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电流互感器原理

电流互感器原理

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**。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。*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**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,比差为负值,角差为正值,比差的**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。




电流互感器原理:
 
电流互感器和变压器很相像,变压器接在线路上,主要用来改变线路的电压,而电流互感器接在线路上,主要用来改变线路的电流,所以电流互感器从前也叫做变流器。后来,一般把直流电变成交流电的仪器设备叫做变流器,把改变线路上电流大小的电器,根据它通过互感的工作原理,叫做电流互感器。

线路上需要变电流的原因是因为根据发电和用电的不同情况,线路上的电流大小不一,而且相差悬殊,有的只有几安,有的却大至几万安。要直接测量这些大大小小的电流,就需要根据线路电流的大小,制作相应为几安直到几万安不同的许多电流表和其他电气仪表。这样就会给仪表制造带来极大的困难。此外,有的线路是高压的,例如22万伏或1万伏等高压输电供电线路,要直接用电气仪表测量高压线路上的电流,那是极其危险的,也是**不允许的。

如果在线路上接入电流互感器变电流,那么就可以把线路上大大小小的电流,按不同的比例,统一变成大小相近的电流。只要用一种电流规格的电气仪表,例如通用的电流为5A的电气仪表,就可以通过电流互感器,测量线路上小至几安和大至几万安的电流。同时电流互感器的基本结构和变压器很相像,它也有两个绕组,一个叫原边绕组或一次绕组;一个叫副边绕组或二次绕组。两个绕组之间有绝缘,使两个绕组之间有电的隔离。电流互感器在运行时一次绕组W1接在线路上,二次绕组W2接电气仪表,因此在测量高压线路上的电流时,尽管原边电压很高,但是副边电压却很低,操作人员和仪表都很**。

由此可见,电流互感器除了可以将线路上大小不一的电流变成一定大小的电流,以便于测量之外,还可以起到与线路绝缘的作用,以保证操作人员和仪表的**

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次贿赂始终是闭合的,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。
 

但实际上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。
变比误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
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。
  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**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。
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。
 
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