天皋淺談電壓互感器和電流互感器的作用以及區(qū)別
一.電壓互感器
電壓互感器的作用是:把高電壓按比例關系變換成100V或更低等級的標準二次電壓,供保護、計量、儀表裝置使用。同時,使用電壓互感器可以將高電壓與電氣工作人員隔離。電壓互感器雖然也是按照電磁感應原理工作的設備,但它的電磁結構關系與電流互感器相比正好相反。電壓互感器二次回路是高阻抗回路,二次電流的大小由回路的阻抗決定。當二次負載阻抗減小時,二次電流增大,使得 一次電流自動增大一個分量來滿足一、二次側之間的電磁平衡關系。可以說,電壓互感器是一個被限定結構和使用形式的特殊變壓器。
電壓互感器是發(fā)電廠、變電所等輸電和供電系統(tǒng)*的一種電器。精密電壓互感器是電測實驗室中用來擴大量限,測量電壓、功率和電能的一種儀器。
電壓互感器和變壓器很相象,都是用來變換線路上的電壓。但是變壓器變換電壓的目的是為了輸送電能,因此容量很大,一般都是以千伏安或兆伏安為計算單位;而電壓互感器變換電壓的目的,主要是給測量儀表和繼電保護裝置供電,用來測量線路的電壓、功率和電能,或者用來在線路發(fā)生故障時保護線路中的貴重設備、電機和變壓器,因此電壓互感器的容量很小,一般都只有幾伏安、幾十伏安,zui大也不超過一千伏安。
線路上為什么需要變換電壓呢?這是因為根據(jù)發(fā)電、輸電和用電的不同情況線路上的電壓大小不一,而且相差懸殊,有的是低壓220V和380V,有的是高壓幾萬伏甚至幾十萬伏。要直接測量這些低壓和高壓電壓,就需要根據(jù)線路電壓的大小,制作相應的低壓和高壓的電壓表和其他儀表和繼電器。這樣不僅會給儀表制作帶來很大的困難,而且更主要的是,要直接制作高壓儀表,直接在高壓線路上測量電壓。那是不可能的,而且也是不允許的。
如果在線路上接入電壓互感器變換電壓,那么就可以把線路上的低壓和高壓電壓,按相應的比例,統(tǒng)一變換為一種或幾種低壓電壓,只要用一種或幾種電壓規(guī)格的儀表和繼電器,例如通用的電壓為100V的儀表,就可以通過電壓互感器,測量和監(jiān)視線路上的電壓。
二.電流互感器
電流互感器的作用就是用于測量比較大的電流。電流互感器把大電流按一定比例變?yōu)樾‰娏鳎峁└鞣N儀表使用和繼電保護用的電流,并將二次系統(tǒng)與高電壓隔離。它不僅保證了人身和設備的安全,也使儀表和繼電器的制造簡單化、標準化,提高了經(jīng)濟效益。
1)將很大的一次電流轉變?yōu)闃藴实?安培;
2)為測量裝置和繼電保護的線圈提供電流;
3)對一次設備和二次設備進行隔離。
輸入電流時次級會產(chǎn)生一個與變比相應的輸出電流。通過運算放大器將電流信號轉換成電壓信號,調節(jié)反饋電阻Rf的值在輸出端得到所要求的電壓輸出。電容C及可調電阻r用來補償相移。
三.電路中加電流互感器和電壓互感器的作用(通俗說法)
電流互感器和電壓互感器在電路中的作用就是“檢測元件”。 我們對大電流和高電壓直接測量起來不方便,也不安全,就開發(fā)了這二種電器當做人們的“眼睛”,隨時監(jiān)測著電路的電流和電壓。
電流互感器就是將大電流或高電壓下的電流變換成低電壓標準電流(或1A)的電器; 電壓互感器就是將高電壓變換成標準電壓(100V)的電器; 通過檢測電流互感器二次變換出來的電流,就可知道電路中有無電流流過,電流大小是多少,是否在正常情況下運行。 通過檢測電壓互感器二次變換出來的電壓,就可知道電路中是否有電壓,電壓是否正常,在保護中還能“閉鎖”電流保護的誤動作,提高保護裝置動作的靈敏度。
四.電壓互感器和電流互感器在作用原理上有什么區(qū)別
主要區(qū)別是正常運行時工作狀態(tài)很不相同,表現(xiàn)為:
1)電流互感器二次可以短路,但不得開路;電壓互感器二次可以開路,但不得短路;
2)相對于二次側的負荷來說,電壓互感器的一次內阻抗較小以至可以忽略,可以認為電壓互感器是一個電壓源;而電流互感器的一次卻內阻很大,以至可以認為是一個內阻無窮大的電流源。
3)電壓互感器正常工作時的磁通密度接近飽和值,故障時磁通密度下降;電流互感器正常工作時磁通密度很低,而短路時由于一次側短路電流變得很大,使磁通密度大大增加,有時甚至遠遠超過飽和值。
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