电流和电压互感器(Current and Voltage Transformer,简称CT和VT)是电力系统中常用的测量和保护设备。它们是一种专门的互感器,通过变换电路把高电压或高电流转化成低电压或低电流,以满足测量、显示、记录、控制、保护以及通讯等需要。
CT和VT不仅具有电气隔离和电流/电压测量等功能,而且还能承受高电压、高短路电流和超负荷运行等极端条件。因此,它们被广泛应用于发电厂、变电站、配电网、工矿企业等电力系统领域。
CT的工作原理是基于法拉第电磁感应定律和梅尔维尔定理。当载流器通过CT的一次线圈时,将在另一次线圈上感应出一个与一次电流成正比例的二次电流信号,即:I2=kI1
其中k叫做变比,一般为1:n。也就是说,CT将高电流变成相应的低电流,这样就方便了精确地测量或计算一次电路中的电流。
VT的工作原理是基于欧姆定律和基尔霍夫电压定律。当高电压通过VT的一次线圈时,将在另一次线圈上感应出一个与一次电压成正比例的二次电压信号,即:V2=kV1
其中k叫做变比,一般为1:n。也就是说,VT将高电压通过变比变成相应的低电压,这样就方便了测量、保护、控制和检修等工作。
根据用途不同,CT和VT可以分为电力系统用互感器和测量用互感器两类。
电力系统用互感器:它们主要用于电力系统中的测量、保护和控制等方面,一般采用油浸式或干式结构,具有较大的绕组、强大的抗短路能力和较好的温度稳定性。根据用途的不同,电力系统用互感器又可分为计量级别和保护级别两类。
测量用互感器:它们主要用于计量仪表和测试设备等方面,一般采用干式或树脂浇注结构,具有较小的绕组和高精度的特点。根据测量范围的不同,测量用互感器又可分为电压式和电流式两类,其中电流式测量用互感器也称为电流钳子。