淺談供電系統(tǒng)測(cè)量電路的儀用互感器

朱運(yùn)曉

（新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453006）

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淺談供電系統(tǒng)測(cè)量電路的儀用互感器

朱運(yùn)曉

（新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453006）

摘要：本文介紹了供電系統(tǒng)電路測(cè)量中常用的電壓互感器和電流互感器。在測(cè)量電路中，用電壓互感器測(cè)電壓，用電流互感器測(cè)電流。

關(guān)鍵詞：電壓互感器；電流互感器

一、概述

儀用互感器是電力系統(tǒng)、用戶(hù)供配電系統(tǒng)中專(zhuān)供測(cè)量和保護(hù)用的一種主要電器。它是一種特殊變壓器，儀用互感器可分為電壓互感器和電流互感器兩大類(lèi)：前者能將系統(tǒng)的高電壓變成標(biāo)準(zhǔn)的低電壓；后者能將高壓系統(tǒng)中的電流或低壓系統(tǒng)中的大電流變成低壓標(biāo)準(zhǔn)的小電流，用以供給測(cè)量?jī)x表和繼電器。

二、電壓互感器測(cè)電壓

（一）電壓互感器的工作原理。

電壓互感器又稱(chēng)儀用變壓器，習(xí)稱(chēng)“壓變”。按其工作原理可分為電磁感應(yīng)原理和電容分壓原理兩類(lèi)。常用的電壓互感器是利用電磁感應(yīng)原理工作的，它的基本構(gòu)造與普通變壓器相同。主要由鐵芯，一次繞組、二次繞組組成，電壓互感器一次繞組匝數(shù)較多，二次繞組匝數(shù)較少，使用時(shí)一次繞組與被測(cè)量電路并聯(lián)，二次繞組與測(cè)量?jī)x表或繼電器等電壓線(xiàn)圈并聯(lián)。由于測(cè)量?jī)x表、繼電器等電壓線(xiàn)圈的阻抗很大，因此，電壓互感器在正常運(yùn)行中相當(dāng)于一個(gè)空載運(yùn)行的降壓變壓器，它的二次電壓基本上等與二次電動(dòng)勢(shì)值，且取決于恒定的一次電壓值，所以電壓互感器在準(zhǔn)確度所允許的負(fù)載范圍內(nèi)，能夠精確地測(cè)量一次電壓。

電壓互感器工作時(shí)相當(dāng)于一臺(tái)降壓變壓器，其一次電壓U1與二次電壓U2間，存在著下列關(guān)系U1/U2=N1/N2=Ku，式中 N1、N2-電壓互感器一次和二次繞組的匝數(shù)；Ku-變壓比，一般采用銘牌上標(biāo)的一、二次額定電壓之比，如10000/100。

所以，當(dāng)知道電壓互感器的二次電壓U2時(shí)，再乘以變壓比Ku，就可求出電壓互感器的一次電壓U1。這就是利用電壓互感器二次側(cè)低壓電表間接測(cè)量出一次側(cè)高電壓數(shù)值的道理。

（二）電壓互感器的安裝和使用。

1.電壓互感器的安裝。電壓互感器是供給交流高壓裝置中的測(cè)量?jī)x器和繼電保護(hù)裝置啟動(dòng)用電壓的電源。它在運(yùn)輸過(guò)程中因受震動(dòng)常發(fā)生瓷套管損壞或螺栓松動(dòng)等現(xiàn)象，故在安裝前必須檢查。電壓互感器一般均直接安裝于混凝土墩上，安裝前混凝土墩應(yīng)達(dá)到一定強(qiáng)度。電壓互感器有時(shí)也裝在成套開(kāi)關(guān)柜內(nèi)，對(duì)這種電壓互感器只須檢查接線(xiàn)。

2.電壓互感器使用注意事項(xiàng)。電壓互感器除應(yīng)根據(jù)所測(cè)電壓的高低來(lái)進(jìn)行選擇外，還應(yīng)注意使所接測(cè)量表計(jì)和繼電器等所消耗的功率不超過(guò)電壓互感器的額定容量。否則，電壓互感器的準(zhǔn)確度將降低。在電壓互感器的銘牌上，標(biāo)出了與準(zhǔn)確度相對(duì)應(yīng)的容量。

電壓互感器的一次繞組和二次繞組，一般都應(yīng)裝設(shè)熔斷器進(jìn)行短路保護(hù)。電壓互感器一次側(cè)的熔斷器，用于保護(hù)電壓互感器的內(nèi)部短路故障及電壓互感器與電網(wǎng)聯(lián)結(jié)線(xiàn)上的短路故障。10KV電壓互感器一次側(cè)熔絲的額定電流一般選為0.5A。電壓互感器的二次側(cè)在工作時(shí)不得短路，所以在二次側(cè)主回路上裝設(shè)了總?cè)蹟嗥鳎糜诒Ｗo(hù)總?cè)蹟嗥饕韵禄芈返亩搪饭收希粸榱朔乐箿y(cè)量表計(jì)的電壓回路短路，影響二次主回路工作，在表計(jì)回路上還加設(shè)有熔斷器。為了保證人身和設(shè)備的安全，電壓互感器的二次側(cè)有一端必須接地。

三、電流互感器測(cè)電流

（一）電流互感器的原理。電流互感器又稱(chēng)儀用變流器，習(xí)稱(chēng)“流變”。它一次繞組匝數(shù)很少，導(dǎo)線(xiàn)很粗；二次繞組匝數(shù)很多、導(dǎo)線(xiàn)較細(xì)，是用來(lái)把大電流變?yōu)樾‰娏鞯淖兞髌鳌９ぷ鲿r(shí)，一次繞組串聯(lián)在供電系統(tǒng)的一次電路中；二次繞組則與儀表、繼電器的電流線(xiàn)圈串聯(lián)連接，形成一個(gè)閉合回路。由于這些電流線(xiàn)圈的阻抗很小，所以工作時(shí)，電流互感器二次側(cè)接近于短路狀態(tài)，而一次側(cè)通過(guò)的電流與二次側(cè)的阻抗無(wú)關(guān)，它決定于主電路的負(fù)載電流。

一次繞組通過(guò)一次電流I1，產(chǎn)生的磁化力I1W1，大部分被二次電流I2通過(guò)二次繞組產(chǎn)生的磁化力I2W2所平衡，只有小部分磁化力I0W1在鐵心中產(chǎn)生磁通Ф0。據(jù)磁化力平衡原理有式I1W1=I2W2+ I0W1，若忽略激磁電流I0，則I1W1=I2W2 即I1=W2/W1*I2=K1I2式中W1、W2-電流互感器一次、二次繞組的匝數(shù)；K1-變流比（一般銘牌上標(biāo)有該值，即一、二次額定電流之比，如300/5）。所以當(dāng)知道電流互感器的二次電流I2時(shí)，乘上變流比K1就可求出一次電流I1。這就是利用電流互感器二次側(cè)小電流表間接測(cè)量出一次側(cè)大電流的道理。

（二）電流互感器的安裝和使用。1.電流互感器的安裝。電流互感器是供給測(cè)量?jī)x表和繼電保護(hù)啟動(dòng)用電流的電源。電流互感器的安裝方式要視設(shè)備配置情況而定，一般有：將電流互感安裝在金屬構(gòu)架上；在母線(xiàn)穿過(guò)墻壁或樓板的地方，將電流互感器直接用基礎(chǔ)螺栓固定在墻壁或樓板上；或者先將角鋼做成矩形框架、埋入墻壁或樓板中，再將與框架同樣大小的鐵板用螺栓固定在框架上，然后再將電流互感器固定在鋼板上；安裝在成套配電柜內(nèi)；對(duì)這種電流互感器不需進(jìn)行本體安裝，只要檢查接線(xiàn)。2.電流互感器使用注意事項(xiàng)。電流互感器的準(zhǔn)確度與其二次側(cè)所接負(fù)載的大小有關(guān)。一定的準(zhǔn)確度，對(duì)應(yīng)一定的二次側(cè)額定容量。實(shí)際負(fù)載超過(guò)規(guī)定的額定容量時(shí)，準(zhǔn)確度將降低。二次側(cè)負(fù)載包括二次繞組所串接的儀表、繼電器的電流線(xiàn)圈及連接導(dǎo)線(xiàn)的阻抗。所以串接的儀表數(shù)不宜過(guò)多，一般不超過(guò)3～4只；連接的導(dǎo)線(xiàn)也不宜過(guò)細(xì)，一般銅芯絕緣線(xiàn)的截面不小于1.5平方毫米，鋁心不小于2.5平方毫米，以免影響測(cè)量精確度。

電流互感器的二次側(cè)有一端必須保護(hù)接地。這是為了防止一、二次繞組絕緣擊穿時(shí)一次側(cè)的高壓竄入二次側(cè)，威脅人身安全及毀壞設(shè)備。

電流互感器在連接時(shí)，要注意其一、二次繞組接線(xiàn)端子上的極性不能接錯(cuò)。電流互感器的二次側(cè)在工作時(shí)決不能開(kāi)路。這是因其一次電流的大小與二次負(fù)載電流的大小無(wú)關(guān)。當(dāng)二次側(cè)開(kāi)路時(shí)I2=0，此時(shí)有：I1W1+I2W2=I0W1 即一次繞組磁化力全部變成了總磁化力，也就是一次電流完全成了勵(lì)磁電流。這將會(huì)導(dǎo)致鐵心中磁通急劇增加，使二次繞組上產(chǎn)生很高的電動(dòng)勢(shì)，威脅人身安全，造成儀表、保護(hù)裝置和互感器二次側(cè)開(kāi)路時(shí)，有關(guān)表計(jì)會(huì)有變化或指示為零，若使連接螺釘松動(dòng)還可能有打火現(xiàn)象。

四、結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)供電系統(tǒng)測(cè)量電路常用的電壓互感器和電流互感器從測(cè)量原理、安裝和使用方法及注意事項(xiàng)等幾個(gè)方面做了比較詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)供電系統(tǒng)安裝檢修維護(hù)人員有很好的指導(dǎo)作用。

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中圖分類(lèi)號(hào)：TM45

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1671-864X（2016）07-0130-01