电流互感器原理是依据电磁感应原理的。电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。它的一次绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中，因此它经常有线路的全部电流流过，二次绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的2次回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路。
电流互感器的作用是可以把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较小的二次电流，用来进行保护、测量等用途。如变比为400/5的电流互感器，可以把实际为400A的电流转变为5A的电流。
电流互感器运行时，副边不允许开路。原因如下：
1、电流互感器一次被测电流磁势I1N1在铁芯产生磁通Φ1；
2、电流互感器二次测量仪表电流磁势I2N2在铁芯产生磁通Φ2；
3、电流互感器铁芯合磁通：Φ=Φ1+Φ2；
4、因为Φ1、Φ2方向相反，大小相等，互相抵消，所以Φ=0；
5、若二次开路，即I2=0，则：Φ=Φ1，电流互感器铁芯磁通很强，饱和，铁心发热，烧坏绝缘，产生漏电；
6、若二次开路，即I2=0，则：Φ=Φ1，Φ在电流互感器二次线圈N2中产生很高的感生电势e，在电流互感器二次线圈两端形成高压，危及操作人员生命安全；
7、电流互感器二次线圈一端接地，就是为了防止高压危险而采取的保护措施；因此，电流互感器副边回路中不许接熔断器，也不允许在运行时未经旁路就拆下电流表、继电器等设备。
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电压是将系统的一次电压按一定变比缩小为要求的二次电压，向测量表计和供电，其工作原理与变压器基本相同。通常有单相、三相三柱式、三相五柱式电压互感器等几种，由于使用方法不同，各有优、缺点。三相五柱式电压互感器，是磁系统具有五个磁柱的三相三绕组电压互感器，广泛采用于大中型企业，具有低电压、过电压保护、低电压启动等各种保护功能;备自投等所有电压继电器电压值均来自电压互感器二次。
1、三相五柱式电压互感器的接地方式
电压互感器二次绕组接地方式与保护、测量表计及同步电压回路有关，有b相接地和中性点接地两种方式，其接线方式见图1、2。
图1电压互感器二次通过b相及JB接地原理图
图2电压互感器二次不接地原理图
1.1电压互感器二次绕组两种接地方式的比较
1.1.1在同步回路中在b相接地系统中，对中性点非直接接地系统，单相接地时，中性点位移，不能用相电压同步，必须用线电压同步。如同步点两侧均为b相接地，其中一相公用，同步开关档数减少(如采用综保，则接线更为简单)，同步接线简单。对中性点直接接地系统，可用辅助二次绕组的相电压同步。
1.1.2在保护回路中
在b相接地系统中，①在零线上串接的隔离开关辅助触点G，如不可靠而断开时，会使10kV以上电压距离保护断线闭锁装置失去作用，这时若再发生一相或两相断线，将导致保护误动作。②因为辅助绕组的一端与b相接地点相连，由于基本二次侧绕组上有负荷电流流过，在电缆芯出上产生电压降，使正常开口三角形有电压3U0，对零序方向元件不利。若单独从接地点引接零序方向继电器回路，则接线较为复杂。
在中性点接地系统中，由于中性点无任何断开触点，可靠性高。因中性点没有电流通过，无电压降，对保护无影响。
1.1.3在测量表计回路中
在b相接地系统中，①因大多数表计均接线电压，其中b相接地公用，引线方便。②对只需接线电压的回路，可用V-V接线电压互感器。
在中性点接地系统中，表计均需三相分别接入，引线较为复杂。
1.1.4在电压互感器二次接线上
在b相接地系统中，①中性点需装设击穿保险器，增加了部件，正常时如击穿保险器击穿接地，将使b相绕组短路。②当A、C两相中任一相发生接地时，即构成二次绕组两相短路，两相熔断器熔断。
在中性点接地系统中，无b相接地的相应问题，接线较简单。
据上分析，对于中性点非直接接地系统，因一般不装设距离和零序方向保护，b相接地对保护影响极小，而对同步回路有利，故电压互感器二次侧采用b相接地方式较为理想。而对于中性点直接接地系统，保护要求严格，中性点接地有利于提高保护的可靠性，同步回路可用辅助绕组的相电压，故电压互感器二次绕组采用中性点接地方式较为优越。
1.2接地原因
1.2.1电压互感器二次侧须接地的原因
在运行中，电压互感器的一次侧线圈处在高压系统之中，而其二次侧线圈则为一固定的低电压(如电压互感器一次线圈电压为10KV时，则其二次侧固定为100V)。二次侧线圈所接入的各种仪表和继电器的绝缘等级低，并且经常与人员接触，如果电压互感器的一、二次线圈之间的绝缘被击穿，一次侧的高压将直接加到二次侧线圈上，极易危及人身和设备安全。故为了提高安全性，电压互感器二次侧必须接地。
1.2.2JB接地
图1中，当电压互感器通过b相接地时，其中性点处还需要通过JB接地的原因分析如下。
由于电压互感器二次侧通过b相接地，其只是为各种表计和继电器提供所需电压，不能保证当一次电压串入二次回路时的安全，所以其二次侧线圈的中性点也必须接地。但是，其中性点如果直接接地，b相线圈将通过大地短接，这样会烧坏线圈，这是不允许的。所以电压互感器二次侧中性点通过一个JB(放电间隙)接地。正常运行时JB不导通;当有高压进入二次侧时，JB击穿使电压互感器二次通过中性点接地，达到保护人身和设备安全的目的。(因b相接地点在保险之后，故即使b相和中性点形成接地短路，也只会使保险熔断，不会烧坏线圈)。
2、电压互感器二次侧保险的工作原理
2.1二次侧无保险工作分析
①在图1中，如果JB在工作状态下因其它原因击穿，则电压互感器b相绕组将被短接，b相绕组将被烧坏。
②当A、C两相任一相有过载时，将造成电压互感器绕组烧坏。当A、B、C三相绕组内部有故障时，将引起保护误动作。
③在图2中，当电压互感器二次侧A、B、C三相中的任一相出口处有接地发生时，均会造成电压互感器绕组短路运行而烧坏。
④当电压互感器二次侧A、B、C三相中的任一相发生过载时，也有可能烧坏绕组，引起保护误动作。
在上述工作状态下，电压互感器二次侧A、B、C三相出口处，都需加装二次侧保险。
2.2不加保险(熔断器)的情况
①在二次侧开口三角的出线上一般不装熔断器。因为在正常运行时开口端无电压，无法监视熔断器的接触情况。一旦熔断器接触不良，则系统接地时不能发出接地信号。但是，供零序过电压保护用的开口三角出线例外。
②中性线上不装熔断器，目的是因为一旦保险丝熔断或接触不良，就会使绝缘监察电压表失去指示故障的作用。
③接自动电压调整器的电压互感器二次侧不装熔断器，目的是为了防止熔断器接触不良或熔丝熔断时电压互感器误动作。
3、三相五柱式电压互感器工作绕组的工作状态分析
3.1正常时工作绕组的工作状态
如图3所示，由于三相五柱式电压互感器为配合计量及保护装置，其二次线电压为恒定的100V。为配合绝缘监察，其二次侧对地电压为100/V;100V/V、0V。所以根据图3可得出，Ua、Ub、Uc三相相电压为Ua=l00/V=Ub=Uc,线电压为Uab=Uac=Ucb=100V。正常运行时，Ua0=Ub0=Uc0电压表指示相电压(10kV系统为5.8kV)。
图3正常工作时电压互感器二次接线原理图
3.2故障时工作绕组的工作状态
①当系统发生单相金属性接地时(如A相)，则该相对地电压为O，即电压瓦感器的A相一次线圈对地无电压。接在二次和接地相对应的绝缘监察电压表Ua=0，而其它两相Ub、Uc的电压升高到倍，即上升到线电压(10KV系统为10KV)。此时工作线圈二次侧对地电压为Ua=0、Ub=0、Uc=100V。
②当A相经电弧或高电阻接地时，则Ua电压指示低于相电压，但未达到0。Uc、Ub指示高于相电压，但未达到线电压(当b相接地时，Ub=O)。
4辅助绕组的工作状态分析
辅助绕组，即开口三角形。在系统正常运行时，由于系统三相电压UA、UB、UC是对称的，互感器二次线圈中的三个电压Ua、Ub、Uc也对称。故反应在开口三角两端的零序电压为Ua+Ub+Uc=0，所以开口三角两端的电压为零。
当系统发生单相接地故障时，如C相接地(见图4)，显然C相对地电压Uc，加上中性点对C相端头电压-Uc，即UAd=UA+(-Uc)。同理，B
图4系统发生单相接地时开口三角形绕组电压向量图
相对地电压UBd=UB+(-Uc)，由于C相接地，电压互感器一次侧的C相线圈上无电压。则UAd和UBd就是互感器一次侧A相和B相的电压。从向量图中看出，加在互感器一次侧的三相电压出现了零序电压，即UAd+UBd=3U0。此时UAd和UBd的大小都是相电压的倍，即数值上等于线电压，其合成电压即为3倍的零序电压。故在开口三角两端也同时出现了3倍的零序电压。在开口三角两端接上绝缘监察继电器，一旦系统有单相接地发生，此绝缘监察继电器即报灯光、音响信号，告诉值班人员处理(一般此继电器整定值为l5V或18V)。
为了保证电力系统安全经济运行,必须对电力设备的运行情况进行监视和测量。
但一般的测量和保护装置不能直接接入一次高压设备,而需要将一次系统的高电压和大电流按比例变换成低电压和小电流,供给测量仪表和保护装置使用。
执行这些变换任务的设备,常见的就是我们通常所说的互感器.大电流试验装置应用于发电厂、变配电站、电器制造厂及科研院所等部门；
属于短时或断续工作制，具有体积小、重量轻、使用维修方便等特点。
进行电压转换的是电压互感器(voltagetransformer),而进行电流转换的互感器为电流互感器(currenttransformer),简称为CT。
下面将讨论电流互感器的相关基本知识。
1.电流互感器的简单分类
根据用途电流互感器一般可分为保护用和计量用两种。
两者的区别在于计量用互感器的精度要相对较高，另外计量用互感器也更容易饱和，以防止发生系统故障时大的短路电流造成计量表计的损坏。
根据对暂态饱和问题的不同处理方法，保护用电流互感器又可分为P类和TP类。
P（protection，保护）类电流互感器不特殊考虑暂态饱和问题，仅按通过互感器的大稳态短路电流选用互感器，可以允许出现一定的稳态饱和；
而对暂态饱和引起的误差主要由保护装置本身采取措施防止可能出现的错误动作行为（误动或拒动）。
TP（transientprotection，暂态保护）类电流互感器要求在严重的暂态条件下不饱和，互感器误差在规定范围内，以保证保护装置的正确动作。
对于其它类型的互感器，比如光互感器，电子式电流互感器等实际应用还很少，因此这里不作介绍。
2.电流互感器的饱和
前面我们讲到电流互感器的误差主要是由励磁电流Ie引起的。正常运行时由于励磁阻抗较大，因此Ie很小，以至于这种误差是可以忽略的。
但当CT饱和时，饱和程度越严重，励磁阻抗越小，励磁电流极大的增大，使互感器的误差成倍的增大，影响保护的正确动作。
严重时会使一次电流全部变成励磁电流，造成二次电流为零的情况。
引起互感器饱和的原因一般为电流过大或电流中含有大量的非周期分量，这两种情况都是发生在事故情况下的；
这时本来要求保护正确动作快速切除故障，但如果互感器饱和就很容易造成误差过大引起保护的不正确动作，进一步影响系统安全。
因此对于电流互感器饱和的问题我们必须认真对待。
互感器的饱和问题如果进行详细分析是非常复杂的，因此这里仅进行定性分析。
所谓互感器的饱和，实际上讲的是互感器铁心的饱和。
我们知道互感器之所以能传变电流，就是因为一次电流在铁芯中产生了磁通，进而在缠绕在同一铁芯中上的二次绕组中产生电动势U＝4.44f*N*B*S×10-8。式中f为系统频率，HZ；
N为二次绕组匝数；S为铁芯截面积，m2；B为铁芯中的磁通密度。如果此时二次回路为通路，则将产生二次电流，完成电流在一二次绕组中的传变。
而当铁芯中的磁通密度达到饱和点后，B随励磁电流或是磁场强度的变化趋于不明显。
也就是说在N,S,f确定的情况下，二次感应电势将基本维持不变，因此二次电流也将基本不变，一二次电流按比例传变的特性改变了。
我们知道互感器的饱和的实质是铁芯中的磁通密度B过大，超过了饱和点造成的。而铁芯中磁通的多少决定于建立该磁通的电流的大小，也就是励磁电流Ie的大小。
当Ie过大引起磁通密度过大，将使铁芯趋于饱和。而此时互感器的励磁阻抗会显著下降；
从而造成励磁电流的再增大，于是又进一步加剧了磁通的增加和铁芯的饱和，这其实是一个恶性循环的过程。
暂态饱和，是指发生在故障暂态过程中，由暂态分量引起的互感器饱和。
我们知道，任何故障发生时，电气量都不是突变的。
故障量的出现必然会伴随着或多或少的非周期分量。而非周期分量，特别是故障电流中的直流分量是不能在互感器一二次间传变的。
这些电流量将全部作为励磁电流出现。因此当事故发生时伴有较大的暂态分量时，也会造成励磁电流的增大，从而造成互感器饱和。
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