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互感器的工作原理及結構原理!

作者:admin 發布日期:2018/4/23 關注次數: 二維碼分享

互感器又稱為儀用變壓器,是電流互感器和電壓互感器的統稱。能將高電壓變成低電壓、大電流變成小電流,用于量測或保護系統。其功能主要是將高電壓或大電流按比例變換成標準低電壓(100V)或標準小電流(5A或1A,均指額定值),以便實現測量儀表、保護設備及自動控制設備的標準化、小型化。同時互感器還可用來隔開高電壓系統,以保證人身和設備的安全。下面主要講述了陜西互感器的工作原理及結構原理!


互感器


工作原理

在供電用電的線路中,電流相差從幾安到幾萬安,電壓相差從幾伏到幾百萬伏。線路中電流電壓都比較高,如直接測量是非常危險的。為便于二次儀表測量需要轉換為比較統一的電流電壓,使用互感器起到變流變壓和電氣隔離的作用。

顯示儀表大部分是指針式的電流電壓表,所以電流互感器的二次電流大多數是安培級的(如5等)。隨著時代發展,電量測量大多已經達到數字化,而計算機的采樣的信號一般為毫安級(0-5V、4-20mA等)。微型電流互感器二次電流為毫安級,主要起大互感器與采樣之間的橋梁作用。微型電流互感器稱之為“儀用電流互感器”。(“儀用電流互感器”有一層含義是在實驗室使用的多電流比精密電流互感器,一般用于擴大儀表量程。)

電流互感器原理線路圖微型電流互感器與變壓器類似也是根據電磁感應原理工作,變壓器變換的是電壓而微型電流互感器變換的是電流罷了。繞組N1接被測電流,稱為一次繞組(或原邊繞組、初級繞組);繞組N2接測量儀表,稱為二次繞組(或副邊繞組、次級繞組)。

微型電流互感器一次繞組電流I1與二次繞組I2的電流比,叫實際電流比K。微型電流互感器在額定工作電流下工作時的電流比叫電流互感器額定電流比,用Kn表示。Kn=I1n/I2n

結構原理:

普通電流互感器結構原理:電流互感器的結構較為簡單,由相互絕緣的一次繞組、二次繞組、鐵心以及構架、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(N1)較少,直接串聯于電源線路中,一次負荷電流(I1)通過一次繞組時,產生的交變磁通感應產生按比例減小的二次電流(I2);二次繞組的匝數(N2)較多,與儀表、繼電器、變送器等電流線圈的二次負荷(Z)串聯形成閉合回路,由于一次繞組與二次繞組有相等的安培匝數,I1N1=I2N2,電流互感器額定電流比電流互感器實際運行中負荷阻抗很小,二次繞組接近于短路狀態,相當于一個短路運行的變壓器。

穿心式電流互感器其本身結構不設一次繞組,載流(負荷電流)導線由L1至L2穿過由硅鋼片搟卷制成的圓形(或其他形狀)鐵心起一次繞組作用。二次繞組直接均勻地纏繞在圓形鐵心上,與儀表、繼電器、變送器等電流線圈的二次負荷串聯形成閉合回路,由于穿心式電流互感器不設一次繞組,其變比根據一次繞組穿過互感器鐵心中的匝數確定,穿心匝數越多,變比越小;反之,穿心匝數越少,變比越大,額定電流比I1/n:式中I1——穿心一匝時一次額定電流;n——穿心匝數。

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,增加幾個抽頭,以獲得多個不同變比。它具有一個鐵心和一個匝數固定的一次繞組,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,每個抽頭設置各自的接線端子,這樣就形成了多個變比,此種電流互感器的優點是可以根據負荷電流變比,調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鐵心和一次繞組,而二次繞組則分為兩個匝數不同、各自獨立的繞組,以滿足同一負荷電流情況下不同變比、不同準確度等級的需要,例如在同一負荷情況下,為了保證電能計量準確,要求變比較小一些(以滿足負荷電流在一次額定值的2/3左右),準確度等級高一些(如1K1.1K2為200/5.0.2級);而用電設備的繼電保護,考慮到故障電流的保護系數較大,則要求變比較大一些,準確度等級可以稍低一點(如2K1.2K2為300/5.1級)。

一次繞組可調,二次多繞組電流互感器。這種電流互感器的特點是變比量程多,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,二次繞組分為兩個帶抽頭的、不同準確度等級的獨立繞組。一次繞組與裝置在互感器外側的連接片連接,通過變更連接片的位置,使一次繞組形成串聯或并聯接線,從而改變一次繞組的匝數,以獲得不同的變比。帶抽頭的二次繞組自身分為兩個不同變比和不同準確度等級的繞組,隨著一次繞組連接片位置的變更,一次繞組匝數相應改變,其變比也隨之改變,這樣就形成了多量程的變比。帶抽頭的二次獨立繞組的不同變比和不同準確度等級,可以分別應用于電能計量、指示儀表、變送器、繼電保護等,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,多安裝于高壓計量箱、柜,用作計量電能或用作用電設備繼電保護裝置的電源。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,固定在鋼體構架上,浸入裝有變壓器油的箱體內,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。一次側與供電線路連接,二次側與計量裝置或繼電保護裝置連接。根據不同的需要,組合式電流電壓互感器分為V/V接線和Y/Y接線兩種,以計量三相負荷平衡或不平衡時的電能。


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