为什么电压互感器不能短路,电流互感器不能开路

我们都知道电压互感器不能短路运行,而电流互感器不能开路运行,电压互感器一旦短路或者电流互感器一旦开路运行都将损坏互感器或者产生危险。

从原理上讲,我们都知道无论是电压互感器还是电流互感器都是变压器,只是关注的参数不一样。那么为什么同样是变压器一个不能短路运行一个不能开路运行呢?

为什么电压互感器不能短路,电流互感器不能开路

正常运行时,电压互感器二次线圈相当于开路,阻抗ZL很大,若二次回路短路时,阻抗ZL迅速减小到几乎为零,这时二次回路会产生很大的短路电流,将损坏二次设备甚至危及人身安全。电压互感器可以在二次侧装设熔断器以保护其自身不因二次侧短路而损坏。在可能的情况下,一次侧也应装设熔断器以保护高压电网不因互感器高压绕组或引线故障危及一次系统的安全。

电流互感器在正常运行时,阻抗ZL很小,相当于二次线圈在短路状态下运行。二次电流产生的磁通势对一次电流产生的磁势起去磁作用, 励磁电流甚小,铁芯中的总磁通很小,二次绕组的感应电动势不超过几十伏。如果二次侧开路,二次电流等于零,去磁作用消失,但是一次线圈的ε1保持不变,其一次电流完全变为励磁电流,引起铁芯内磁通量Φ剧增,铁芯处于高度饱和状态,加之二次绕组的匝数很多,就会在二次绕组两端产生很高(甚至可达数千伏)的电压,不但可能损坏二次绕组的绝缘,而且将严重危及人身安全。因此,电流互感器二次侧开路是绝对不允许的。

电压互感器和电流互感器原理上都是变压器,电压互感器关注电压的变化,电流互感器关注电流的变化。那么为什么同样是变压器,电流互感器不能开路运行,电压互感器不能短路运行呢?

在正常运行时,ε1和ε2保持不变。电压互感器一次侧并联在回路中,电压相对较高,电流非常小,正常运行时二次侧的电流也非常小几乎为0,在二次回路中与开路无限大阻抗形成一个相对平衡。当二次侧阻抗迅速减小到短路时,因为ε2保持不变,势必会导致二次电流迅速增大,烧坏二次线圈。

同样的道理,在正常运行时,ε1和ε2保持不变。电流互感器一次侧串联在回路中,电流相对较高,电压非常小,正常运行时二次侧的电压也非常小几乎为0,在二次回路中与短路无限小阻抗形成一个平衡。当二次回路阻抗迅速增大到开路时,二次电流迅速降为0,一次电流全部转化为励磁电流,导致磁通迅速增大达到饱和烧坏互感器。

所以同样的变压器,应用不同,结果也会不一样。

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