电压互感器的工作原理是什么？一文讲清

电压互感器是一种非常重要的电流测量传感器，它可以跨越低压和高压供电系统，把母线（高压供电）的电压测量变换为比较安全的、低压的检测信号传递给相关系统，其原理主要可以分为设计和控制原理两个方面。



一、设计原理

1、电压互感器的结构

电压互感器一般是一个变压器的简单变种，由两大部分组成：一个由两个相隔极焊接的设计的抽头回路组成的电流线圈； 一个由两个磁芯支撑而形成的电感，以及其他相关的电子部件。它通常由两个输入端口（主变）和一个输出端口（戏变）组成，把电能从主变输入端口转换为较低的低压信号，输出端口可以应用于高压仪表或高压控制系统中。

2、磁耦合原理

电压互感器的原理是利用变压器的磁耦合，当两个线圈相耦合时，会形成一个磁芯，使电磁感应力产生电势，从而把高压变换成低压，当电压在输入端口发生变化时，输出端口也会随着电压的变化而发生变化，从而实现了把高压变换成低压的过程。

二、控制原理

1、自动控制

电压互感器在使用的时候，如果要实现自动控制，主要是利用反馈控制和稳压控制功能。反馈控制利用了母线上的电压变化，可以检测母线上实时的电压，并根据电压的变化来修正和调节高压供电源的电流；而稳压控制则利用可调节的电流传送高压，用来改善高压电源的稳定性。

2、人工控制

电压互感器除了能够实现自动控制之外，还可以实现人工控制。在人工控制下，电压互感器的操作原理是通过母线上的电压变化来调节输入端口的高压电压，这样子输出端口便会相应地发生变化，从而实现对高压仪表或者高压控制系统的控制。

总之，电压互感器的工作原理主要是利用变压器的磁耦合原理来把高压变换成低压，利用自动控制和人工控制的方法来控制输出端口的电压，从而实现从母线上高压电源的检测和控制，从而发挥自己的重要作用。

电压互感器是改变电压的检测器和调节器，是电流测量、电压调节和电力调节的关键设备。从实际应用的角度来看，它在风电场、火电厂、发电站、电力调度中心及微电网等众多应用场合中起着重要作用。

下面就从电压互感器的原理，变压器学说，投入功率，判断功率，安全系数，构成及降低功耗等不同的方面，详细讲解电压互感器的工作原理。

一、电压互感器的原理

电压互感器是基于变压器学说的，变压器是一种电器设备，它利用发电机或变压器产生的磁场，把高压变成低压，电压互感器也是由两个绕组和磁性材料组成，两个绕组称为分流绕和联合绕，同时将两个绕组的高电压端连接起来，使这两绕组相互感应。

它的原理是，在分流绕组上产生的电压比在联合绕上产生的电压高，当联合绕组通过磁场转移能量到分流绕上时，会把这种差压“转换”成另一种电压，使磁场线圈的电压下降，这样从联合绕组接出的电压就降低，如果联合绕上的电压降低了，则分流绕组上的电压也会相应降低，在这样的工作方式下，电压互感器就可以改变联合绕上的电压。

二、投入功率

投入功率是指给定电压和电流情况下，电压互感器投入到联合绕上的总有功功率。目前，电压互感器常用的输出电压范围大约是10V~1kv，额定输出功率可高达1000瓦以上，输出和投入功率之间的比值被称为互感比。

根据额定功率及实际投入功率等条件，将电压互感器分为功率型和精品型，功率型电压互感器投入功率一般在1000瓦以下，有较高的互感比，精品型电压互感器投入功率一般在10kW~50KW，这样，它的负载电流能够大大提高，具有更小的容量和耐久性，但具有较低的互感比。

三、判断功率

判断功率是指给定电压和电流情况下，电压互感器判断出联合绕上的总有功功率。在评估电压互感器的性能时，给定电流及额定电压下，可以衡量判断出的功率，以便了解其特性，从而估计其性能，常用的判断功率有判断投入功率和判断负载功率。

判断投入功率是指，在规定的额定电压和电流情况下，将投入功率的测试结果与实际值进行比较，判断出电压互感器投入功率的技术指标。判断负载功率是指，在给定电压和负载电流情况下，将负载功率的测试结果，与实际值进行比较，以判断出电压互感器的负载功率的技术指标。

四、安全系数

安全系数是指电压互感器在考虑装载热耗散的条件下，负载电流达到设