B1805AQ测量用互感器概述,测量用互感器是一种变换交流电压或电流使得便于测量的电器。其中变换交流电压的称为电压互感器;变换交流电流的称为电流互感器。采用测量用互感器后,就可用一般的测量仪表来测量高电压、大电流、大功率等,并可保证人身和测量仪表的安全,它在电测技术中得到了广泛的应用。

测量用互感器实质上就是与测量仪表配合使用的小型变压器。它的作用通常是将测量的高电压(用电压互感器)或大电流(用电流互感器)转换到适合于电压表(通常为100V)或电流表(通常为5A)测量的范围。采用测量用互感器与采用分流器或附加电阻相比较,主要有下列几方面的优点:

一表多用。当采用一个多量限的测量用互感器,或用几个单量限的互感器后,可以大大地扩展仪表的测量范围。特别在所用仪表是较准确的标准表时,更可以充分发挥该标准表的作用。采用合适的互感器,不仅可以将高电压、大电流降低,还可以反过来将低电压、小电流变大,使之适合于仪表的量限。

一个互感器可以同时接入几种仪表。采用分流器或附加电阻扩大仪表量限时,不能将几个仪表同时接到一个分流器或附加电阻上。而互感器则可以同时接入几种仪表,例如电流表和功率表的电流线圈,或电压表和功率表的电压线圈等。因此,使设各费用和安装空间、地位都可以节省。

降低功率损耗。用互感器扩大交流仪表的量限时,比采用分流器或附加电阻时的功率损耗要小得多。

保障安全。采用互感器后,指示仪表可以放置在远离被测回路的地方,并且与被测回路绝缘,没有电的直接联系。这一点对于高电压测量来说是一个很大的优点。这样,不仅保障了工作人员的安全,而且对测量仪表来说,也不需要考虑对高压绝缘的要求,降低了仪表的造价。因此,在高压电路中,即使电流不大,没有超过电流表的量限,电流表的接入还是要通过电流互感器。

仪表制造标准化。采用互感器后,在工程测量中,仪表的量限可设计为5A和100V,而不需按被测电流的大小和电压的高低来设计。

由此可见,采用测量用互感器以后,使得交流高电压或大电流的测量变得安全、可靠,在工程测量中得到广泛的应用。

电压互感器和电流互感器在现代飞机交流系统中有很多的应用。例如交流发电机的自动电压调节器中,利用电压互感器来检测400 Hz三相交流电压的波动,它将检测到的电压降压整流后与参考电压进行比较,使调压器进行调压。电流互感器不仅用于发电机负载电流的测量,而且在交流发电机的复激电路中,需用电流互感器根据负载电流来提供复激电流。除此以外,在过流保护、差动电流保护等自动保护装置中,也要使用电流互感器。在额定变流比KI)折算出初级的电压(或电流)。即

σ1=Ku・y2                 (6-1)

uir1==Kf・r2                          (6-2)

式中,u71、url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6-4(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°。

σ1=E1=4Kfy1m     (6-3)

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=4Kfyw2om    (6-4)

由式(6-3)及(6-4),可得

u1=Ty2u2        (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ui,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u1rO保持不变。上述关系在图6-4(b)中表现为u1r1与u272的矢量和等于ulrO,即T/1r1~w2F2 =u/1rO                              (6-6)

在实际应用中,u1rO远小于7,因而可以近似地认为u1rl≈u2r2,当只考虑数量关系时,可以表示为u3=Φr2.

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