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电流互感器|电压互感器的作用

电流互感器: 

      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。 

       线路上为什么需要变电流呢?这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,也是绝对不允许的。 

      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 作人员和仪表都很安全。 

图 1 电流互感器原理线路 

      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安全。

 ⑴.测量用电流互感器 

     测量用电流互感器的用途,主要有下列两方面: 

     ① 用来测量高压线路上的电流和功率,起绝缘隔离的作用,以保证操作人员和仪表的 安全。      

     ② 来测量高压或低压线路上的大电流和大功率,使用统一的 5A 的二次线路和测量仪 表。         ③ 因此,对于测量用电流互感器主要有三个要求:第一,绝缘必须可靠;第二,必须 有一定的测量准确度;第三,仪表保安系数 Fs较小。 

     ④ 电流互感器在测量时,实测的二次电流都是按额定电流比折算为一次电流。这样的 折算实际上是有误差的。也就是说,电流互感器实际电流比并不等于额定电流比, 二者之间具有一定的误差。因此,测量用电流互感器根据变电流时所产生的误差, 规定电流互感器的准确级。国产电流互感器的准确级计有:0.01 级、0.02 级、0.05 级、0.1 级、0.2 级、0.5 级、1 级、3 级和 5 级等。各级电流互感器的允许误差都 有详细的规定。但是在额定电流附近,各级电流互感器的误差,也可以大致简单的 认为,相应于 0.01 级……5 级,其允许误差为 0.01%……5%。  

 ⑵.保护用电流互感器 

    ① 在电力系统中,为了保证正常供电及保护贵重设备的安全,都有一套由各种继 电器控制设备组成的继电保护线路。当电力系统中发生故障时,这些保护装置就会动 作,切断故障的线路,如果是偶然的故障,还能够自动合闸,保证正常供电。 

    ② 保护用电流互感器,就是将线路上的电流变为一定大小的电流,给继电器等保 护装置供电。当线路上发生短路或其它故障,使线路上电流剧增时,通过电流互感器 供给继电器等保护装置的电流也随着剧增,使继电保护装置动作,切断故障线路。 保护用电流互感器的准确级用 5P 和 10P 表示,也相当于其允许误差为 5%或 10%。 

电压互感器: 

     电压互感器是发电厂、变电所等输电和供电系统不可缺少的一种电器。 

     精密电压互感器是电测试验室中用来扩大量限,测量电压、功率和电能的一种仪 器。 

     电压互感器和变压器很相像,都是用来变换线路上的电压。但是变压器变换电压的目的是为了输送电能,因此容量很大,一般都是以千伏安或兆伏安为计算单位;而 电压互感器变换电压的目的,主要是用来给测量仪表和继电保护装置供电,用来测量 线路的电压、功率和电能,或者用来在线路发生故障时保护线路中的贵重设备、电机 和变压器,因此电压互感器的容量很小,一般都只有几伏安、几十伏安,最大也不超 过一千伏安。 

      线路上为什么需要变换电压呢?这是因为根据发电、输电和用电的不同情况,线 路上的电压大小不一,而且相差悬殊,有的是低压 220V 和 380V,有的是高压几万伏 甚至几十万伏。要直接测量这些低压和高压电压,就需要根据线路电压的大小,制作 相应的低压和高压的电压表和其他仪表和继电器。这样不仅会给仪表制作带来很大困 难,而且更主要的是,要直接制作高压仪表,直接在高压线路上测量电压,那是不可 能的,而且也是绝对不允许的。 

      电压互感器的基本结构和变压器很相似,它也有两个绕组,一个叫一次绕组,一 个叫二次绕组。两个绕组都装在或绕在铁心上。两个绕组之间以及绕组与铁心之间都 有绝缘,使两个绕组之间以及绕组与铁心之间都有电的隔离。电压互感器在运行时, 一次绕组 N1并联接在线路上,二次绕组 N2并联接仪表或继电器,原理线路如图 2 所示。 因此在测量高压线路上的电压时,尽管一次电压很高,但二次却是低压的,可以确保 操作人员和仪表的安全。

 

 图 2 电压互感器原理线路

电流互感器用CT表示,电压互感器用PT表示。后来又用汉语拼音,电流互感器用LH表示,电压互感器用YH表示。更新的应该是电流互感器用TA表示,电压互感器用TV表示

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