需要組成按不同比例變換電壓的電壓互感器。

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

　　電壓互感器結構如圖（a）所示，其作用是可用它擴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，應把匝數較多的高壓繞組跨接至需要測量其電壓的供電線路上，而匝數較少的低壓繞組則與電壓表相連，如下圖（b）所示。

　　因為U1/U2=K，所以U1=KU2，由此可見高壓線路的電壓等于副邊所測得的電壓與變壓比的乘積（回顧：變壓器工作原理、原副邊電壓計算公式及變壓器變壓比講解）。當電壓表同一只專用的電壓互感器配套使用時，伏特表的刻度就可以按電壓互感器高壓側的電壓標出，這樣就可不必經過換算，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計同一標準值為100伏。因此，在不同電壓等級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副邊繞組的一端必須接地，以防高、低壓線圈間絕緣損壞時，使低壓線圈的測量儀表對地產生一個高電壓，危機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。它的一次繞組匝數很少，串在需要測量的電流的線路中，二次繞組匝數比較多，串接在測量儀表和保護回路中。電流互感器起到變流和電氣隔離作用，它是電力系統中測量儀表、繼電保護等二次設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換成低電流，電流互感器一次側接在一次系統，二次側接測量儀表、繼電保護等。

　　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，且通過被測電流I1，它在鐵心內產生交變磁通，使二次線圈感應出相應的二次電流I2。如將勵磁損耗忽略不計，則I1n1=I2n2，其中n1和n2分別為一、二次線圈的匝數。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，所以一次線圈對地必須采取與一次線路電壓相適應的絕緣材料，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用電流互感器。

　　電流互感器的原理是依據電磁感應原理，它的一次繞組經常有線路的全部電流流過，電流互感器在工作時，它的2次回路始終是閉合的，因此測量儀表和保護回路串聯線圈的阻抗很小，電流互感器的工作狀態接近短路。

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

　　Ⅰ1NI=-Ⅰ2N2

　　即電流互感器的電流與它的匝數成反比，一次電流對二次電流的比值Ⅰ1/Ⅰ2稱為電流互感器的電流比。當知道二次電流時，乘上電流比就可以求出一次電流，這時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，當初級線圈中通有交流電流時，鐵芯（或磁芯）中便產生交流磁通，使次級線圈中感應出電壓（或電流）。

　　變壓器由鐵芯（或磁芯）和線圈組成，線圈有兩個或兩個以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級線圈，其余的繞組叫次級線圈。在發電機中，不管是線圈運動通過磁場或磁場運動通過固定線圈，均能在線圈中感應電勢，此兩種情況，磁通的值均不變，但與線圈相交鏈的磁通數量卻有變動，這是互感應的原理叫電磁感應原理。

　　具體是：當變壓器一次側施加交流電壓U1，流過一次繞組的電流為I1,則該電流在鐵芯中會產生交變磁通，使一次繞組和二次繞組發生電磁聯系，根據電磁感應原理，交變磁通穿過這兩個繞組就會感應出電動勢，其大小與繞組匝數以及主磁通的最大值成正比，繞組匝數多的一側電壓高，繞組匝數少的一側電壓低，當變壓器二次側開路，即變壓器空載時，一二次端電壓與一二次繞組匝數成正比，即U1/U2=N1/N2,但初級與次級頻率保持一致，從而實現電壓的變化。

　　簡單的說：當一次側接到交流電源時,繞組中便有交流電流過,并在鐵芯中產生與外加電壓頻率相同的交變磁通,交變磁通分別在一、二次側感應出同頻率的電動勢。

　　二次側有了電動勢，便向負載輸出電能，實現了不同電壓等級電能的傳遞。由于感應電動勢的大小與繞組的匝數成正比，，因此改變一、二次側的匝數即可改變二次側的電壓。

　　電壓互感器、電流互感器和變壓器的三者相同點

　　電壓互感器和變壓器就像一對兄弟一樣，工作原理與一般的變壓器相同都是運用電磁感應原理，主要是容量的問題。互感器是作為變壓器的“血脈”分支，僅在結構型式、所用材質、使用效果、容量、允許誤差范圍等方面有所差別，兩者之間的沒有很大的明顯差異。

　　符號是一樣的，因為電壓互感器其實就是變壓器。

　　但是在主接線圖中，變壓器高低壓側出線都會畫出來，

　　而電壓互感器雖然也是高低壓都有出線，但因為它的低壓

　　出線是接去二次設備的，所以一般不會畫出來。

　　區別就出來了，變壓器兩側都有出線，電壓互感器只有高壓進線，

　　沒有低壓出線（實際有，但不畫出）。

　　電壓互感器、電流互感器和變壓器的三者有沒事拆差異？

　　電壓互感器、電流互感器和變壓器的三者結構型式、所用材質、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，當初級線圈中通有交流電流時，鐵芯(或磁芯)中便產生交流磁通，使次級線圈中感應出電壓(或電流)，用于改變電壓等級，負載較大電流。

　　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，用來測量線路的電壓、功率和電能；也可以運用在線路發生故障時保護線路中的設備、電機和變壓器。

　　按用途可以具體分成測量保護用電壓互感器和計量用電壓互感器。

　　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，通過可以直接用普通電氣儀表進行電壓測量。

　　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磁材料，電壓互感器可以說是一個帶鐵心的變壓器。

　　2、電壓互感器的容量相對于變壓器來說比較小，一般為幾十到幾百伏安，因為容量越大精度越難以控制。

　　3、電壓互感器一次側電壓即電網電壓，不受二次負荷影響，并且大多數情況下其負荷是恒定的。

　　4、二次側負荷主要是儀表、繼電器線圈，它們的阻抗很大，通過的電流很少。如果無限期增加二次負荷，二次電壓會降低，造成測量誤錯增大。

　　5、用電壓互感器來間接測量電壓，能準確反映高壓側的量值，保證測量精度。本文由福鷹電子提供6、不管電壓互感器初級電壓有多高，其次級額定電壓一般都是100V，使得測量儀表和繼電器電壓線圈制造上得以標準化。而且保證了儀表測量和繼電保護工作的安全，也解決了高壓測量的絕緣、制造工藝等困難。

　　7、電壓互感器常用于變配電儀表測量和繼電保護等回路。

　　變壓器：

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

　　1、變壓器種類很多，按冷卻方式、防潮方式、鐵芯或線圈結構、電源相數、用途等分若干個類；

　　2、變壓器的容量由小到大，從幾十伏安大到幾十兆伏安；

　　3、變壓器的一次側電壓受二次負荷影響較大，負荷大時系統電壓會受到影響；

　　4、變壓器二次側負荷就是各種用電設備，通過的電流較大，具有較強的帶負載能力；

　　5、變壓器一次側電壓不論多高，均可根據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很大；7、變壓器常用于多種場合。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別

　　電流互感器的工作原理和電壓互感器基本一樣，都是應用了電磁感應原理。但其不同點是：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。

　　①電流互感器的一次繞組的匝數很少，是串接在電路中，所以一次繞組中的電流完全取決于被測電路的負荷電流，和二次電流大小無關。電力變壓器則相反，一次電流的大小是隨二次負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下運行，而電力變壓器的二次繞組即低壓側是不允許短路運行的，一旦短路就會燒壞電力變壓器。電流互感器短路是不會發生問題，相反開路時就會產生高壓燒壞儀表、儀器，如人員碰觸時就會造成人身觸電事故。

　　③電流互感器二次開路時會產生高壓的原因是：正常時，一次繞組電流產生的磁通大部分被二次電流所平衡。如果二次繞組開路，一次電流就會將全部用來勵磁，致使鐵芯飽和，鐵芯發熱并且感應出高壓電壓，所以二次繞組是不允許開路的，電力變壓器就不會存在上述問題。