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电流互感器和电压互感器的作用

时间:2017-10-10 18:09 来源:电工之家
【摘要】电流互感器和电压互感器的作用 电流互感器的作用是什么? 电流互感器是电力系统中很重要的一个一次设备,其原理是根据电磁感应原理而制造的.它的一次线圈匝数很少,通常采用单匝线圈,即一根铜棒或一根铜排.二次线圈主要接测量仪表或继电器的线圈.电流互感器的......

电流互感器和电压互感器的作用
电流互感器的作用是什么?
电流互感器是电力系统中很重要的一个一次设备,其原理是根据电磁感应原理而制造的.它的一次线圈匝数很少,通常采用单匝线圈,即一根铜棒或一根铜排.二次线圈主要接测量仪表继电器的线圈.电流互感器的二次侧不能开路运行,当二次侧开路时,一次侧的电流主要用于激磁,这样会在二次侧感应出很高的电压,从而危及二次设备和人身的安全,也会造成电流互感器烧毁.其主要作用是:1、将很大的一次电流转变为标准的5安培;2、为测量装置和继电保护的线圈提供电流;3、对一次设备和二次设备进行隔离。。
  电流互感器是利用变压器原、副边电流成比例的特点制成。其工作原理、等值电路也与一般变压器相同,只是其原边绕组串联在被测电路中,且匝数很少;副边绕组接电流表、继电器电流线圈等低阻抗负载,近似短路。原边电流(即被测电流)和副边电流取决于被测线路的负载,而与电流互感器的副边负载无关。由于副边接近于短路,所以原、副边电压U1和  都很小,励磁电流I0也很小。
  电流互感器运行时,副边不允许开路。因为一旦开路,原边电流均成为励磁电流,使磁通和副边电压大大超过正常值而危及人身和设备安全。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。
  电流互感器的接线方式按其所接负载的运行要求确定。最常用的接线方式为单相,三相星形和不完全星形(图4a、b、c)。

  额定变比和误差 互感器的额定变比KN指电压互感器的额定电压比和电流互感器的额定电流比。前者定义为原边绕组额定电压U1N与副边绕组额定电压 U2N之比;后者则为额定电流I1N与I2N之比。即
KN=U1N/U2N
(对电压互感器)
KN=I1N/I2N
(对电流互感器)
  电压(或电流)互感器原边电压(或电流)在一定范围内变动时,一般规定为0.85~1.15U1N(或10~120%I1N),副边电压(或电流)应按比例变化,而且原、副边电压(或电流)应该同相位。但由于互感器存在内阻抗、励磁电流和损耗等因素而使比值及相位出现误差,分别称为比差和角差。
  比差为经折算后的二次电压(或二次电流)与一次电压(或一次电流)量值大小之差对后者之比,即


fU 为电压互感器的比差,fI 为电流互感器的比差。当KNU2>U1(或KNI2>I1)时,比差为正,反之为负。
  角差为二次电压(或二次电流)相量旋转180°后与一次电压(或一次电流)相量之间的夹角,以分为单位。并规定副边的-妧2(或-夒2)超前于妧1(或夒1)时,角差为正,反之为负。
  对没有采取补偿措施的电压互感器,比差为负,角差一般为正值,比差的绝对值和角差均随电压的增大而减小;铁心饱和时,比差与角差均随电压的增大而增大。
  对于没有采取补偿措施的电流互感器,(http://www.dgzj.com/ 电工之家)比差为负值,角差为正值,比差的绝对值和角差均随电流增大而减小。
  采用补偿的办法可以减小互感器的误差。一般通过在互感器上加绕附加绕组或增添附加铁心,以及接入相应的电阻、电感、电容元件来补偿。常用的补偿法有匝数补偿、分数匝补偿、小铁心补偿、并联电容补偿等。
互感器在供配电系统中主要分为两种:电压互感器和电流互感器。
在供配电系统中,大电流、高电压有时不能直接用电流表和电压表来测量,必须通过互感器按比例减小后测量。
互感器的内部结构就是变压器。按照变压器的原理运行。
电压互感器的工作原理相当于2次侧开路的变压器,用来变压,在二次侧接入电压表测量电压(可以并联多个电压表)。电压互感器的二次侧不能短路。
电流互感器的工作原理相当于2次侧短路的变压器,用来变流,在二次侧接入电流表测量电流(可以串联多个电流表)。电流互感器的二次侧不能开路。
电压表相当于电压互感器大负载(阻抗大)测量装置。电流表相当于电流互感器小负载(阻抗小)测量装置。
电压互感器在正常运行中,二次负载阻抗很大,电压互感器是恒压源,内阻抗很小,容量很小,一次绕组导线很细,当互感器二次发生短路时,一次电流很大,若二次熔丝选择不当,保险丝不能熔断时,电压互感器极易被烧坏。
当运行中电流互感器二次侧开路后,一次侧电流仍然不变,二次侧电流等于零,则二次电流产生的去磁磁通也消失了。这时,一次电流全部变成励磁电流,使互感器铁芯饱和,磁通也很高,将产生以下后果:
(1)由于磁通饱和,其二次侧将产生数千伏高压,且波形改变,对人身和设备造成危害。
(2)由于铁芯磁通饱和,使铁芯损耗增加,产生高热,会损坏绝缘。
(3)将在铁芯中产生剩磁,使互感器比差和角差增大,失去准确性,所以电流互感器二次侧是不允许开路的。
互感器和变压器的工作原理相同,都是运用电磁感应原理来工作的.变压器的作用是将一种等级的电压变换成另一种等级的同频率的电压,它只能实现电压的变换,不能实现功率的变换.互感器分为电压互感器和电流互感器.电压互感器的作用是供给测量仪表,继电器等电压,从而正确的反映一次电气系统的各种运行情况.使测量仪表,继电器等二次电气系统与一次电气系统隔离,以保证人员和二次设备的安全,将一次电气系统的高电压变换成同意标准的低电压值(100伏,100/1.732伏,100/3伏). 电力互感器的作用与电压互感器的作用基本相同,不同的就是电流互感器是将一次电气系统的大电流变换成标准的5安或1安供给继续电器,测量仪表的电流线圈.
电压互感器和电流互感器在作用原理上有什么区别?
主要区别是正常运行时工作状态很不相同,表现为:
1)电流互感器二次可以短路,但不得开路;电压互感器二次可以开路,但不得短路;
2)相对于二次侧的负荷来说,电压互感器的一次内阻抗较小以至可以忽略,可以认为电压互感器是一个电压源;而电流互感器的一次却内阻很大,以至可以认为是一个内阻无穷大的电流源。
3)电压互感器正常工作时的磁通密度接近饱和值,故障时磁通密度下降;电流互感器正常工作时磁通密度很低,而短路时由于一次侧短路电流变得很大,使磁通密度大大增加,有时甚至远远超过饱和值.