BQ24001PWPG4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结构,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,甚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Κ)。

电压互感器额定变压比Ku=l;

电流互感器额定变流比km=j。

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f≈k,因此,在理想情况下,初级电流与次级电流之比和初级、次级两线圈的匝数成反比关系。

测量用互感器的误差及准确度上节所讨论的理想互感器的变压比或变流比是一个不变的常数,只决定于,初级和次级两线圈的匝数。实际上由于互感器中存在着漏磁通,线圈电阻和铁心损耗,因而变压比与变流比并不是一个常数,而出现误差。本节讨论测量用互感器的误差及准确度,并用矢量图对误差进行分析。

测量用互感器的变比误差及相角误差,实际测量用互感器的J1与J2(或电流rl及r2)之比并不是严格保持一个常数Kj(或Kr),而是与互感器的工作状况(即电压和电流的大小,次级负载的大小和特性,以及电流的频率等)及互感器本身的结构和铁心材料等有关。因此,按式(6-1)和式(6-2)求出的数值叽′(或r1′)只是一个近似值,与被测量的实际值y1(或r1)存在一定的误差,通常称该误差为“比值差”,简称“比差”,以7σ(或/f)表示:

vbb=hj=.kl=hL×100%        (6-8)

同样

γr=yh=ui~±op×100%       (6-9)

除了比值差之外,还有所谓“相角差”。在理想情况下,电压互感器初、次级电压的矢量应当相差180°的相位角。同样,电流互感器初、次级电流的矢量也应相差180°。但是实际上,它们之间的相位差不可能刚好180°,而是180°+δ,这个δ角就称为互感器的“相角差”(简称“角差”)。δ可以是正的也可以是负的。通常规定:如果矢量况(或r2)・转180°后超前于tr1(或r1),则δ角就算是正的,若滞后于山(或h),则δ角就算是负的。

测量用互感器的矢量图及基本关系式,图6-5为测量用互感器的示意图及其矢量图,它与图6-4不同的地方是在主磁通Φ之外,还考虑了初、次级线圈的漏磁通Φ11、Φ12和两线圈的导线电阻u1、u2以及铁心的损耗。

在图6-5(b)中,假定负载为感性的,即r2滞后于巴,而且次级电路中的宝2、I2、rr2及r2J2等在绘图时都已乘上W1/u2的换算系数。

在图6-5(b)中,由于考虑到铁心中存在磁滞损耗及涡流损耗,所以rO较Φ导前α角。

ri、u2、u3、f2分别代表初级线圈和次级线圈的导线电阻及漏电抗。由电工理论可知

u1=rl(rl+r2)-E1         (6-10)

E2=r2(r2+r3)+y2          (6-11)

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