電壓互感器、電流互感器和變壓器的三者關(guān)系
電壓互感器工作原理及作用
電壓互感器有一次繞組、二次繞組、鐵芯接線端子和絕緣支持物等組成,其工作原理:電磁感應(yīng)原理。一旦在一次繞組上產(chǎn)生電壓U1,在鐵芯中便產(chǎn)生一個磁通量,根據(jù)電磁感應(yīng)定律,則在二次繞組中產(chǎn)生二次電壓U2,其中U1與U2的比值取決于一次繞組和二次繞組的匝數(shù)比,因此可根據(jù)需要組成按不同比例變換電壓的電壓互感器。
電壓互感器在在運行時,一次繞組并聯(lián)接在線路上,二次繞組并聯(lián)接儀表或者繼電器,因此在測量高壓時,盡管一次電壓很高,但經(jīng)過變換后,二次電壓是低壓,直接測量可以保證操作人和儀表的安全。
電壓互感器結(jié)構(gòu)如圖(a)所示,其作用是可用它擴大交流電壓表的量程,將高電壓與電氣工作人員隔離。其工作原理與普通變壓器空載情況相似。使用時,應(yīng)把匝數(shù)較多的高壓繞組跨接至需要測量其電壓的供電線路上,而匝數(shù)較少的低壓繞組則與電壓表相連,如下圖(b)所示。
因為U1/U2=K,所以U1=KU2,由此可見高壓線路的電壓等于副邊所測得的電壓與變壓比的乘積(回顧:變壓器工作原理、原副邊電壓計算公式及變壓器變壓比講解)。當(dāng)電壓表同一只專用的電壓互感器配套使用時,伏特表的刻度就可以按電壓互感器高壓側(cè)的電壓標(biāo)出,這樣就可不必經(jīng)過換算,而直接從該電壓表上讀出高壓線路的電壓值。
通常電壓互感器副邊線繞組的額定電壓均設(shè)計同一標(biāo)準(zhǔn)值為100伏。因此,在不同電壓等級的電路中所用的電壓互感器,其變壓比是不同的,例如1000/100,600/100等等。
為了工作安全,電壓互感器的鐵殼機副邊繞組的一端必須接地,以防高、低壓線圈間絕緣損壞時,使低壓線圈的測量儀表對地產(chǎn)生一個高電壓,危機工作人員的人身安全。
電流互感器工作原理及作用
電流互感器(currenttransformer,簡稱CT),由一次線圈、二次線圈、鐵心、絕緣支撐及出線端子等組成。它的一次繞組匝數(shù)很少,串在需要測量的電流的線路中,二次繞組匝數(shù)比較多,串接在測量儀表和保護回路中。電流互感器起到變流和電氣隔離作用,它是電力系統(tǒng)中測量儀表、繼電保護等二次設(shè)備獲取電氣一次回路電流信息的傳感器,電流互感器將高電流按比例轉(zhuǎn)換成低電流,電流互感器一次側(cè)接在一次系統(tǒng),二次側(cè)接測量儀表、繼電保護等。
電流互感器的鐵心由硅鋼片疊制而成,其一次線圈與主電路串聯(lián),且通過被測電流I1,它在鐵心內(nèi)產(chǎn)生交變磁通,使二次線圈感應(yīng)出相應(yīng)的二次電流I2。如將勵磁損耗忽略不計,則I1n1=I2n2,其中n1和n2分別為一、二次線圈的匝數(shù)。電流互感器的變流比K=I1/I2=n2/n1。
由于電流互感器的一次線圈連接在主電路中,所以一次線圈對地必須采取與一次線路電壓相適應(yīng)的絕緣材料,以確保二次回路與人身的安全。二次回路由電流互感器的二次線圈、儀表以及繼電器的電流線圈串聯(lián)組成。電流互感器大致可分為兩類,測量用電流互感器和保護用電流互感器。
電流互感器的原理是依據(jù)電磁感應(yīng)原理,它的一次繞組經(jīng)常有線路的全部電流流過,電流互感器在工作時,它的2次回路始終是閉合的,因此測量儀表和保護回路串聯(lián)線圈的阻抗很小,電流互感器的工作狀態(tài)接近短路。
在理想的電流互感器中,如果假定空載電流Ⅰ0=0,則總磁動勢Ⅰ0N0=0,根據(jù)能量守恒定律,一次繞組磁動勢等于二次繞組磁動勢,即
Ⅰ1NI=-Ⅰ2N2
即電流互感器的電流與它的匝數(shù)成反比,一次電流對二次電流的比值Ⅰ1/Ⅰ2稱為電流互感器的電流比。當(dāng)知道二次電流時,乘上電流比就可以求出一次電流,這時二次電流的相量與一次電流的相量相差1800。
變壓器工作原理及作用
變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件,當(dāng)初級線圈中通有交流電流時,鐵芯(或磁芯)中便產(chǎn)生交流磁通,使次級線圈中感應(yīng)出電壓(或電流)。
變壓器由鐵芯(或磁芯)和線圈組成,線圈有兩個或兩個以上的繞組,其中接電源的繞組叫初級線圈,其余的繞組叫次級線圈。在發(fā)電機中,不管是線圈運動通過磁場或磁場運動通過固定線圈,均能在線圈中感應(yīng)電勢,此兩種情況,磁通的值均不變,但與線圈相交鏈的磁通數(shù)量卻有變動,這是互感應(yīng)的原理叫電磁感應(yīng)原理。
具體是:當(dāng)變壓器一次側(cè)施加交流電壓U1,流過一次繞組的電流為I1,則該電流在鐵芯中會產(chǎn)生交變磁通,使一次繞組和二次繞組發(fā)生電磁聯(lián)系,根據(jù)電磁感應(yīng)原理,交變磁通穿過這兩個繞組就會感應(yīng)出電動勢,其大小與繞組匝數(shù)以及主磁通的最大值成正比,繞組匝數(shù)多的一側(cè)電壓高,繞組匝數(shù)少的一側(cè)電壓低,當(dāng)變壓器二次側(cè)開路,即變壓器空載時,一二次端電壓與一二次繞組匝數(shù)成正比,即U1/U2=N1/N2,但初級與次級頻率保持一致,從而實現(xiàn)電壓的變化。
簡單的說:當(dāng)一次側(cè)接到交流電源時,繞組中便有交流電流過,并在鐵芯中產(chǎn)生與外加電壓頻率相同的交變磁通,交變磁通分別在一、二次側(cè)感應(yīng)出同頻率的電動勢。
二次側(cè)有了電動勢,便向負載輸出電能,實現(xiàn)了不同電壓等級電能的傳遞。由于感應(yīng)電動勢的大小與繞組的匝數(shù)成正比,,因此改變一、二次側(cè)的匝數(shù)即可改變二次側(cè)的電壓。
電壓互感器、電流互感器和變壓器的三者相同點
電壓互感器和變壓器就像一對兄弟一樣,工作原理與一般的變壓器相同都是運用電磁感應(yīng)原理,主要是容量的問題。互感器是作為變壓器的“血脈”分支,僅在結(jié)構(gòu)型式、所用材質(zhì)、使用效果、容量、允許誤差范圍等方面有所差別,兩者之間的沒有很大的明顯差異。
符號是一樣的,因為電壓互感器其實就是變壓器。
但是在主接線圖中,變壓器高低壓側(cè)出線都會畫出來,
而電壓互感器雖然也是高低壓都有出線,但因為它的低壓
出線是接去二次設(shè)備的,所以一般不會畫出來。
區(qū)別就出來了,變壓器兩側(cè)都有出線,電壓互感器只有高壓進線,
沒有低壓出線(實際有,但不畫出)。
電壓互感器、電流互感器和變壓器的三者有沒事拆差異?
電壓互感器、電流互感器和變壓器的三者結(jié)構(gòu)型式、所用材質(zhì)、使用效果、容量、允許誤差范圍等方面有所差別,兩者之間的沒有很大的明顯差異。
變壓器:變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件,當(dāng)初級線圈中通有交流電流時,鐵芯(或磁芯)中便產(chǎn)生交流磁通,使次級線圈中感應(yīng)出電壓(或電流),用于改變電壓等級,負載較大電流。
電壓互感器:電壓互感器是一種電壓變換裝置,它將高電壓變換為低電壓,用來測量線路的電壓、功率和電能;也可以運用在線路發(fā)生故障時保護線路中的設(shè)備、電機和變壓器。
按用途可以具體分成測量保護用電壓互感器和計量用電壓互感器。
電壓互感器電流互感器都是一種電壓變換裝置。它將高電壓變換為低電壓,以便用低壓量值反映高壓量值的變化。因此,通過可以直接用普通電氣儀表進行電壓測量。
1、電壓互感器又稱儀用變壓器,是一種電壓變換裝置,和變壓器不同之處在于電壓互感器使用的鐵芯材料屬高導(dǎo)磁材料,電壓互感器可以說是一個帶鐵心的變壓器。
2、電壓互感器的容量相對于變壓器來說比較小,一般為幾十到幾百伏安,因為容量越大精度越難以控制。
3、電壓互感器一次側(cè)電壓即電網(wǎng)電壓,不受二次負荷影響,并且大多數(shù)情況下其負荷是恒定的。
4、二次側(cè)負荷主要是儀表、繼電器線圈,它們的阻抗很大,通過的電流很少。如果無限期增加二次負荷,二次電壓會降低,造成測量誤錯增大。
5、用電壓互感器來間接測量電壓,能準(zhǔn)確反映高壓側(cè)的量值,保證測量精度。本文由福鷹電子提供6、不管電壓互感器初級電壓有多高,其次級額定電壓一般都是100V,使得測量儀表和繼電器電壓線圈制造上得以標(biāo)準(zhǔn)化。而且保證了儀表測量和繼電保護工作的安全,也解決了高壓測量的絕緣、制造工藝等困難。
7、電壓互感器常用于變配電儀表測量和繼電保護等回路。
變壓器:
1變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件,當(dāng)初級線圈中通有交流電流時,鐵芯(或磁芯)中便產(chǎn)生交流磁通,使次級線圈中感應(yīng)出電壓(或電流),用于改變電壓等級,負載較大電流。
1、變壓器種類很多,按冷卻方式、防潮方式、鐵芯或線圈結(jié)構(gòu)、電源相數(shù)、用途等分若干個類;
2、變壓器的容量由小到大,從幾十伏安大到幾十兆伏安;
3、變壓器的一次側(cè)電壓受二次負荷影響較大,負荷大時系統(tǒng)電壓會受到影響;
4、變壓器二次側(cè)負荷就是各種用電設(shè)備,通過的電流較大,具有較強的帶負載能力;
5、變壓器一次側(cè)電壓不論多高,均可根據(jù)需要升高或降低二次電壓;
6、變壓器的外形與體積因容量的不同有時很大;7、變壓器常用于多種場合。TA的也差不了多少,自己去研究一下吧。
電流互感器跟變壓器的區(qū)別
電流互感器的工作原理和電壓互感器基本一樣,都是應(yīng)用了電磁感應(yīng)原理。但其不同點是:電力變壓器、電壓互感器,其接線一次繞組是并接在電源上,而電流互感器接線一次繞組是串接在電源上。電流互感器與普通變壓器在原理上相比較,具有以下不同點。
①電流互感器的一次繞組的匝數(shù)很少,是串接在電路中,所以一次繞組中的電流完全取決于被測電路的負荷電流,和二次電流大小無關(guān)。電力變壓器則相反,一次電流的大小是隨二次負荷電流的變化而變化。
②電流互感器二次繞組所接儀表和儀器的阻抗很小,故在正常情況下接近于短路狀態(tài)下運行,而電力變壓器的二次繞組即低壓側(cè)是不允許短路運行的,一旦短路就會燒壞電力變壓器。電流互感器短路是不會發(fā)生問題,相反開路時就會產(chǎn)生高壓燒壞儀表、儀器,如人員碰觸時就會造成人身觸電事故。
③電流互感器二次開路時會產(chǎn)生高壓的原因是:正常時,一次繞組電流產(chǎn)生的磁通大部分被二次電流所平衡。如果二次繞組開路,一次電流就會將全部用來勵磁,致使鐵芯飽和,鐵芯發(fā)熱并且感應(yīng)出高壓電壓,所以二次繞組是不允許開路的,電力變壓器就不會存在上述問題。