B1805AQ測量用互感器概述,測量用互感器是一種變換交流電壓或電流使得便于測量的電器。其中變換交流電壓的稱為電壓互感器;變換交流電流的稱為電流互感器。采用測量用互感器后,就可用一般的測量儀表來測量高電壓、大電流、大功率等,并可保證人身和測量儀表的安全,它在電測技術中得到了廣泛的應用。

測量用互感器實質上就是與測量儀表配合使用的小型變壓器。它的作用通常是將測量的高電壓(用電壓互感器)或大電流(用電流互感器)轉換到適合于電壓表(通常為100V)或電流表(通常為5A)測量的范圍。采用測量用互感器與采用分流器或附加電阻相比較,主要有下列幾方面的優點:

一表多用。當采用一個多量限的測量用互感器,或用幾個單量限的互感器后,可以大大地擴展儀表的測量范圍。特別在所用儀表是較準確的標準表時,更可以充分發揮該標準表的作用。采用合適的互感器,不僅可以將高電壓、大電流降低,還可以反過來將低電壓、小電流變大,使之適合于儀表的量限。

一個互感器可以同時接入幾種儀表。采用分流器或附加電阻擴大儀表量限時,不能將幾個儀表同時接到一個分流器或附加電阻上。而互感器則可以同時接入幾種儀表,例如電流表和功率表的電流線圈,或電壓表和功率表的電壓線圈等。因此,使設各費用和安裝空間、地位都可以節省。

降低功率損耗。用互感器擴大交流儀表的量限時,比采用分流器或附加電阻時的功率損耗要小得多。

保障安全。采用互感器后,指示儀表可以放置在遠離被測回路的地方,并且與被測回路絕緣,沒有電的直接聯系。這一點對于高電壓測量來說是一個很大的優點。這樣,不僅保障了工作人員的安全,而且對測量儀表來說,也不需要考慮對高壓絕緣的要求,降低了儀表的造價。因此,在高壓電路中,即使電流不大,沒有超過電流表的量限,電流表的接入還是要通過電流互感器。

儀表制造標準化。采用互感器后,在工程測量中,儀表的量限可設計為5A和100V,而不需按被測電流的大小和電壓的高低來設計。

由此可見,采用測量用互感器以后,使得交流高電壓或大電流的測量變得安全、可靠,在工程測量中得到廣泛的應用。

電壓互感器和電流互感器在現代飛機交流系統中有很多的應用。例如交流發電機的自動電壓調節器中,利用電壓互感器來檢測400 Hz三相交流電壓的波動,它將檢測到的電壓降壓整流后與參考電壓進行比較,使調壓器進行調壓。電流互感器不僅用于發電機負載電流的測量,而且在交流發電機的復激電路中,需用電流互感器根據負載電流來提供復激電流。除此以外,在過流保護、差動電流保護等自動保護裝置中,也要使用電流互感器。在額定變流比KI)折算出初級的電壓(或電流)。即

σ1=Ku・y2                 (6-1)

uir1==Kf・r2                          (6-2)

式中,u71、url是折算到初級的電壓、電流的數值,r1、r2是互感器次級用儀表測得的電壓、電流的數值。                            、

理想互感器的矢量圖及基本關系式,設某一互感器由裝在閉合鐵心上的兩線圈組成,初級線圈的匝數為71,次數線圈的匝數為W2,如圖6-4(a)所示。在理想情況下,假定各線圈的電阻和鐵心的磁阻極小可以忽略不計,而且還假定漏磁通等于零,即全部磁通Φ與兩線圈的所有各匝都交鏈。滿足這樣條件的互感器便稱為理想互感器。

圖6-4(b)是感性負載時理想互感器的矢量圖。當磁通交變時,由電工理論可知:初級線圈中感應電勢E1與加在初級線圈上的外電壓已相位相反,而且窒1滯后于磁通Φ90°。

σ1=E1=4Kfy1m     (6-3)

式中Kf為波形因數,r為頻率,Φm為磁通的最大值。圖中次級線圈中的感應電勢龍2與接向負載的端電壓J2相位相同,其數值關系為

σ2=E2=4Kfyw2om    (6-4)

由式(6-3)及(6-4),可得

u1=Ty2u2        (6-5)

即在理想情況下,電壓互感器的變壓比Kt等于初級線圈匝數與次級線圈匝數之比,理想互感器及矢量圖,圖6-4(b)中W1rO表示當次級電路開路時,磁路中(a)理想互感器;(b)矢量圖。

要建立起磁通Φ所需的磁動勢的大小,這時r2=o,所以流過初級線圈的電流F1就等于ui,當次級電路接通后,次級電流r2將產生一個新的磁勢″2r2,它的作用是企圖改變磁通Φ,但是在外加電壓巴不變的條件下,由式(6-3)確定的E1和Φm都不會改變,因此rl必然要增加以抵消u2r2的作用,使得Φm保持不變,也就是使合成的磁勢u1rO保持不變。上述關系在圖6-4(b)中表現為u1r1與u272的矢量和等于ulrO,即T/1r1~w2F2 =u/1rO                              (6-6)

在實際應用中,u1rO遠小于7,因而可以近似地認為u1rl≈u2r2,當只考慮數量關系時,可以表示為u3=Φr2.

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