铁芯铁芯限流电阻投切单元检测装置 图3-2信号提取部分结构框图
Figure 3-2 Signal extraction of partial structure diagram
3.2 电压电流互感器原理和使用
在线监测系统的传感器选择和测点布置是整个监测系统功能实现的前提条件，应该遵循以下原则:安全性、可靠性、准确性、方便性、经济性。利用信号接收电路将传感器阵列的输出的信号转化为电压信号，并将电压信号进行放大、滤波，为了确保采集电路的精度，其中的供电电压都是由电源模块提供的准确、稳定的电源电压。
当变压器正常运行时，铁心电流、电压很小。而在发生多点接地故障时，接地电流会变得很大，为安培级。因此在该装置所采用的电流、电压传感器应具有较宽的线性范围和变化范围较大的量程。根据现场实际数据，电流传感器可选择量程在0.5mA-10A，分辨率在2mA的电流传感器，电压传感器可选择量程在10kV之内。另外，由于监测时不可避免的会有工频电流流过，故要求磁心具有较强的抗工频磁饱和的能力，使磁心不会因饱和而影响监测。一般来说，对于铁氧体磁心，该要求能够满足。
3.2.1 电压互感器工作原理
电压互感器是一个带铁心的变压器。它主要由一、二次线圈、铁心和绝缘组成。当在一次绕组上施加一个电压U1时，在铁心中就产生一个磁通φ，根据电磁感应定律，则在二次绕组中就产生一个二次电压U2。改变一次或二次绕组的匝数，可以产生不同的一次电压与二次电压比，这就可组成不同比的电压互感器。电压互感器将高电压按比例转换成低电压，即100V，电压互感器一次侧接在一次系统，
二次侧接测量仪表、继电保护等；主要是电磁式的（电容式电压互感器应用广泛），另有非电磁式的，如电子式、光电式。
电压互感器的分类
1) 按安装地点可分为户内式和户外式。35kV及以下多制成户内式；35kV以上则制成户外式；
2) 按相数可分为单相和三相式，35kV及以上不能制成三相式；
3) 按绕组数目可分为双绕组和三绕组电压互感器，三绕组电压互感器除一次侧和基本二次侧外，还有一组辅助二次侧，供接地保护用；
4) 按绝缘方式可分为干式、浇注式、油浸式和充气式。干式电压互感器结构简单、无着火和爆炸危险，但绝缘强度较低，只适用于6kV以下的户内式装置；浇注式电压互感器结构紧凑、维护方便，适用于3kV～35kV户内式配电装置；油浸式电压互感器绝缘性能较好，可用于10kV以上的户外式配电装置；充气式电压互感器用于SF6全封闭电器中。
此外，还有电容式电压互感器，电容式电压互感器实际上是一个单相电容分压管，由若干个相同的电容器串联组成，接在高压相线与地面之间，它广泛用于110kV～330kV的中性点直接接地的电网中。
其工作原理与变压器相同，基本结构也是铁心和原、副绕组。特点是容量很小且比较恒定，正常运行时接近于空载状态。电压互感器本身的阻抗很小，一旦副边发生短路，电流将急剧增长而烧毁线圈。为此，电压互感器的原边接有熔断器，副边可靠接地，以免原、副边绝缘损毁时，副边出现对地高电位而造成人身和设备事故。测量用电压互感器一般都做成单相双线圈结构，其原边电压为被测电压（如电力系统的线电压），可以单相使用，也可以用两台接成V-V形作三相使用。
3.2.2 电流互感器工作原理
电流互感器的结构较为简单，由相互绝缘的一次绕组、二次绕组、铁心以及构架、壳体、接线端子等组成。其工作原理与变压器基本相同，一次绕组的匝数(N1)较少，直接串联于电源线路中，一次负荷电流(I1)通过一次绕组时，产生的交变磁通感应产生按比例减小的二次电流(I2)；二次绕组的匝数(N2)较多，与仪表、
继电器、变送器等电流线圈的二次负荷(Z)串联形成闭合回路，见下图3-3。
I1一次绕组L1L2N1二次绕组N1N2K1负荷ZI2
图3-3 最简化的电流互感器结构原理图
Figure 3-3 The simplified schematic diagram of current transformer structure
铁心K2由于一次绕组与二次绕组有相等的安培匝数，I1N1=I2N2，电流互感器额定电流比:I1I2=N1N2。电流互感器实际运行中负荷阻抗很小，二次绕组接近于短路状态，相当于一个短路运行的变压器。
3.3 电压互感器的选择和采样电路设计
根据设计的需要且考虑到本设计为高压设备，要考虑安全性等问题，电压互感器。生产厂家为上海万上电气设备有限公司。如下图3-4所示。具体使用过程当中，将待测电压线，接在具有高强度绝缘性能的上端两个支撑架上面。使用过程选择额定变压比为10000100绕组变比的方式，将待测电压进行准确变比。然后配合电压测量电路进行使用。
图3-4 JDZW-10型电压互感器外观图
Figure 3-4 jdzw-10 voltage transformer outside View
3.3.1 JDZW-10型电压互感器的性能和特性概述
功能介绍:
电压互感器适用于额定频率50Hz，额定电压10kV的电力系统中作电能计量及仪表监测用，特别适用无人值守，无油化变电站，实行遥测、遥信、遥调之用。
互感器采用户外环氧树脂浇注，全封闭、支柱式结构。由于采用户外环氧树脂浇注，产品具有耐电弧、耐紫外线、耐老化、寿命长、免维护等特点。
二次出线有接线保护盒，其下方有出现孔，接线方便、安全可靠并能实现防窃电措施。底板上有四个安装孔供安装使用。
技术参数:
1) 额定绝缘水平：124275kV;
2) 表面爬电比距离满足二级污秽等级;不大于20PC; 5) 环境温度：-30℃~40℃。日平均气温不超过30℃; 6) 海拔高度：不超过1000m;
3.3.2 电压互感器采样和测量电路设计
具体电路设计采用如下图3-5的电路，将流过如上所述电压互感器之后的安全电压接入下图当中的电压互感器输入端，通过检波电路实现分压且交流到直流的转换，然后将直流电通过ADC0832进行采样，然后将采样得到的信号输入到单片机。具体模块的工作方式后面会详细介绍。
相关推荐：
loading