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电压互感器、电流互感器和变压器三者的关系

互感器厂 / 2018-05-11
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  电压互感器、电流互感器和变压器的三者关系

  电压互感器工作原理及作用

 电压互感器原理图

  电压互感器有一次绕组、二次绕组、铁芯接线端子和绝缘支持物等组成,其工作原理:电磁感应原理。一旦在一次绕组上产生电压U1,在铁芯中便产生一个磁通量,根据电磁感应定律,则在二次绕组中产生二次电压U2,其中U1与U2的比值取决于一次绕组和二次绕组的匝数比,因此可根据需要组成按不同比例变换电压的电压互感器。

  电压互感器在在运行时,一次绕组并联接在线路上,二次绕组并联接仪表或者继电器,因此在测量高压时,尽管一次电压很高,但经过变换后,二次电压是低压,直接测量可以保证操作人和仪表的安全。

  电压互感器结构如图(a)所示,其作用是可用它扩大交流电压表的量程,将高电压与电气工作人员隔离。其工作原理与普通变压器空载情况相似。使用时,应把匝数较多的高压绕组跨接至需要测量其电压的供电线路上,而匝数较少的低压绕组则与电压表相连,如下图(b)所示。

  因为U1/U2=K,所以U1=KU2,由此可见高压线路的电压等于副边所测得的电压与变压比的乘积(回顾:变压器工作原理、原副边电压计算公式及变压器变压比讲解)。当电压表同一只专用的电压互感器配套使用时,伏特表的刻度就可以按电压互感器高压侧的电压标出,这样就可不必经过换算,而直接从该电压表上读出高压线路的电压值。

  通常电压互感器副边线绕组的额定电压均设计同一标准值为100伏。因此,在不同电压等级的电路中所用的电压互感器,其变压比是不同的,例如1000/100,600/100等等。

  为了工作安全,电压互感器的铁壳机副边绕组的一端必须接地,以防高、低压线圈间绝缘损坏时,使低压线圈的测量仪表对地产生一个高电压,危机工作人员的人身安全。

  电流互感器工作原理及作用

电流互感器工作原理图

  电流互感器(currenttransformer,简称CT),由一次线圈、二次线圈、铁心、绝缘支撑及出线端子等组成。它的一次绕组匝数很少,串在需要测量的电流的线路中,二次绕组匝数比较多,串接在测量仪表和保护回路中。电流互感器起到变流和电气隔离作用,它是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获取电气一次回路电流信息的传感器,电流互感器将高电流按比例转换成低电流,电流互感器一次侧接在一次系统,二次侧接测量仪表、继电保护等。

  电流互感器的铁心由硅钢片叠制而成,其一次线圈与主电路串联,且通过被测电流I1,它在铁心内产生交变磁通,使二次线圈感应出相应的二次电流I2。如将励磁损耗忽略不计,则I1n1=I2n2,其中n1和n2分别为一、二次线圈的匝数。电流互感器的变流比K=I1/I2=n2/n1。

  由于电流互感器的一次线圈连接在主电路中,所以一次线圈对地必须采取与一次线路电压相适应的绝缘材料,以确保二次回路与人身的安全。二次回路由电流互感器的二次线圈、仪表以及继电器的电流线圈串联组成。电流互感器大致可分为两类,测量用电流互感器和保护用电流互感器。

  电流互感器的原理是依据电磁感应原理,它的一次绕组经常有线路的全部电流流过,电流互感器在工作时,它的2次回路始终是闭合的,因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小,电流互感器的工作状态接近短路。

  在理想的电流互感器中,如果假定空载电流Ⅰ0=0,则总磁动势Ⅰ0N0=0,根据能量守恒定律,一次绕组磁动势等于二次绕组磁动势,即

  Ⅰ1NI=-Ⅰ2N2

  即电流互感器的电流与它的匝数成反比,一次电流对二次电流的比值Ⅰ1/Ⅰ2称为电流互感器的电流比。当知道二次电流时,乘上电流比就可以求出一次电流,这时二次电流的相量与一次电流的相量相差1800。

  变压器工作原理及作用

变压器原理图

  变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件,当初级线圈中通有交流电流时,铁芯(或磁芯)中便产生交流磁通,使次级线圈中感应出电压(或电流)。

  变压器由铁芯(或磁芯)和线圈组成,线圈有两个或两个以上的绕组,其中接电源的绕组叫初级线圈,其余的绕组叫次级线圈。在发电机中,不管是线圈运动通过磁场或磁场运动通过固定线圈,均能在线圈中感应电势,此两种情况,磁通的值均不变,但与线圈相交链的磁通数量却有变动,这是互感应的原理叫电磁感应原理。

  具体是:当变压器一次侧施加交流电压U1,流过一次绕组的电流为I1,则该电流在铁芯中会产生交变磁通,使一次绕组和二次绕组发生电磁联系,根据电磁感应原理,交变磁通穿过这两个绕组就会感应出电动势,其大小与绕组匝数以及主磁通的最大值成正比,绕组匝数多的一侧电压高,绕组匝数少的一侧电压低,当变压器二次侧开路,即变压器空载时,一二次端电压与一二次绕组匝数成正比,即U1/U2=N1/N2,但初级与次级频率保持一致,从而实现电压的变化。

  简单的说:当一次侧接到交流电源时,绕组中便有交流电流过,并在铁芯中产生与外加电压频率相同的交变磁通,交变磁通分别在一、二次侧感应出同频率的电动势。

  二次侧有了电动势,便向负载输出电能,实现了不同电压等级电能的传递。由于感应电动势的大小与绕组的匝数成正比,,因此改变一、二次侧的匝数即可改变二次侧的电压。

  电压互感器、电流互感器和变压器的三者相同点

  电压互感器和变压器就像一对兄弟一样,工作原理与一般的变压器相同都是运用电磁感应原理,主要是容量的问题。互感器是作为变压器的“血脉”分支,仅在结构型式、所用材质、使用效果、容量、允许误差范围等方面有所差别,两者之间的没有很大的明显差异。

  符号是一样的,因为电压互感器其实就是变压器。

  但是在主接线图中,变压器高低压侧出线都会画出来,

  而电压互感器虽然也是高低压都有出线,但因为它的低压

  出线是接去二次设备的,所以一般不会画出来。

  区别就出来了,变压器两侧都有出线,电压互感器只有高压进线,

  没有低压出线(实际有,但不画出)。

  电压互感器、电流互感器和变压器的三者有没事拆差异?

  电压互感器、电流互感器和变压器的三者结构型式、所用材质、使用效果、容量、允许误差范围等方面有所差别,两者之间的没有很大的明显差异。

  变压器:变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件,当初级线圈中通有交流电流时,铁芯(或磁芯)中便产生交流磁通,使次级线圈中感应出电压(或电流),用于改变电压等级,负载较大电流。

  电压互感器:电压互感器是一种电压变换装置,它将高电压变换为低电压,用来测量线路的电压、功率和电能;也可以运用在线路发生故障时保护线路中的设备、电机和变压器。

  按用途可以具体分成测量保护用电压互感器和计量用电压互感器。

  电压互感器电流互感器都是一种电压变换装置。它将高电压变换为低电压,以便用低压量值反映高压量值的变化。因此,通过可以直接用普通电气仪表进行电压测量。

  1、电压互感器又称仪用变压器,是一种电压变换装置,和变压器不同之处在于电压互感器使用的铁芯材料属高导磁材料,电压互感器可以说是一个带铁心的变压器。

  2、电压互感器的容量相对于变压器来说比较小,一般为几十到几百伏安,因为容量越大精度越难以控制。

  3、电压互感器一次侧电压即电网电压,不受二次负荷影响,并且大多数情况下其负荷是恒定的。

  4、二次侧负荷主要是仪表、继电器线圈,它们的阻抗很大,通 过的电流很少。如果无限期增加二次负荷,二次电压会降低,造成测量误错增大。

  5、用电压互感器来间接测量电压,能准确反映高压侧的量值,保证测量精度。本文由福鹰电子提供6、不管电压互感器初级电压有多高,其次级额定电压一般都是100V,使得测量仪表和继电器电压线圈制造上得以标准化。而且保证了仪表测量和继电保护工作的安全,也解决了高压测量的绝缘、制造工艺等困难。

  7、电压互感器常用于变配电仪表测量和继电保护等回路。

  变压器:

  1变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件,当初级线圈中通有交流电流时,铁芯(或磁芯)中便产生交流磁通,使次级线圈中感应出电压(或电流),用于改变电压等级,负载较大电流。

  1、变压器种类很多,按冷却方式、防潮方式、铁芯或线圈结构、电源相数、用途等分若干个类;

  2、变压器的容量由小到大,从几十伏安大到几十兆伏安;

  3、变压器的一次侧电压受二次负荷影响较大,负荷大时系统电压会受到影响;

  4、变压器二次侧负荷就是各种用电设备,通过的电流较大,具有较强的带负载能力;

  5、变压器一次侧电压不论多高,均可根据需要升高或降低二次电压;

  6、变压器的外形与体积因容量的不同有时很大;7、变压器常用于多种场合。TA的也差不了多少,自己去研究一下吧。

  电流互感器跟变压器的区别

  电流互感器的工作原理和电压互感器基本一样,都是应用了电磁感应原理。但其不同点是:电力变压器、电压互感器,其接线一次绕组是并接在电源上,而电流互感器接线一次绕组是串接在电源上。电流互感器与普通变压器在原理上相比较,具有以下不同点。

  ①电流互感器的一次绕组的匝数很少,是串接在电路中,所以一次绕组中的电流完全取决于被测电路的负荷电流,和二次电流大小无关。电力变压器则相反,一次电流的大小是随二次负荷电流的变化而变化。

  ②电流互感器二次绕组所接仪表和仪器的阻抗很小,故在正常情况下接近于短路状态下运行,而电力变压器的二次绕组即低压侧是不允许短路运行的,一旦短路就会烧坏电力变压器。电流互感器短路是不会发生问题,相反开路时就会产生高压烧坏仪表、仪器,如人员碰触时就会造成人身触电事故。

  ③电流互感器二次开路时会产生高压的原因是:正常时,一次绕组电流产生的磁通大部分被二次电流所平衡。如果二次绕组开路,一次电流就会将全部用来励磁,致使铁芯饱和,铁芯发热并且感应出高压电压,所以二次绕组是不允许开路的,电力变压器就不会存在上述问题。

  

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