电流互感器和电压互感器的原理是什么?有多少方面的作用?测试电流而已?

核心提示电流互感器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

电流互感器

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。

作用

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。

电压互感器

电压互感器是一个带铁心的变压器。它主要由一、二次线圈、铁心和绝缘组成。当在一次绕组上施加一个电压U1时,在铁心中就产生一个磁通φ,根据电磁感应定律,则在二次绕组中就产生一个二次电压U2。改变一次或二次绕组的匝数,可以产生不同的一次电压与二次电压比,这就可组成不同比的电压互感器。电压互感器将高电压按比例转换成低电压,即100V,电压互感器一次侧接在一次系统,二次侧接测量仪表、继电保护等;主要是电磁式的(电容式电压互感器应用广泛),另有非电磁式的,如电子式、光电式。

电压互感器的分类

(1)按安装地点可分为户内式和户外式。35kV及以下多制成户内式;35kV以上则制成户外式。 (2)按相数可分为单相和三相式,35kV及以上不能制成三相式。 (3)按绕组数目可分为双绕组和三绕组电压互感器,三绕组电压互感器除一次侧和基本二次侧外,还有一组辅助二次侧,供接地保护用。 (4)按绝缘方式可分为干式、浇注式、油浸式和充气式。干式电压互感器结构简单、无着火和爆炸危险,但绝缘强度较低,只适用于6kV以下的户内式装置;浇注式电压互感器结构紧凑、维护方便,适用于3kV~35kV户内式配电装置;油浸式电压互感器绝缘性能较好,可用于10kV以上的户外式配电装置;充气式电压互感器用于SF6全封闭电器中。 (5)此外,还有电容式电压互感器,电容式电压互感器实际上是一个单相电容分压管,由若干个相同的电容器串联组成,接在高压相线与地面之间,它广泛用于110kV~330kV的中性点直接接地的电网中。

基本作用

电压互感器的作用是:把高电压按比例关系变换成100V或更低等级的标准二次电压,供保护、计量、仪表装置使用。同时,使用电压互感器可以将高电压与电气工作人员隔离。电压互感器虽然也是按照电磁感应原理工作的设备,但它的电磁结构关系与电流互感器相比正好相反。电压互感器二次回路是高阻抗回路,二次电流的大小由回路的阻抗决定。当二次负载阻抗减小时,二次电流增大,使得一次电流自动增大一个分量来满足一、二次侧之间的电磁平衡关系。可以说,电压互感器是一个被限定结构和使用形式的特殊变压器。简单的说就是“检测元件”。

如何选用电压互感器与电流互感器

1、选择 

① 按被测量线路的电压高低、电流大小选择合适的电压或电流互感器,以确保操作人员和仪表的安全。 

② 一般选用互感器的准确度等级比测量仪表的准确度高两倍。如05级仪表须选用01级互感器。 

③ 根据需要接入互感器的负载(包括测量仪表及连接导线)大小及性质,选择合适的额定容量的互感器。 

如额定容量S为5伏安的电流互感器,在次级额定电流I2N=5A和功率因数

时,次级所能接入的最大负载

 

2、使用 

① 电压互感器的次级线圈不许短路。电流互感器的次级线圈不许开路。 

② 互感器的次级线圈、铁芯及外壳都要可靠接地,以确保人身和设备安全。 

③ 除特殊设计的可逆互感器外,一般互感器不许反方向使用(即不能将初级与次级互换)。 

④ 仪表接入互感器后,应将电压表读数乘以变压比,电流表读数乘以变流比才是所测高电压和大电流的数值。

电流/电压互感器在什么情况下使用

电压互感器和电流互感器的选型:

1 选择的原则

11额定电压的确定

电流互感器的额定电压UN应与被测线路的电压UL相适应,即UN≥UL。

12额定变比的确定

通常根据电流互感器所接一次负荷来确定额定一次电流I1,即: I1=P1/UNcosψ

式中UN——电流互感器的额定电压,kV;

P1——电流互感器所接的一次电力负荷,kVA;

cosψ——平均功率因数,一般按cosψ=08计算。

为保证计量的准确度,选择时应保证正常运行时的一次电流为其额定值的60%左右,至少不得低于30%。

电流互感器的额定变比则由额定一次电流与额定二次电流的比值决定。

13额定二次负荷的确定

互感器若接入的二次负荷超过额定二次负荷时,其准确度等级将下降。为保证计量的准确性,一般要求电流互感器的二次负荷S2必须在额定二次负荷S2N的25%~100%范围内,即:

025S2N≤S2≤S2N

14额定功率因数的确定

计量用电流互感器额定二次负荷的功率因数应为08~10。

15准确度等级的确定

根据电能计量装置技术管理规程(DL/T448-2000)规定,运行中的电能计量装置按其所计量电能量的多少和计量对象的重要程度,分为I、II、III、IV、V五类,不同类别的电能计量装置对电流互感器准确度等级的要求也不同。

16互感器的接线方式

计量用电流互感器接线方式的选择,与电网中性点的接地方式有关,当为非有效接地

系统时,应采用两相电流互感器,当为有效接地系统时,应采用三相电流互感器,一般地,作为计费用的电能计量装置的电流互感器应接成分相接线(即采用二相四线或三相六线的接线方式),作为非计费用的电能计量装置的电流互感器可采用二相三线或三相线的接线方式。

17互感器二次回路导线的确定由于电流互感器二次回路导线的阻抗是二次负荷阻抗的一部分,直接影响着电流互感器的误差,因而哪二次回路连接导线的长度一定时,其截面积需要进行计算确定。

电流互感器和电压互感器的区别

交流电路中需要对电路中的大电流、高电压进行测量和控制的情况下使用。电流互感器可以将大电流按比例转换成小电流,电压互感器也可以将高电压按比例转换为低电压来进行测量或对电路进行自动控制,以求测量和控制的安全性经济性,测量时所得的测量结果要乘以它们的倍率,控制电路则根据互感器的反应结果使受控设备动作。

电压互感器和电流互感器在作用原理上有什么区别?

一、电流互感器和电压互感器的区别有哪些

 1、它们之间的结构上有一定的区别,电流互感器一般情况下都是用粗线绕成的,它和测电流的负载要串联着使用,而电压互感器是降压变压器,它一次性要绕很多主线,与被测的高压电网相连接着使用。

 2、电流互感器的二次侧是允许出现短路故障的,但是不允许开路故障,而电压互感器正好相反,二次侧是允许开路故障的,但不允许出现短路。

 3、它们的功能也是有一定区别的,电压互感器主要是把高压按比例切换成更低等级的二次电压,它一般要配合着计量仪表装置进行使用。

 4、电流互感器是为了保证电力系统安全运行,对于电力设备的运行情况进行监视和测量工作,一般不能够直接接入一次性的高压设备,所以它们之间的功能存在着很大的区别。

 二、关于电流互感器和电压互感器的相关注意事项

 电流互感器在运行中,二次是不能够开路的,如果二次是开路,那么它的铁耗损量就会很大,温度就会很高而烧毁,最后会发生触电的危险。

主要区别是正常运行时工作状态很不相同,表现为:x0dx0d1)电流互感器二次可以短路,但不得开路(开路后二次侧电压极高,容易击穿绝缘层,导致事故);电压互感器二次可以开路,但不得短路(短路后一次侧电流极大,容易因发热过高烧毁绝缘层而导致事故);x0dx0d2)相对于负荷来说,电压互感器的内阻抗极小以至可以忽略,可以认为电压互感器是一个电压源;而电流互感器的很大,以至可以认为是一个内阻无穷大的电流源。x0dx0d3)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。 x0dx0d4)共同点,都是利用电磁感应原理来工作的。x0dx0d5)实在不好理解时,可以这样看:都是变压器,电流互感器是升压型的变压器,利用升压的原理,以减小电流。电压互感器就是降压型的变压器。

 
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