電流互感器原理
利用變壓器原、副邊電流成比例的特點制成。其工作原理、等值電路也與一般變壓器相同,只是其原邊繞組串聯在被測電路中,且匝數很少;副邊繞組接電流表、繼電器電流線圈等低阻抗負載,近似短路。原邊電流(即被測電流)和副邊電流取決于被測線路的負載,而與電流互感器的副邊負載無關。由于副邊接近于短路,所以原、副邊電壓U1和都很小,勵磁電流I0也很小。 電流互感器運行時,副邊不允許開路。因為一旦開路,原邊電流均成為勵磁電流,使磁通和副邊電壓大大超過正常值而危及人身和設備**。因此,電流互感器副邊回路中不許接熔斷器,也不允許在運行時未經旁路就拆下電流表、繼電器等設備。 電流互感器的接線方式按其所接負載的運行要求確定。*常用的接線方式為單相,三相星形和不完全星形(圖4a、b、c)。 額定變比和誤差 互感器的額定變比KN指電壓互感器的額定電壓比和電流互感器的額定電流比。前者定義為原邊繞組額定電壓U1N與副邊繞組額定電壓U2N之比;后者則為額定電流I1N與I2N之比。即
KN=U1N/U2N
(對電壓互感器)
KN=I1N/I2N
(對電流互感器)
電壓(或電流)互感器原邊電壓(或電流)在一定范圍內變動時,一般規(guī)定為0.85~1.15U1N(或10~120%I1N),副邊電壓(或電流)應按比例變化,而且原、副邊電壓(或電流)應該同相位。但由于互感器存在內阻抗、勵磁電流和損耗等因素而使比值及相位出現誤差,分別稱為比差和角差。 比差為經折算后的二次電壓(或二次電流)與一次電壓(或一次電流)量值大小之差對后者之比,即
fU 為電壓互感器的比差,fI為電流互感器的比差。當KNU2>U1(或KNI2>I1)時,比差為正,反之為負。
角差為二次電壓(或二次電流)相量旋轉180°后與一次電壓(或一次電流)相量之間的夾角,以分為單位。并規(guī)定副邊的-妧2(或-夒2)超前于妧1(或夒1)時,角差為正,反之為負。 對沒有采取補償措施的電壓互感器,比差為負,角差一般為正值,比差的**值和角差均隨電壓的增大而減小;鐵心飽和時,比差與角差均隨電壓的增大而增大。 對于沒有采取補償措施的電流互感器,比差為負值,角差為正值,比差的**值和角差均隨電流增大而減小。
采用補償的辦法可以減小互感器的誤差。一般通過在互感器上加繞附加繞組或增添附加鐵心,以及接入相應的電阻、電感、電容元件來補償。常用的補償法有匝數補償、分數匝補償、小鐵心補償、并聯電容補償等。
電流互感器原理:
電流互感器和變壓器很相像,變壓器接在線路上,主要用來改變線路的電壓,而電流互感器接在線路上,主要用來改變線路的電流,所以電流互感器從前也叫做變流器。后來,一般把直流電變成交流電的儀器設備叫做變流器,把改變線路上電流大小的電器,根據它通過互感的工作原理,叫做電流互感器。
線路上需要變電流的原因是因為根據發(fā)電和用電的不同情況,線路上的電流大小不一,而且相差懸殊,有的只有幾安,有的卻大至幾萬安。要直接測量這些大大小小的電流,就需要根據線路電流的大小,制作相應為幾安直到幾萬安不同的許多電流表和其他電氣儀表。這樣就會給儀表制造帶來極大的困難。此外,有的線路是高壓的,例如22萬伏或1萬伏等高壓輸電供電線路,要直接用電氣儀表測量高壓線路上的電流,那是極其危險的,也是**不允許的。如果在線路上接入電流互感器變電流,那么就可以把線路上大大小小的電流,按不同的比例,統一變成大小相近的電流。只要用一種電流規(guī)格的電氣儀表,例如通用的電流為5A的電氣儀表,就可以通過電流互感器,測量線路上小至幾安和大至幾萬安的電流。同時電流互感器的基本結構和變壓器很相像,它也有兩個繞組,一個叫原邊繞組或一次繞組;一個叫副邊繞組或二次繞組。兩個繞組之間有絕緣,使兩個繞組之間有電的隔離。電流互感器在運行時一次繞組W1接在線路上,二次繞組W2接電氣儀表,因此在測量高壓線路上的電流時,盡管原邊電壓很高,但是副邊電壓卻很低,操作人員和儀表都很**。由此可見,電流互感器除了可以將線路上大小不一的電流變成一定大小的電流,以便于測量之外,還可以起到與線路絕緣的作用,以保證操作人員和儀表的**電流互感器是由閉合的鐵心和繞組組成。它的一次繞組匝數很少,串在需要測量的電流的線路中,因此它經常有線路的全部電流流過,二次繞組匝數比較多,串接在測量儀表和保護回路中,電流互感器在工作時,它的2次賄賂始終是閉合的,因此測量儀表和保護回路串聯線圈的阻抗很小,電流互感器的工作狀態(tài)接近短路。
但實際上由于互感器存在內阻抗、勵磁電流和損耗等因素而使比值及相位出現誤差,分別稱為比差和角差。
變比誤差為經折算后的二次電壓(或二次電流)與一次電壓(或一次電流)量值大小之差對后者之比
角差為二次電壓(或二次電流)相量旋轉180°后與一次電壓(或一次電流)相量之間的夾角,以分為單位。
對沒有采取補償措施的電壓互感器,比差為負,角差一般為正值,比差的**值和角差均隨電壓的增大而減小;鐵心飽和時,比差與角差均隨電壓的增大而增大。
采用補償的辦法可以減小互感器的誤差。一般通過在互感器上加繞附加繞組或增添附加鐵心,以及接入相應的電阻、電感、電容元件來補償。常用的補償法有匝數補償、分數匝補償、小鐵心補償、并聯電容補償等。