眾所周知,電壓互感器不能短路運行,電流互感器不能開路運行。一旦電壓互感器短路或電流互感器開路,就會損壞互感器或造成危險。
原則上,我們都知道電壓互感器和電流互感器都是變壓器,但參數不同。那么,為什么變壓器不能短路或開路呢?
正常運行時,電壓互感器二次線圈相當于開路,阻抗ZL很大,如果二次回路短路,阻抗ZL迅速降小到幾乎為零,然后二次回路會產生大量的短路電流,損壞二次設備,還會危及人身安全。電壓互感器可以在二次側安裝保險絲,以保護其不受二次側短路的損壞。如果可能,一次側還應安裝保險絲,以保護高壓電網不受互感器高壓繞組或導線故障的危及。
國電西高GDKL-2012電流互感器開路電壓測試儀
電流互感器正常運行時,阻抗ZL很小,相當于二次線圈在短路狀態下運行。二次電流產生的磁通勢對一次電流產生的磁勢起磁作用。勵磁電流很小,鐵芯中的總磁通量很小,二次繞組的感應電勢不超過幾十伏。如果二次側開路,二次電流等于零,去磁作用消失,但一次線圈ε1保持不變,第一次電流變為勵磁電流,導致鐵芯內磁通量Φ隨著鐵芯的急劇增加,鐵芯處于高飽和狀態。此外,二次繞組的匝數較多,二次繞組兩端會產生較高的電壓(還可達數千伏),不僅會損壞二次繞組的絕緣,還會嚴重危及人身安全。因此,絕對不允許電流互感器的二次側開路。
電壓互感器和電流互感器原互感器都是變壓器。電壓互感器關注電壓的變化,電流互感器關注電流的變化。那么為什么電流互感器不能開路運行,電壓互感器不能短路運行呢?
正常運行時,ε1和ε2保持不變。電壓互感器一次側并聯在電路中,電壓相對較高,電流很小,正常運行時二次側電流也很小,幾乎為0,在二次電路中與開路無限阻抗形成相對平衡。當二次側阻抗迅速減小到短路時,因為ε2保持不變,勢必導致二次電流迅速增大,燒壞二次線圈。
同樣的道理,在正常運行中,ε1和ε2保持不變。電流互感器一次側串聯在電路中,電流相對較高,電壓很小,正常運行時二次側電壓也很小,幾乎為0,在二次電路中與短路無限小阻抗形成平衡。當二次電路阻抗迅速增加到開路時,二次電流迅速降到0,一次電流全部轉化為勵磁電流,導致磁通量迅速增加,達到飽和燒毀互感器。所以同樣的變壓器,應用不同,結果也會不同。