变压器与电压互感器的区别分析

变压器与电压互感器的区别分析

周良翼

( 五凌电力有限公司碗米坡水电厂 湖南保靖 416500)

摘要：随着我国经济发展进一步繁荣，电力作为一种清洁能源在我国能源消耗比重中占有很大比例，因此电力行业的稳定性将直接影响的经济的平稳运行。变压器与电压互感器在我们生活中都是十分常见的两种电气设备，二者虽然工作原理和结构上很大程度上的相同，但二者容量、用途上又有很大区别。部分刚刚接触电力行业的从业人员对于二者的区别没有一个清晰的认识，因此本文围绕变压器与电压互感器的区别展开分析，希望能够提供有益借鉴。

关键词：变压器 电压互感器 区别

变压器与电压互感器在生活中具有十分广泛的运用，是电力系统十分重要的两种电气设备。两种电气设备保证了我国电力行业的平稳运行和用电安全，但是二者工作原理和结构的相似性使得部分从业人员对于二者没有一个清楚地认识。也正因如此，比较二者的区别有一个清晰的认识对于改进日常工作提升电气设备运用效率、保持电路稳定性具有重要作用。

一、变压器

想要实现电力的稳定供应就需要各个系统相互配合，实现最优配置和利用。电力系统想要正常运作需要保证电路传输、发电、以及用电环节的控制和保护维持高效状态。电力运输过程中变压器起到了十分重要的作用，是整个电力系统中最关键的部分。因此，变压器也被称为一次设备。二次设备指的是对于电路起控制、保护的电气设备，一二次设备之间的桥梁便是互感器。

变压器是一种静止的电气设备，其主要组成部件分为三部分，包括铁芯以及两个线圈，分别是初级和次级线圈。变压器的工作原理是利用电磁感应原理实现电流的转换。变压器铁芯由硅钢片叠加构成，而两个绕组则缠绕在铁芯上。铁芯和绕组之间以及绕组和绕组之间都采用绝缘处理。当变压器工作时，一次绕组也就是与电源相连接的绕组会将交流电压U1转变为与二次绕组即变压器与负载相连接的绕组相同的电压U2，二次绕组的电压可以根据实际需要不断的升高或者降低，进而满足输送需求^[1]。

例如，某发电厂向外输送的电压安全性较低，为了实现安全用电就必须利用变压器将电压安全性提高，经过电压器升压后，电压将会上升到110kV以上，只有这样才能够保证能够将电输送到距离较远的地方去，因此当电流被输送到变电所时，会通过变压器进行降压，使电压满足日常用电需求即220伏。

根据相关研究，发现一次绕组和二次绕组之间存在一定的等量关系，二者的电压比与其匝数之间的比值呈现出明显的关联性。也就是说U1/U2=N1/N2。通过此公式我们可以进一步推到发现，在变压器当中其绕组的匝数越多，其电压也就越高。根据此公式，我们可以进一步推导得出变压器为何种类型的判断方法：如果变压器当中二次两组比一次两组匝数少，那么此变压器应当为降压变压器，反之此变压器应当为升压变压器^[2]。变压器的种类也十分繁多，根据其不同的功用和自身特点的不同分为许多种类，在我们日常生活当中较为常见的种类有单相变压器和三相变压器两种。如果根据其冷却方式来划分，又可以划分为空气冷却和油浸冷却两种类型。

二、电压互感器

电压互感器与变压器在结构方面具有很大的相似性，但二者实际上又有较大不同，特别是在二者的容量和电压比上。一般来说，电压互感器的容量相较于降压变压器而言，很小，但同时电压比较大。变压器的主要目的是为了更好的实现对电能的输送，因此在设计的过程当中往往其容量较大，一千伏安或者兆伏安做为电量的计量单位，而在电压互感器当中，其主要的目的是对于仪表进行测量时的保护，同时保证对于继电保护装置的供电。工作目的工作目的的不同直接影响到了二者在容量电压比上的不同。电压互感器的容量一般只有几十伏安甚至几伏安。电压互感器，能够将高电压转换为更低等级的二次电压，通常来说，转换过后的二次电压在100伏甚至以下。同时电压互感器将高电压与工作人员有效隔离起来，保护了测量人员的安全，同时对于相关测量仪器也进行了有效保护。

电压互感器与变压器的工作原理十分相似，二者都具有一个铁芯和两个绕组。即一次绕组和二次绕组，两个绕组也分别缠绕在电压互感器的铁芯上，为了更好的保护电压互感器，防止意外的出现在绕组与铁芯之间，绕组与绕组之间均采用绝缘材料^[3]。电压互感器的主要功用用于对于宣璐电压的测量，尤其是对于高压线路的测量方面。电压互感器能够将原本的高压转换为安全低压，从而方便测量，同时也能够最大程度的实现对于测量人员和测量仪器的保护。电压互感器的种类也十分繁多，根据其工作原理有电容式和电磁式两种类型，而按照其用途可以分为测量用和保护用电压互感器两类。

三、变压器与电压互感器区别分析

变压器与电压互感器虽然在结构和工作原理上具有很大的相似性，但是在电力系统的运用过程当中，二者扮演的角色是完全不同的。变压器在电力系统当中所担任的主要角色是保证电力的传输，使电力能够从发电厂更好地输送到远距离用电端。而电压互感器主要作用是实现对于电量的测量。在实际的工作当中需要掌握好每一种变压器或电压互感器各自的特点，才能够使电力系统稳步运转。因此在工作当中需要对于二者之间的区别进行深入分析。变压器与电压互感器虽然工作原理相同，但二者最大的区别在结构形式、容量误差范围等方面。

变压器的主要工作原理是对于交流电压进行交换，一级饶祖友交流电压时，根据电磁感应理论，变压器当中铁心会产生交流磁通进，次级也会随之而产生电压。变压器，正是通过这种方式实现了对于交流电电压的转换。其容量可从几十伏安到几十兆伏安，在变压器的运作过程当中，一次侧电压很容易受到二次负荷的影响，当二次负荷过大超过能够承载的范围将会直接影响到整个电路系统稳定。二次测负荷实际上指的是各种用电设备，其本身所具备的带负荷能力是较强的。变压器能够根据实际需要，对于一次测电压进行升高或降低。变压器的使用场合是分繁多，其体积和外形会随着容量的改变而不断改变。

电压互感器是一种电压转换装置，其实际用途在于将高压转换为安全低压，进而保护测量仪器和测量人员的安全^[4]。电压互感器主要用于对于电压测量，因此电压互感器也被称之为仪用互感器。一般来说其容量较小，在日常生活中，大多只有几百或者几十伏安的容量。电压互感器的二次测负荷在大多数情况下都是恒定状态，二次测负荷主要指的是仪表和继电器线圈这些具有较大抗阻的电气设备。二次负荷的无限期增加将会导致二次电压的进一步降低，进而使在测量过程当中测量误差会进一步增大。电压互感器，是对于电压的间接测量，能够很好的反映高压侧的量值。次级电压一般是额定电压，因此并不会受到初级电压的影响，次级电压一般而言为100伏^[5]。电压互感器在日常生活当中主要应用于对于变配电仪表测量保护和测量人员安全防护。

结束语

变压器与电压互感器在日常工作中较为常见，二者虽然在结构上具有较大程度的相似性，但是在用途上却截然不同。需要电力行业从业者认真分析二者的区别与联系，从而在实际工作当中根据实际需要采用合理的设备进行工作，提升电力工作的准确性，维护电力稳定性。

参考文献：

[1]朱宇琦（三峡大学）. 浅析变压器与电压互感器的区别[J]. 数字通信世界, 2018, (6):209.

[2]杨斌, 赵剑锋, 季振东等. 混合变压器技术研究综述[J]. 电力自动化设备, 2020, 第40卷(2):205-213，1-3.

[3]杨时宽（安顺供电局）. 电磁式电压互感器原理及应用分析[J]. 贵州电力技术, 2008, (11):39-40.

[4]侯丽楠, 王聪, 张衡等. 三相线电压级联VIENNA变换器原理及仿真分析[J]. 电源学报, 2018, 第16卷(6):99-108.

[5]王杉杉, 王玉斌, 林意斐等. 级联型电力电子变压器电压与功率均衡控制方法[J]. 电工技术学报, 2016, 第31卷(22):92-99.

作者简介：周良翼（1981--），男，汉族，湖南衡阳人，大专学历，五凌电力有限公司碗米坡水电厂。