MN12C202D交流并联供电系统中,利用电流互感器来检测无功电流和有功电流信号,以便实现自动均衡的目的。因此,有必要对测量用互感器的构造和工作原理,误差及准确度,使用中的注意事项以及检验等问题进行分析和研究。

测量用互感器的构造原理,测量用互感器实际上就是一个铁心变压器,其典型结构如图6-1所示。它的闭合铁心是由硅钢片叠成的(也有用冷轧钢带或高导磁合金带卷制而成的),以减少涡流损失。铁心上通常绕有两个或多个绕组(特殊情况可以是一个绕组,见6,7节),其中一个绕组接到电源,称为测量用互感器的初级线圈,另一个电源接测量仪表绕组接到测量仪表,称为测量用互感器的次级线圈。

电压互感器一般相当于一个降压变压器,它的初级铁心线圈的匝数远多于次级线圈的匝数。通常电压互感器初级线圈的额定电压采用不同的电压等级,而次级线圈的额定电压都定为100V,这给测量带来了很大方便。电压  图6-1 互感器的结构示意图互感器在线路中的符号表示如图6-2所示,在图中以两个线圈的

符号表示,在初级线圈的相应端钮上标大写的A、X,在次级线圈的相应端钮上标有小写的a、x。电流互感器相当于一个电流变换K1,K2器,而它的初级线圈的匝数远比次级线圈的匝数少得多,通常电流互感器额定i次级总是做成5A的(根据国家规定,当额定初级电流不超过200A时,也允许电压互感器的符号

AX―初级线圈;

ax―次级线圈。

采用1A为额定次级电流),这样可以方便测量。电流互感器在线 图6-3 电流互感器符号路中的符号如图6-3所示。由于电流互感器初级线圈匝数极少,L1L2―初级线圈;

至可以是几匝或一匝,所以在符号中,初级线圈仅用一根直线表K1K2一次级线圈示,它的端钮标有L1、L2,而次级线圈的端钮则以符号K1、K2表示。

电压互感器的变压比和电流互感器的变流比,测量用互感器的额定初级电压(或电流)与额定次级电压(或电流)间的比值,叫做测量用互感器的额定变压比Kt/(或额定变流比Κu)。

电压互感器额定变压比Ku=u1/u2;

电流互感器额定变流比ki=i1/i2。

测量用互感器的额定变比以分数形式注明在它的铭牌上,分子表示初级线圈额定电压(或电流),分母表示次级线圈的额定电压(或电流)。

若用仪表测得互感器次级的电压(或电流),则可以根据互感器的额定变压比Ku(或额定变流比KI)折算出初级的电压(或电流)。即

σ1′=Ku・y2                 (6-1)

 r1`=Kf・r2                          (6-2)

式中,[71′、rl′是折算到初级的电压、电流的数值,r1、r2是互感器次级用仪表测得的电压、电流的数值。                            、

理想互感器的矢量图及基本关系式,设某一互感器由装在闭合铁心上的两线圈组成,初级线圈的匝数为71,次数线圈的匝数为W2,如图6一4(a)所示。在理想情况下,假定各线圈的电阻和铁心的磁阻极小可以忽略不计,而且还假定漏磁通等于零,即全部磁通Φ与两线圈的所有各匝都交链。满足这样条件的互感器便称为理想互感器。

图6-4(b)是感性负载时理想互感器的矢量图。当磁通交变时,由电工理论可知:初级线圈中感应电势E1与加在初级线圈上的外电压已相位相反,而且窒1滞后

于磁通Φ90°。

式中Kf为波形因数,r为频率,Φm为磁通的最大值。图中次级线圈中的感应电势龙2与接向负载的端电压J2相位相同,其数值关系为

σ2=E2=4Kfyw2.m    (6一4)

由式(6-3)及(6-4),可得

u1=Ty2(6-5)

即在理想情况下,电压互感器的变压比Kt等于初级线圈匝数与次级线圈匝数之比。理想互感器及矢量图

图6-4(b)中W1rO表示当次级电路开路时,磁路中  (a)理想互感器;(b)矢量图。

要建立起磁通Φ所需的磁动势的大小,这时r2=o,所以流过初级线圈的电流F1就等于i,当次级电路接通后,次级电流r2将产生一个新的磁势″2r2,它的作用是企图改变磁通Φ,但是在外加电压巴不变的条件下,由式(6-3)确定的E1和Φm都不会改变,因此rl必然要增加以抵消u2r2的作用,使得Φm保持不变,也就是使合成的磁势i1rO保持不变。上述关系在图6一4(b)中表现为″1r1与″272的矢量和等于″lrO,即

T1/1r1 ~{~w2F2 =u/1rO                              (6-6)

在实际应用中,″1rO远小于7山,因而可以近似地认为″1rl≈-″2r2,当只考虑数量关系时,可以表示为r2.