互感器::電流互感器和電壓互感器的統(tǒng)稱,。將高電壓變成低電壓,、大電流變成小電流,,用于量測或保護(hù)系統(tǒng),。
工作原理
互感器原理圖
結(jié)構(gòu)原理
普通電流互感器結(jié)構(gòu)原理:電流互感器的結(jié)構(gòu)較為簡單,,由相互絕緣的一次繞組,、二次繞組、鐵心以及構(gòu)架,、殼體,、接線端子等組成。其工作原理與變壓器基本相同,,一次繞組的匝數(shù)(N1)較少,,直接串聯(lián)于電源線路中,一次負(fù)荷電流()通過一次繞組時(shí),,產(chǎn)生的交變磁通感應(yīng)產(chǎn)生按比例減小的二次電流(),;二次繞組的匝數(shù)(N2)較多,與儀表,、繼電器,、變送器等電流線圈的二次負(fù)荷(Z)串聯(lián)形成閉合回路,由于一次繞組與二次繞組有相等的安培匝數(shù),,I1N1=I2N2,,電流互感器額定電流比電流互感器實(shí)際運(yùn)行中負(fù)荷阻抗很小,二次繞組接近于短路狀態(tài),,相當(dāng)于一個(gè)短路運(yùn)行的變壓器,。 多抽頭電流互感器。這種型號的電流互感器,,一次繞組不變,,在繞制二次繞組時(shí),增加幾個(gè)抽頭,,以獲得多個(gè)不同變比,。它具有一個(gè)鐵心和一個(gè)匝數(shù)固定的一次繞組,其二次繞組用絕緣銅線繞在套裝于鐵心上的絕緣筒上,,將不同變比的二次繞組抽頭引出,,接在接線端子座上,每個(gè)抽頭設(shè)置各自的接線端子,,這樣就形成了多個(gè)變比,,此種電流互感器的優(yōu)點(diǎn)是可以根據(jù)負(fù)荷電流變比,調(diào)換二次接線端子的接線來改變變比,,而不需要更換電流互感器,,給使用提供了方便。
不同變比電流互感器,。這種型號的電流互感器具有同一個(gè)鐵心和一次繞組,,而二次繞組則分為兩個(gè)匝數(shù)不同,、各自獨(dú)立的繞組,,以滿足同一負(fù)荷電流情況下不同變比、不同度等級的需要,,例如在同一負(fù)荷情況下,,為了電能計(jì)量,要求變比較小一些(以滿足負(fù)荷電流在一次額定值的2/3左右),,度等級高一些(如1K1.1K2為200/5.0.2級),;而用電設(shè)備的繼電保護(hù),考慮到故障電流的保護(hù)系數(shù)較大,,則要求變比較大一些,,度等級可以稍低一點(diǎn)(如2K1.2K2為300/5.1級),。 一次繞組可調(diào),二次多繞組電流互感器,。這種電流互感器的特點(diǎn)是變比量程多,,而且可以變更,多見于高壓電流互感器,。其一次繞組分為兩段,,分別穿過互感器的鐵心,二次繞組分為兩個(gè)帶抽頭的,、不同度等級的獨(dú)立繞組,。一次繞組與裝置在互感器外側(cè)的連接片連接,通過變更連接片的位置,,使一次繞組形成串聯(lián)或并聯(lián)接線,,從而改變一次繞組的匝數(shù),以獲得不同的變比,。帶抽頭的二次繞組自身分為兩個(gè)不同變比和不同度等級的繞組,,隨著一次繞組連接片位置的變更,一次繞組匝數(shù)相應(yīng)改變,,其變比也隨之改變,,這樣就形成了多量程的變比。帶抽頭的二次獨(dú)立繞組的不同變比和不同度等級,,可以分別應(yīng)用于電能計(jì)量,、指示儀表、變送器,、繼電保護(hù)等,,以滿足各自不同的使用要求。 組合式電流電壓互感器,。組合式互感器由電流互感器和電壓互感器組合而成,,多安裝于高壓計(jì)量箱、柜,,用作計(jì)量電能或用作用電設(shè)備繼電保護(hù)裝置的電源,。組合式電流電壓互感器是將兩臺或三臺電流互感器的一次、二次繞組及鐵心和電壓互感器的一,、二次繞組及鐵心,,固定在鋼體構(gòu)架上,浸入裝有變壓器油的箱體內(nèi),,其一,、二次繞組出線均引出,接在箱體外的高,、低壓瓷瓶上,,形成絕緣,、封閉的整體。一次側(cè)與供電線路連接,,二次側(cè)與計(jì)量裝置或繼電保護(hù)裝置連接,。根據(jù)不同的需要,組合式電流電壓互感器分為V/V接線和Y/Y接線兩種,,以計(jì)量三相負(fù)荷平衡或不平衡時(shí)的電能,。 主要作用
微型互感器
表直接測量的數(shù)值,便于儀表直接測量,,同時(shí)為繼電保護(hù)和自動裝置提供電源,。電力系統(tǒng)用互感器是將電網(wǎng)高電壓、大電流的信息傳遞到低電壓,、小電流二次側(cè)的計(jì)量,、測量儀表及繼電保護(hù)、自動裝置的一種特殊變壓器,,是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)元件,,其一次繞組接入電網(wǎng),二次繞組分別與測量儀表,、保護(hù)裝置等互相連接,。互感器與測量儀表和計(jì)量裝置配合,,可以測量一次系統(tǒng)的電壓,、電流和電能;與繼電保護(hù)和自動裝置配合,,可以構(gòu)成對電網(wǎng)各種故障的電氣保護(hù)和自動控制,。互感器性能的好壞,,直接影響到電力系統(tǒng)測量,、計(jì)量的性和繼電器保護(hù)裝置動作的可靠性,。 基本特點(diǎn)
示意圖
*取決于被測電路的負(fù)荷電流.而與二次電流無關(guān),;(2)電流互感器二次線圈所接儀表和繼電器的電流線圈阻抗都很小,所以正常情況下,,電流互感器在近于短路狀態(tài)下運(yùn)行,。
電流互感器一、二次額定電流之比,,稱為電流互感器的額定互感比:kn=I1n/I2n
因?yàn)橐淮尉€圈額定電流I1n己標(biāo)準(zhǔn)化,,二次線圈額定電流I2n統(tǒng)一為5(1或0.5)安,所以電流互感器額定互感比亦已標(biāo)準(zhǔn)化,。kn還可以近似地表示為互感器一,、二次線圈的匝數(shù)比,即kn≈kN=N1/N2式中N1.N2為一,、二線圈的匝數(shù),。
發(fā)展歷程
互感器zui早出現(xiàn)于19世紀(jì)末。隨著電力工業(yè)的發(fā)展,,互感器的電壓等
互感器
級和級別都有很大提高,,還發(fā)展了很多特種互感器,如電壓,、電流復(fù)合式互感器,、直流電流互感器,高度的電流比率器和電壓比率器,大電流激光式電流互感器,,電子線路補(bǔ)償互感器,,超高電壓系統(tǒng)中的光電互感器,以及SF6全封閉組合電器(GIS)中的電壓,、電流互感器,。在電力工業(yè)中,要發(fā)展什么電壓等級和規(guī)模的電力系統(tǒng),,必須發(fā)展相應(yīng)電壓等級和度的互感器,,以供電力系統(tǒng)測量,、保護(hù)和控制的需要。 隨著很多新材料的不斷應(yīng)用,,互感器也出現(xiàn)了很多新的種類,,電磁式互感器得到了比較充分的發(fā)展,其中鐵心式電流互感器以干式,、油浸式和氣體絕緣式多種結(jié)構(gòu)適應(yīng)了電力建設(shè)的發(fā)展需求,。然而隨著電力傳輸容量的不斷增長,電網(wǎng)電壓等級的不斷提高及保護(hù)要求的不斷完善,,一般的鐵心式電流互感器結(jié)構(gòu)已逐漸暴露出與之不相適應(yīng)的弱點(diǎn),,其固有的體積大、磁飽和,、鐵磁諧振,、動態(tài)范圍小,使用頻帶窄等弱點(diǎn),,難以滿難以滿足新一代電力系統(tǒng)自動化,、電力數(shù)字網(wǎng)等的發(fā)展需要。 電壓互感器
電流互感器
利用變壓器原,、副邊電流成比例的特點(diǎn)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(lián)在被測電路中,且匝數(shù)很少,;副邊繞組接電流表、繼電器電流線圈等低阻抗負(fù)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(fù)載,,而與電流互感器的副邊負(fù)載無關(guān)。由于副邊接近于短路,所以原,、副邊電壓U1和都很小,,勵磁電流也很小。 電流互感器運(yùn)行時(shí),副邊不允許開路,。因?yàn)橐坏╅_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(shè)備安全,。因此,,電流互感器副邊回路中不許接熔斷器,,也不允許在運(yùn)行時(shí)未經(jīng)旁路就拆下電流表,、繼電器等設(shè)備。電流互感器的接線方式按其所接負(fù)載的運(yùn)行要求確定。zui常用的接線方式為單相,三相星形和不*星形。 I0 組合互感器
組合互感器是將電壓互感器,、電流互感器組合到一起的互感器,。組合互感器可將高電壓變化為低電壓,將大電流變化為低電流,,從而起到對電能計(jì)量的目的。
鉗形互感器
鉗形電流互感器是一款精密電流互感器(直流傳感器),,是專門為電力現(xiàn)場測量計(jì)量使用特點(diǎn)設(shè)計(jì)的,。該系列互感器選用高導(dǎo)磁材料制成,精度高,。線性優(yōu),。抗干擾能力強(qiáng)等,。使用時(shí)可以直接夾住母線或母排上無須截線停電其使用十分方便,。Q8O系列鉗形電流互感器已多次被鐵道部門使用檢測目前D字開頭列車上高頻電流信號。交流電流變換器,,它可配合多種測量儀器,,電能表現(xiàn)場校驗(yàn)儀,、多功能電能表、示波器,、數(shù)字萬用表,、雙鉗式接地電阻測試儀、雙鉗式相位伏安表等,, 可在電力不斷電狀態(tài)下,,對多種電參量進(jìn)行測量和比對。 零序互感器
零序電流保護(hù)的基本原理是基于基爾霍夫電流定律:流入電路中任一節(jié)點(diǎn)的復(fù)電流的代數(shù)和等于零,。在線路與電氣設(shè)備正常的情況下,,各相電流的矢量和等于零,因此,,零序電流互感器的二次側(cè)繞組無信號輸出,,執(zhí)行元件不動作。當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)的各相電流的矢量和不為零,,故障電流使零序電流互感器的環(huán)形鐵芯中產(chǎn)生磁通,,零序電流互感器的二次側(cè)感應(yīng)電壓使執(zhí)行元件動作,,帶動脫扣裝置,,切換供電網(wǎng)絡(luò),,達(dá)到接地故障保護(hù)的目的,。 作用:當(dāng)電路中發(fā)生觸電或漏電故障時(shí),保護(hù)動作,切斷電源,。使用:可在三相線路上各裝一個(gè)電流互感器,,或讓三相導(dǎo)線一起穿過一零序電流互感器,,也可在中性線上安裝一個(gè)零序電流互感器,利用其來檢測三相的電流矢量和,。零序電流互感器采用ABS工程塑料外殼,、全樹脂澆注成密封,,有效避免了互感器在使用過程中的銹蝕。絕緣性能好,,外形美觀,。具有靈敏度高、線性度好運(yùn)行可靠,,安裝方便等特點(diǎn),。其性能優(yōu)于一般的零序電流互感器,使用范圍廣泛,,不僅適用于電磁型繼電保護(hù),,還能適用于電子和微機(jī)保護(hù)裝置。 N 直流法
1.K1為同極性即互感器為減極性。如指針擺動與上述相反為加極性,。
交流法
補(bǔ)償量如下:
Δf=Nx/(N2-Nx)×100%
匝數(shù)補(bǔ)償
直流法測電流互感器極性
只對比差起到補(bǔ)償作用,,補(bǔ)償量與二次負(fù)荷和電流大小無
互感器
關(guān),。補(bǔ)償匝數(shù)一般只有幾匝,,匝數(shù)補(bǔ)償應(yīng)計(jì)算電流低端二次阻抗zui大時(shí),和電流二次阻抗zui小時(shí)誤差,。對于高精度的微型電流互感器匝數(shù)補(bǔ)償那怕只補(bǔ)償1匝,,就會補(bǔ)償過量。這時(shí)可以采用半匝或分?jǐn)?shù)匝補(bǔ)償,。但是電流互感器的匝數(shù)是以通過鐵芯窗口的封閉回路計(jì)算的,,電流互感器的匝數(shù)是一匝一匝計(jì)算的,不存在半匝的情況,。采用半匝或分?jǐn)?shù)匝補(bǔ)償必須采用輔助手段如:雙繞組,、雙鐵芯等。輔助鐵芯補(bǔ)償對比差,、
交流法測電流互感器極性
角差都起到補(bǔ)償作用,,但輔助鐵芯補(bǔ)償?shù)姆椒ㄖ谱鞴に嚤容^復(fù)雜。電容補(bǔ)償,,直接在二次繞組兩端并聯(lián)電容就可以,。其對比差起正補(bǔ)償作用,,補(bǔ)償大小與二次負(fù)荷Z=RiX中X分量成正比,與補(bǔ)償電容大小成正比,;對角差都起到負(fù)補(bǔ)償,,補(bǔ)償大小與二次負(fù)荷Z=RiX中R分量成正比,與補(bǔ)償電容大小成正比,。電容補(bǔ)償是一種比較理想的補(bǔ)償方法,。在微型精密電流互感器中,一般二次繞組直接接運(yùn)放的電流/電壓變換,,其二次阻抗基本為0,,此時(shí)電容補(bǔ)償?shù)淖饔镁捅容^小。一般可以在電流/電壓變換階段增加移相電路可以解決角差問題,。用戶可以根據(jù)電流互感器出廠時(shí)所帶的該互感器的檢驗(yàn)報(bào)告中檢驗(yàn)誤差數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整計(jì)算移相電路,。 注意事項(xiàng)
電壓互感器(PT)和電流互感器(CT)是電力系統(tǒng)重要的電氣設(shè)備,它
電子元件
避免其極性接反就是要找到互感器輸入和輸出的“同名端”,,具體的方法就是“點(diǎn)極性”,。這里以電流互感器為例說明如何點(diǎn)極性。具體方法是將指針式萬用表接在互感器二次輸出繞組上,,萬用表打在直流電壓檔,;然后將一節(jié)干電池的負(fù)極固定在電流互感器的一次輸出導(dǎo)線上;再用干電池的正極去“點(diǎn)”電流互感器的一次輸入導(dǎo)線,,這樣在互感器一次回路就會產(chǎn)生一個(gè)+(正)脈沖電流,;同時(shí)觀察指針萬用表的表針向哪個(gè)方向“偏移”,若萬用表的表針從0由左向右偏移,,j即表針“正啟”,,說明你接入的“電流互感器一次輸入端”與“指針式萬用表正接線柱連接的電流互感器二次某輸出端”是同名端,而這種接線就稱為“正極性”或“減極性”,;若萬用表的表針從0由右向左偏移,,即表針“反啟”,,說明你接入的“電流互感器一次輸入端”與“指針式萬用表正接線柱連接的電流互感器二次某輸出端”不是同名端,而這種接線就稱為“反極性”或“加極性”,。 類型區(qū)別
zui重要區(qū)別是在正常運(yùn)行時(shí)其工作狀態(tài)的不同,,主要表現(xiàn)在以下幾
互感器設(shè)備
3)電流互感器二次可以短路,,但是不得開路;電壓互感器二次可以開路,,但是不得短路.把大電流按規(guī)定比例轉(zhuǎn)換為小電流的電氣設(shè)備,,稱為電流互感器。電流互感器副邊的電流一般規(guī)定為5安或1安,,以供給電流表,、功率表、千瓦小時(shí)表和繼電器的電流線圈電流,。