互感器工作原理及误差

1、互感器最基本的组成部分是 绕组 和 铁芯 以及必要的绝缘材料。 2、互感器的准确度等级中规定了 比值 误差和 相位 误差两方面的允许值。 3、互感器的二次电压或电流相位反向后的相量超前于一次电压或电流相量时，则相位差为 正 值，反之为 负 值。

4、互感器复数误差的实部表示互感器的 比值 误差；虚部表示 相位 误差。 5、互感器误差的匝数补偿方法时，(B)一次绕组的匝数使得比值差向正方向变化。

A)电压互感器增加 B)电流互感器增加 C)电流互感器减少 ※匝数补偿：比值差向正方向变化⊿f=Nx/N1×100%或⊿f=Nx/N2×100% 电压互感器减少一次绕组或增加二次绕组； 电流互感器增加一次绕组或减少二次绕组。

6、某测量装置互感器的额定变比：电压为10000/100，电流为100/5，该装置所能测量的额定视在功率为(B)。

A)100×5=500VA B)10000×100=1000kVA C)10000/100×100/5=2 kVA

7、电压互感器与变压器相比，二者在 工作原理 上没有什么区别。电压互感器相当于普通变压器处于 空载 运行状态。

8、电压互感器输入电压规定的标准值为 额定一次 电压；输出电压规定的标准值为 额定二次 电压。

9、电压互感器的额定二次负荷是指电压互感器二次所接 电气仪表 和 二次回路 等电路总导纳。

10、电压互感器产生空载误差的主要原因是互感器绕组的 电阻 、 漏抗 和 激磁电流 。

11、电压互感器使用时应将其一次绕组(B)接入被测电路。

A)串联 B)并联 C)混联

12、电压互感器正常运行范围内其误差通常随一次电压的增大(B)。

A)先增大，后减小 B)先减小，后增大 C)一直增大 13、当电压互感器所接二次负荷的导纳值减小时，其误差的变化是(B)。

A)比值差往正，相位差往正 B)比值差往正，相位差往负 C)比值差往负，相位差往正

14、电压互感器二次负荷功率因数减小时，互感器的相位差(B)。

A)变化不大 B)增大 C)减小

15、简要说明电压互感器的基本工作原理。P249 16、简要分析电压互感器产生误差的原因。

答：电压互感器的误差主要是由激磁电流在一次绕组的内阻抗上产生的电压降和负荷电流在一、二次绕组的内阻抗上产生的电压降所引起的。 17、简述电容式电压互感器的结构和基本原理。P250

18、根据等值电路说明电压互感器二次为什么不能短路。P250

19、电流互感器铭牌上标定的额定电流比不仅说明电流互感器的 一次电流与二次 电流的比值，同时说明，一次绕组和二次绕组允许 长期通过的电流 值。 20、电流互感器产生误差的主要原因是产生互感器铁芯中 磁通 的 激磁 电流。 21、电流互感器工作时相当于普通变压器(B)运行状态。

A)开路 B)短路 C)带负载

22、电流互感器铭牌上的额定电压是指(C)电压。

A)一次绕组 B)二次绕组 C)一次绕组对地及对二次绕组

※电流互感器的额定电压不是指加在一次绕组两端的电压，而是电流互感器一次绕组对二次绕组和地的绝缘电压，它只说明电流互感器的绝缘强度。 23、一般的电流互感器，其误差的绝对值随着二次负荷阻抗的增大而(B)。

A)减小 B)增大 C)不变

24、对于一般电流互感器，当二次负荷阻抗角φ增大时，其比值差(A)，相位差(B)。

A)绝对值增大 B)绝对值变小 C)不受影响 ※二次负荷阻抗角φ即二次负荷的功率因数角。 25、简要说明电流互感器的基本工作原理和产生误差的原因。 答：激磁电流是产生电流互感器误差的主要原因。 26、电流互感器的误差补偿常用哪些方法。

答：1)磁势补偿：匝数补偿、二次绕组并联阻抗补偿 2)电动势补偿：磁分路补偿、磁分路短路匝补偿

二、互感器的检定

1、检定电流互感器时需要哪些主要设备？

答：标准器、误差测量装置(通常为互感器校验仪)、监测用电流表、电流负荷箱、电源及调节装置、专用连接导线。

2、检定互感器时，对标准器的准确度有哪些要求？

答：①标准互感器的准确度等级至少应比被检互感器 高两个准确度级别 ，其实际误差应 不超过 被检互感器误差限值的 1/5 。

②当标准互感器只比被检互感器高一个级别时，被检互感器的误差应将 标准器的误差 进行 修正 。

③在 检定周期 内，标准器的误差变化不得大于误差限值的 1/3 。 3、由误差测量装置(通常为互感器校验仪)所引起的测量误差，不得大于 被检互感器 允许误差限的 1/10 ，其中，装置 灵敏度 引起的测量误差不大于 1/20 。 4、电流互感器的下限负荷一般为额定负荷的 1/4 ，但对二次电流为5A、额定负荷为10VA或5VA的互感器，其下限负荷允许为 3.75VA ，但在铭牌上必须 标注 。

※检定电流互感器时，应分别在额定负荷及1/4额定负荷下测量误差。 对额定二次电流为5A，额定负荷为5VA的互感器，其下限负荷为2.5VA。 ※二次负荷的有功分量和无功分量的误差不得超过±3%。

5、检定互感器时，被检互感器的二次引线为什么规定为0.05Ω或0.06Ω？ 答：电流负荷箱一般是用阻抗值标度，它是串联在电流互感器二次回路中，因此其开关接触电阻和引线电阻应该考虑进去。电流负荷箱每一档实际阻抗值比标称值少0.05Ω或0.06Ω，就是预留给二次引线电阻的。因此，电流负荷箱的连接导线必须专用，且保证导线电阻值为0.05Ω或0.06Ω。

6、检定互感器时，要求电源及调节设备应具有足够的 容量 和 调节细度 ，电源的频率应为 50±0.5Hz ，波形畸变系数不超过 5% 。

7、实验室检定电流互感器时，要求周围温度为 +10～+35℃ ，相对湿度不大于 80% 。

8、周围电磁场所引起的测量误差，不应大于被检电流互感器误差限值的 1/20 ，升流器、调压器、大电流线等所引起的测量误差，不应大于被检电流互感器误差限值的 1/10 。

9、检定电压互感器时，标准电压互感器二次与校验仪之间连接导线应保证其 电阻压降 引起的误差不超过标准电压互感器允许误差限的 1/10 。 10、简述电压互感器和电流互感器的检定项目和程序。

答：①电流互感器的检定项目和程序：外观检查、绝缘电阻的测定、工频电压试验、绕组极性的检查、退磁、误差的测量。

②电压互感器的检定项目和程序：外观检查、绝缘电阻的测定、工频电压试验、绕组极性检查、误差测量。

11、用500V兆欧表测量电流互感器一次绕组对二次绕组及对地间的绝缘电阻值应大于(B)。

A)1MΩ B)5MΩ C)10MΩ D)20MΩ

12、用2.5kV兆欧表测量全绝缘电压互感器的绝缘电阻时，要求其绝缘电阻值不小于(B)。

A)1MΩ/kV B)10MΩ/kV C)100MΩ/kV D)500MΩ/kV

13、用2.5kV兆欧表测量半绝缘电压互感器的绝缘电阻时，要求其绝缘电阻值不小于(A)。

A)1MΩ/kV B)10MΩ/kV C)100MΩ/kV D)500MΩ/kV

14、电流互感器在进行误差试验之前必须 退磁 ，以消除或减少铁芯的 剩磁影响 。

15、电流互感器退磁的方法有 开路退磁法 和 闭路退磁法 。

16、检定电流互感器误差前为什么要进行退磁试验？简述开路退磁和闭路退磁的方法。

答：电流互感器采用直流法检查极性或在电流下切断电源，以及发生二次绕组开路的现象后，都会在电流互感器的铁芯中造成剩磁，对互感器的性能和误差造成影响。因此在进行误差测定以前，必须进行退磁。

17、多变比的电流互感器，允许在每一 额定安匝 下只检定一个 电流比 。 18、检定电流互感器时，电流的 上升 和 下降 ，均需 平衡而缓慢 地进行。 19、0.5级电压互感器测得的比差和角差分别为-0.275%和+19’，经修约后的数据应为(C)。

A)-0.25%和+18’ B)-0.28%和+19’ C)-0.30%和+20’ D)-0.28%和+20’

20、0.2级电压互感器测得的比差和角差分别为-0.130%和+5.5’，经修约后的数据应为(B)。

A)-0.14%和+6.0’ B)-0.12%和+6’ C)-0.13%和+5.5’ D)-0.13%和+5’

※互感器修约间距

准确度等级 比值差(%) 相位差(‘)

21、作标准用的互感器，其检定周期一般为 2年 ，如果在一个检定周期内误差变化超过其误差限值的 1/3 时，检定周期应缩短为 1年 。

22、经检定 合格 的互感器，应发给 检定证书 或标注 检定合格标志 。 23、经检定 不合格 的互感器，应发给 检定结果 通知书。

※电流互感器误差限值 级别 0.2 比差(%) 1 5 20 100 0.2 120 0.2 1 5 30 0.75 0.35 角差(‘) 20 15 100 10 120 10 0.2 0.02 1 0.5 0.05 2 0.5 0.5S 1.5 1.5 0.75 0.75 0.2 0.5 0.5 0.2 0.5 0.5 0.2 0.5 30 90 90 15 45 45 10 30 角差(‘) 30 10 30 30 10 30 0.2S 0.75 0.35 ※电压互感器误差限值 级别 0.2 0.5 比差(%) 20 0.4 50 0.3 80 0.2 0.5 100 0.2 0.5 120 0.2 0.5 20 20 50 15 80 10 20 100 10 20 120 10 20 24、一般测量用的互感器多为 0.5级 和 0.2级 ，故现场检验的标准互感器等级为 0.05级 较为合适。

25、现场试验工作前一定要妥善做好 安全措施 ，在确认 安全措施 无误后，方可开始工作。

26、现场检验电流互感器时，如果一次电流最大为500A，则调压器和升流器应选(C)。

A)1kVA B)2kVA C)3kVA D)5kVA

※一次电流在600A以下时，高压器和升流器容量可选3kVA，600A以上时可选5kVA。

27、现场试验互感器时应注意哪些问题？

答：①现场试验应遵守《电业安全工作规程》，做好安全措施。

②升压器、高压引线应连接牢固，布置在不易触及的地方，并与邻近物体保持安全距离，周围悬挂标示牌和装设遮栏。

③校验仪与互感器、升流器(升压器)之间保持一定距离，一般应大于3m，以防大电流磁场的影响。

④互感器若已接地，则校验仪不再接地。

⑤试验中，严禁电流互感器二次开路，严禁电压互感器二次短路。 三、互感器的应用

1、我国计量用互感器大多采用 减 极性。

2、凡符合减极性标志的互感器相对应的一、二次侧端钮为 同极性 端。 3、具有多个二次绕组的电流互感器，应分别在二次绕组的各个出线端标志“K”前加注 数字 。

※如1K1、1K2、2K1、2K2等。

4、试说明穿芯式电流互感器当穿芯匝数变化时，变比是如何变化的。 答：电流互感器的变比与一次穿芯匝数成 反 (正或反)比。

※即穿芯匝数越多，变比越小。

5、穿芯一匝500/5A的电流互感器，若穿芯4匝，则倍率变为(D)。

A)400 B)125 C)100 D)25 ※500÷4=125，K=125A/5A=25 6、简述电流互感器V形接法和分相接法的优缺点。 答：①V形接线

优点：在减少二次电缆芯数的情况下，取得了第三相(B相)电流。 缺点：由于只有两只电流互感器，当其中一相极性接反时，则公共线中的

电流变为其他两相电流的相量差，造成错误计量，且错误接线的机率较多；给现场单相法校验电能表带来困难。

②分相接线

缺点：增加二次回路的电缆芯数。

优点：减少错误接线的机率，提高测量的可靠性和准确度，并给现场检验

电能表和检查错误接线带来方便，是接线方式的首选。 7、电流互感器V形接法需要 两 只电流互感器。

8、试说明电流互感器串联连接后变比和所带负载变化情况。

答：相同规格的电流互感器串联后，电流比为单台变比的 1 倍，每台电流互感器负担的二次负载阻抗是单台的 1/2 倍。

9、试说明电流互感器并联连接后变比和所带负载变化情况。

答：相同规格的电流互感器并联后，电流比为单台变比的 1/2 倍，每台电流互感器的二次负载阻抗是单台的 2 倍。

10、电流互感器串级连接时，两只互感器的变比分别是K1和K2，则串级后的变比K= K1·K2 。

11、电流互感器额定负载为10VA，若额定二次电流为5A，功率因数为1.0时，其二次允许最大阻抗为 0.4 欧姆；若额定二次电流为1A，功率因数为1.0时，其二次允许最大阻抗为 10 欧姆。

※S2N=I2N2Z2N(VA)

12、说明为什么二次电流为1A的电流互感器与二次电流为5A的电流互感器相比带负载能力更强。

答：因为Z2N=S2N/I2N2，即Z2N与I2N2成反比，当S2N一定时，取1A与取5A相比，Z2N可增加25倍，因此二次电流为1A的电流互感器与二次电流为5A的电流互感器相比，带负载能力更强。

13、电流互感器分相连接时，二次负载阻抗公式是(A)。

A)Z2=Zm+2RL+RK B)Z2=Zm+√3RL+RK C)Z2=Zm+RL+RK

14、单相连接导线长度为L，电流互感器V形连接时，连接导线计算长度为(C)。

A)L B)2L C) √3L D)3L

※二次负载阻抗及连接导线长度计算公式

接线方式 分相 二相星(V)接 三相星(Y)接 额定电压 、 准确度等级 。

16、使用电流互感器一般应注意哪些事项。 答：①极性连接要正确；

②二次回路应设保护性接地点； ③运行中二次绕组不允许开路；

④对于具有两个及以上的铁芯共用一个一次绕组的电流互感器来说，要将电能表接于准确度较高的二次绕组上，并且不应再接入非电能计量的其他装置，以防相互影响。

17、运行中的电流互感器二次侧为什么不允许开路。

答：电流互感器二次侧开路时，一次电流完全变成了 激磁 电流，铁芯中 磁通密度 急剧增加，使铁芯达到饱和，会在二次侧产生 很高的 电压。 18、电压互感器V，v接法需要 两 只电压互感器。

19、试述电压互感器V，v接线方式的应用范围以及其优缺点。

答：V，v接法广泛应用于中性点不接地或经消弧线圈接地的35kV及以下的高压三相系统，特别是10kV三相系统。

优点：既能节省一台电压互感器，又可满足三相有功、无功电能表和三相功率表所需的线电压。

缺点：不能测量相电压；不能接入监视系统绝缘状况的电压表；总输出容量仅为两台容量之和的√3/2倍。

20、电压互感器Y，yn接法常用在 小 (大或小)接地电流系统中。 21、电压互感器YN，yn接法常用在 大 (大或小)接地电流系统中。 22、选用电压互感器时，其额定电压UN与系统电压UX的关系是(A)。

A)0.9UX≤UN≤1.1UX B) 0.8UX≤UN≤1.2UX C) 0.9UX≤UN≤1.2UX 23、使用电压互感器一般应注意哪些事项。

答：①电压互感器的额定电压、变比、容量、准确度等级应选择适当。

②使用前应进行检查与试验。 ③二次侧应设保护接地。 ④运行中二次绕组不允许短路。

二次负荷阻抗计算公式 Z2=Zm+2RL+RK Z2=Zm+√3RL+RK Z2=Zm+RL+RK 二次导线计算长度L 2L √3L L 15、选择电流互感器时，应根据下列几个参数确定： 额定变比 、 额定容量 、

24、运行中的电压互感器二次侧为什么不允许短路。

答：电压互感器二次侧短路时，二次 电流 急剧增加，相应一次 电流 会增加很多，从而造成电压互感器损坏。

25、运行中的电流互感器二次侧不允许 开 路，电压互感器二次侧不允许 短 路。 26、为防止互感器绕组击穿时危及人身和设备安全，互感器二次侧均应有一个 接地点 。

四、互感器检验装置

1、电位差式和比较仪式互感器校验仪的工作原理有何不同？各举出一种型号的校验仪。

答：①电位差式互感器校验仪的工作原理是以 工作电流 通过电流比较仪测量 小电压 为基础的。如HE5、HE11。

②比较仪式互感器校验仪的工作原理是以 工作电压 通过电流比较仪测量 小电流 为基础的。如HEG。

2、用590C、D现场检验互感器与传统方法相比，有什么优点？

答：新型的互感器现场校验仪采用了全新的概念，全新的测量方法，无需使用升流源、升压源、标准CT或PT、大电缆等，只要有校验仪和几根测试线，即可现场全自动测量功率因数在0.6～1.0之间、额定负载及1/4额定负载下，各电流点、电压点的比差、角差；也可以测量特定负载、特定电流点、电压点下的比差、角差；且测量精度完全符合国家互感器检定规程的要求，使互感器的现场检验更为方便。