仪用变压器

一种特殊用途的变压器

仪用变压器是指一种特殊用途的变压器，它有两个主要用途：一是用来扩大交流电工仪表的量程，二是用来隔离高电压、大电流并使其变成低电压、小电流后中，作为信号供继电保护、自动装置和控制回路使用。

简述

直接测量大电流或者高电压是比较困难的。在交流电路中，常用特殊的变压器把大电流转换成小电流、高电压转换成低电压后再测量。所用的转换装置就称为电流互感器和电压互感器。使用互感器的优点在于使测量仪表与高电压隔离，保证仪表和人身的安全；可扩大仪表的量限，便于仪表的标准化；还可以减少测量中的能耗。因此，在交流电压、电流和功率的测量中，以及各种继电保护和控制电路中，互感器的应用是相当广泛的。

仪用变压器用于电力系统中，作为测量、控制、指示、继电保护等电路的信号源。可以使仪表、继电器等与高电压、大电流的被测电路绝缘，可以使仪表继电器等的规格比直接测量高电压、大电流电路时所用的仪表、继电器规格小得多且规格统一。仪用变压器主要在测量高电压、大电流时使用，又称仪用互感器。

类型

仪用变压器分为电流互感器和电压互感器。

电流互感器

电流互感器的结构与普通双绕组变压器相似，也有铁芯和绕组，但它的一次侧绕组匝数很少，只有一匝到几匝，导线都很粗，串联在被测的电路中，流过被测电流，被测电流的大小由用户负载决定。

电流互感器的二次侧绕组匝数较多，它与电流表或功率表的电流线圈串联为闭合电路，由于这些线圈的阻抗都很小，所以二次侧近似于短路状态。

电流互感器具有以下工作特点。

(1)互感器的一次侧输入和二次侧输出都是电流，而电压几乎为零，这与普通变压器有所不同，说明它传递和改变的是电流而不是电压。

(2)互感器工作在短路状态，即二次侧电流与一次侧电流所产生的总磁通几乎为零，因此二次侧不能开路，一旦开路，磁势平衡被打破，总磁势不为零，磁路将严重饱和。因为一次侧电流，很大且不随二次侧的变化而变化，这样就在铁芯中产生很强的磁通，这个磁通使二次侧产生高压，可达几百伏甚至上千伏，会危及仪表和人员的安全，还会使铁芯过热、绝缘老化。因此电流互感器的二次侧是绝对不允许开路的。

使用中应注意的事项

(1)运行中二次侧不得开路，否则产生高压，危及仪表和人身安全，因此二次侧不能接熔断器；运行中如要拆下电流表，必须先将二次侧短路才行。

(2)电流互感器的铁芯和二次侧绕组一端要可靠接地，以免在绝缘破坏时带电而危及仪表和人身安全。

(3)电流互感器的一次侧和二次侧绕组有“+”、“-”或“*”的同名端标记，二次侧接功率表或电度表的电流线圈时，极性不能接错。

(4)电流互感器的二次侧负载阻抗大小会影响测量的准确度，负载阻抗的值应小于互感器要求的阻抗值，使互感器尽量工作在“短路状态”。

电压互感器

电压互感器的原理和普通降压变压器是完全一样的，不同的是它的变比更准确；电压互感器的一次侧接有高电压，而二次侧接有电压表或其他表（功率表、电度表）的电压线圈。

电压互感器把高电压按比例关系变换成100V或更低等级的标准二次电压，供保护、计量、仪表装置使用，同时，使用电压互感器可以将高电压与电气工作人员隔离，电压互感器虽然也是按照电磁感应原理工作的设备，但它的电磁结构关系与电流互感器相比正好相反，电压互感器二次回路是高阻抗回路，二次电流的大小由回路的阻抗决定，当二次负载阻抗减小时，二次电流增大，使得二次电流自动增大一个分量来满足一次侧、二次侧之间的电磁平衡关系，可以说，电压互感器是一个被限定结构和使用形式的特殊变压器。

电压互感器在使用时应该注意如下：

(1)二次绕组不许短路，以防止过大的短路电流损坏电压互感器。

(2)二次绕组及铁芯必须牢固接地，以保证安仝。

(3)二次负载的阻抗值不能过小。在被测电压一定时，二次电压也一定，如果二次负载的阻抗值过小，则负载上的电流过大，则二次负载的容量过大，使电压互感器的测量精度下降。

优点

仪用变压器的工作原理同电力变压器相同，但它是专为连接电气测量仪表、扩大电流表或电压表量程而设计的。这种变压器的初级绕组连接被测的电流或电压，而测量仪表连接在变压器的次级绕组回路。这样，仪表所测出的一个小电流或小电压，就正比于实际需要测量的电流或电压。

使用仪用变压器的好处如下：

1、仪用变压器次级提供较低的电压，这样就可降低对测量仪表的绝缘要求，并使测量操作更安全。

2、通过仪用变压器可将供电线路与测量仪器隔离开来。

3、可以用导线将测量仪表从仪用变压器处引至其他地方，以便实现远距离测量。

4、可以使变压器二次电压或电流标准化（通常为110V或5A），以便测量仪表互相更换。

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