MN12C202D交流并聯(lián)供電系統(tǒng)中,利用電流互感器來檢測無功電流和有功電流信號,以便實現(xiàn)自動均衡的目的。因此,有必要對測量用互感器的構(gòu)造和工作原理,誤差及準確度,使用中的注意事項以及檢驗等問題進行分析和研究。

測量用互感器的構(gòu)造原理,測量用互感器實際上就是一個鐵心變壓器,其典型結(jié)構(gòu)如圖6-1所示。它的閉合鐵心是由硅鋼片疊成的(也有用冷軋鋼帶或高導磁合金帶卷制而成的),以減少渦流損失。鐵心上通常繞有兩個或多個繞組(特殊情況可以是一個繞組,見6,7節(jié)),其中一個繞組接到電源,稱為測量用互感器的初級線圈,另一個電源接測量儀表繞組接到測量儀表,稱為測量用互感器的次級線圈。

電壓互感器一般相當于一個降壓變壓器,它的初級鐵心線圈的匝數(shù)遠多于次級線圈的匝數(shù)。通常電壓互感器初級線圈的額定電壓采用不同的電壓等級,而次級線圈的額定電壓都定為100V,這給測量帶來了很大方便。電壓  圖6-1 互感器的結(jié)構(gòu)示意圖互感器在線路中的符號表示如圖6-2所示,在圖中以兩個線圈的

符號表示,在初級線圈的相應(yīng)端鈕上標大寫的A、X,在次級線圈的相應(yīng)端鈕上標有小寫的a、x。電流互感器相當于一個電流變換K1,K2器,而它的初級線圈的匝數(shù)遠比次級線圈的匝數(shù)少得多,通常電流互感器額定i次級總是做成5A的(根據(jù)國家規(guī)定,當額定初級電流不超過200A時,也允許電壓互感器的符號

AX―初級線圈;

ax―次級線圈。

采用1A為額定次級電流),這樣可以方便測量。電流互感器在線 圖6-3 電流互感器符號路中的符號如圖6-3所示。由于電流互感器初級線圈匝數(shù)極少,L1L2―初級線圈;

至可以是幾匝或一匝,所以在符號中,初級線圈僅用一根直線表K1K2一次級線圈示,它的端鈕標有L1、L2,而次級線圈的端鈕則以符號K1、K2表示。

電壓互感器的變壓比和電流互感器的變流比,測量用互感器的額定初級電壓(或電流)與額定次級電壓(或電流)間的比值,叫做測量用互感器的額定變壓比Kt/(或額定變流比Κu)。

電壓互感器額定變壓比Ku=u1/u2;

電流互感器額定變流比ki=i1/i2。

測量用互感器的額定變比以分數(shù)形式注明在它的銘牌上,分子表示初級線圈額定電壓(或電流),分母表示次級線圈的額定電壓(或電流)。

若用儀表測得互感器次級的電壓(或電流),則可以根據(jù)互感器的額定變壓比Ku(或額定變流比KI)折算出初級的電壓(或電流)。即

σ1′=Ku・y2                 (6-1)

 r1`=Kf・r2                          (6-2)

式中,[71′、rl′是折算到初級的電壓、電流的數(shù)值,r1、r2是互感器次級用儀表測得的電壓、電流的數(shù)值。                            、

理想互感器的矢量圖及基本關(guān)系式,設(shè)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(shù)為71,次數(shù)線圈的匝數(shù)為W2,如圖6一4(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(yīng)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°。

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

σ2=E2=4Kfyw2.m    (6一4)

由式(6-3)及(6-4),可得

u1=Ty2(6-5)

即在理想情況下,電壓互感器的變壓比Kt等于初級線圈匝數(shù)與次級線圈匝數(shù)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i,當次級電路接通后,次級電流r2將產(chǎn)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i1rO保持不變。上述關(guān)系在圖6一4(b)中表現(xiàn)為″1r1與″272的矢量和等于″lrO,即

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

在實際應(yīng)用中,″1rO遠小于7山,因而可以近似地認為″1rl≈-″2r2,當只考慮數(shù)量關(guān)系時,可以表示為r2.