变压器原理(五分钟了解变压器)

一、变压器的作用

电力系统为了传输电能，往往采用交流电压和大电流电路向用户输送电能，这些电能是仪器无法直接测量的。变压器的作用是将交流电压和大电流按比例降低到仪表直接可以测量的值，便于仪表直接测量，为继电保护和自动化装置提供电源。

变压器由电流互感器(CT)和电压互感器(PT)组成。变压器是交流电路中一次系统和二次系统之间的连接元件。都属于特种变压器，所以工作原理和变压器基本相同。

电压互感器的一次绕组并联在一次系统上。电压互感器相当于二次侧开路的变压器。它们的二次负载变化不会影响一次系统的相应电压。

电流互感器一次信息源网络的绕组与一次系统串联。电流互感器相当于二次侧短路的变压器。它们的二次负载变化不会影响一次系统的相应电流。

具体功能如下:

1.将一次回路的高电压、大电流改为二次回路的标准低电压(一般为100V)和低电流(5A，1A，0.5A)，可以规范测量仪表和保护装置，使二次设备结构轻巧，价格便宜。

2.二次回路可采用低压控制电缆，屏内布线简单，安装方便，可实现远程控制和测量。

3.二次回路不受一次回路限制，接线灵活，维护调试方便。

4.将二次部分与一次高压部分隔离，并为二次部分设置接地点，以确保二次设备和人身安全。

电压互感器按其绝缘结构可分为干式、浇注式、充气式和油浸式。按相数可分为单相和三相；按绕组数量可分为双绕组和三绕组。

二。电流和电压互感器的工作原理、连接类型和负载要求

1、电流互感器的工作原理

电磁式电流互感器在电力系统中应用广泛，其工作原理与变压器相似。

电流互感器的特性:

1)初级线圈串联在匝数少的电路中，所以初级线圈中的电流完全取决于被测电路的负载电流，与次级电流无关；

2)连接在电流互感器二次线圈上的仪表和继电器的电流线圈的阻抗很小，所以一般情况下，电流互感器工作在接近短路的状态。

2.电流互感器的连接类型

电流互感器的二次侧与测量仪表、继电器和各种自动化装置的电流线圈相连(如下图)。

图(a)常用于测量对称的三相负载电流，只测量单相电流。

图(b)，星形连接，测量三相电流，监控各负载不对称。

图(C)，不完全星形连接，仅测量A和C电流。

3.电流互感器的负载要求

电流互感器不能开路，只能接较小的二次负载阻抗。电流互感器的负载包括连接到二次侧的仪表的阻抗和连接电缆的阻抗。

如果电流互感器的二次负载阻抗超过其允许的二次负载阻抗，则电流互感器的精度会降低。电流互感器二次负载阻抗的大小对互感器的精度有很大的影响，因为如果电流互感器二次负载阻抗增加很多，励磁电流的值就会大大增加，铁芯就会饱和。在这种情况下，初级电流的很大一部分将用于提供励磁电流，这将大大增加变压器的误差并降低其精度。

4.电压互感器的工作原理

电磁式电压互感器的工作原理与变压器相同。

电压互感器的特性:

1)容量很小，类似小容量变压器；

2)二次侧负载相对恒定，所连接的测量仪表和继电器的电压线圈阻抗很大，所以正常运行时，电压互感器接近空负载状态。

5.电压互感器的连接形式

电压互感器的二次侧连接到测量仪器、继电器和各种自动化装置的电压线圈上。

图(a)，单相接线，用于测量线电压。也可以接入一种一次侧接地的电压互感器，测量单相电压。

图(b)，两相连接，称为不完全星形连接或V-V连接。用于测量相间电压。广泛应用于20Kv及以上中性点不接地系统。

图(c)，星形连接，可以测量三相电压。下半部分的第三个绕组是开放式三角形连接，用于测量零电压。广泛应用于3~220Kv系统。

3~35Kv电压互感器通常通过隔离开关和熔断器接入电网。对于110Kv及以上的电压互感器，由于互感器可靠性高，高压熔断器制造难度大，价格高，电压互感器通过隔离开关直接接入电网。

6.电压互感器的负载要求

电压互感器的二次侧不能短路。

如果电压互感器的二次负荷超过其允许的二次负荷范围，电压互感器的准确度就会降低。

电压互感器的负载一般要求在额定负载能力的25%~100%范围内。如果过大或过小，变压器误差会增加。

变压器反映了电力系统的工作状态，对电力系统具有重要意义。希望这篇文章能让你对《变形金刚》有一个初步的了解。

来源:优干设备诊断中心

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