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互感器校驗儀的原理及應用解析

互感器校驗儀主要用途,是對現場或者在實驗室應用的電壓互感器和電流互感器進行技術性能的檢定。為了實現這一目的,互感器校驗儀必須與相關設備構成一套完整的互感器校驗裝置。由于互感器校驗儀的性能指標與相關設備之間存在著密切的技術關聯,因此,要想正確地理解與研究互感器校驗儀的整體概念,必須先了解互感器校驗裝置。


電流互感器介紹

電流互感器的原理和變壓器類似,變壓器接在線路上,主要作用是改變線路的電壓,而電流互感器,則主要是用來改變線路的電流,所以電流互感器以前也叫做變流器。后來,一般把直流電變成交流電的儀器稱為變流器,把改變線路上電流大小的儀器,由于其通過互感的工作原理,叫做電流互感器。

線路為什么需要改變電流呢?根據發電和用電的不同情況,線路上的電流大小不一,而且相差懸殊,有的只有幾安,有的卻大至幾萬安。要直接測量這些電流,就需要根據線路電流的大小,制作相應的幾安直到幾萬安不同的電流表及其他儀表,給儀表制造帶來極大的困難。此外,有的線路是高壓的,比如22萬伏或1萬伏等高壓輸電供電線路,要直接用電氣儀表測量高壓線路上的電流,危險系數很高,也是優良不允許的。


但是如果在線路上接入電流互感器改變電流,就可以把線路上大大小小的電流,按不同的比例,統一變成大小相近的電流。只要用一種電流規格的電氣儀表,例如通用的電流為5A的電氣儀表,就可以通過電流互感器,測量線路上小至幾安和大至幾萬安的電流。同時電流互感器的基本結構和變壓器很相像,它也有兩個繞組,一次繞組和二次繞組。兩個繞組之間有絕緣,使兩個繞組之間有電的隔離。電流互感器在運行時一次繞組W1接在線路上,二次繞組W2接電氣儀表,因此在測量高壓線路上的電流時,盡管原邊電壓很高,但是副邊電壓卻很低,保證了操作人員和儀表的安全。

由此可見,電流互感器除了可以將線路上大小不一的電流變成一定大小的電流,以便于測量之外,還可以起到與線路絕緣的作用,以保證操作人員和儀表的安全。

1,測量用電流互感器:

測量用電流互感器的用途,主要有以下兩個方面:

⑴ 測量高壓線路上的電流和功率,起絕緣隔離的作用,以保證操作人員和儀表的安全。

⑵ 測量高壓或低壓線路上的大電流和大功率,使用統一的5A的二次線路和測量儀表。

⑶ 因此,對于測量用電流互感器主要有三個要求:**,絕緣必須可靠;**,必須有一定的測量準確度;第三,儀表保安第數Fs較小。

⑷ 電流互感器在測量時,實測的二次電流都是按額定電流比折算為一次電流。這樣的折算實際上是有誤差的。也就是說,電流互感器實際電流比并不等于額定電流比,二者之間具有一定的誤差。因此,測量用電流互感器根據變電流時所產生的誤差,規定電流互感器的準確級。國產電流互感器的準確級計有:0.01級、0.02級、0.05級、0.1級、0.2級、0.5級、1級、3級和5級等。各級電流互感器的允許誤差都有詳細的規定。但是在額定電流附近,各級電流互感器的誤差,也可以大致簡單的認為,相應于0.01級……5級,其允許誤差為0.01%……5%。

2,保護用電流互感器

⑴ 在電力系統中,為了保證正常供電及保護貴重設備的安全,都有一套由各種繼電器控制設備組成的繼電保護線路。當電力系統中發生故障時,這些保護裝置就會動作,切斷故障的線路,如果是偶然的故障,還能夠自動合閘,保證正常供電。

⑵ 保護用電流互感器,就是將線路上的電流變為一定大小的電流,給繼電器等保護裝置供電。當線路上發生短路或其它故障,使線路上電流劇增時,通過電流互感器供給繼電器等保護裝置的電流也隨著劇增,使繼電保護裝置動作,切斷故障線路。

保護用電流互感器的準確級用5P10P表示,也相當于其允許誤差為5%10%。、


壓互感器介紹:

電壓互感器是發電廠、變電所等輸電和供電系統不可缺少的一種電器。

精密電壓互感器是電測試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像,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,主要是用來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,*大也不超過一千伏安。

線路上為什么需要變換電壓呢?這是因為根據發電、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,而且也是優良不允許的。


電壓互感器的基本結構和變壓器類似,它也有兩個繞組,一個叫一次繞組,一個叫二次繞組。兩個繞組都裝在或繞在鐵心上。兩個繞組之間以及繞組與鐵心之間都有絕緣,使兩個繞組之間以及繞組與鐵心之間都有電的隔離。電壓互感器在運行時,一次繞組N1并聯接在線路上,二次繞組N2并聯接儀表或繼電器,原理線路如圖2所示。因此在測量高壓線路上的電壓時,盡管一次電壓很高,但二次卻是低壓的,可以確保操作人員和儀表的安全。


互感器校驗儀的分類:

互感器校驗儀主要用途,是對現場或者在實驗室應用的電壓互感器和電流互感器進行技術性能的檢定。為了實現這一目的,互感器校驗儀必須與相關設備構成一套完整的互感器校驗裝置。由于互感器校驗儀的性能指標與相關設備之間存在著密切的技術關聯,因此,要想正確地理解與研究互感器校驗儀的整體概念,必須先了解互感器校驗裝置。

我國互感器校驗儀大致可以分為三代:**代是電工類校驗儀,接線和操作都很復雜;**代校驗儀是采用較為先進的電子線路,使用更方便,但測量過程中需要要人為切換量程檔位,測試過程中顯示信息少;第三代校驗儀大都采用了單片機,使儀器的智能化程度得到提高,部分儀器具有計算機通訊接口,提高了辦公自動化水平。

這里主要介紹一下,第三代互感器校驗儀的主要特點:

⑴ 采用單片機來實現測量、控制、顯示等功能;

⑵ 有計算機接口,提高辦公自動化水平,減輕人工勞動強度;

⑶ 夠有大屏幕顯示,提供友好的操作界面,與豐富的測量信息;

⑷ 能夠自動實現互感器測量,能夠自動切換電流電壓負載箱;

⑸ 具備良好的捉住措施,能夠及時告之用戶錯誤信息;

⑹ 儀器能夠達到2級。目前市場上校驗儀大多數采用阻容移相90°方法來實現數據測量,這種方法易受到環境溫度、電源頻率影響,上述環境一旦發生變化,其測量數據將受到很大的影響。

互感器校驗儀采用獨特電路原理與DSP技術,避免了上述問題。


互感器校驗儀從測量原理上來看,又可以分為:直接比較式和測差式兩類。

早期的互感器校驗儀主要是設計成直接比較式原理,即將標準互感器與被檢互感器的次級電壓或電流,分別送入互感器校驗儀,通過電阻分壓器、阻容分壓器與磁勢比較儀等測量電路,測得兩者的差電壓或差電流,經過處理就是被檢定電壓互感器或電流互感器相對于標準互感器的比值差與相位差。


這種互感器校驗儀的優點是,標準互感器與被檢互感器的變比可以不必相等,只要標準互感器的額定初級電壓或者額定初級電流大于或等于被檢互感器的額定值,就可以直接進行檢定,使用比較方便。

這種互感器校驗儀的缺點是不能檢定次級負載小于1VA的互感器;其次,這種互感器校驗儀的自身誤差直接疊加到標準互感器的誤差之中,因為互感器校驗儀的元器件誤差限制了被檢互感器的準確度級別。例如,一臺互感器校驗儀由于自身元器件限制,其測量誤差限值為±0.05%,即使采用更高準確度的標準互感器,也只能用來檢定0.5級以下級別的互感器。因而,這種缺點就限制了直接比較式互感器校驗儀的應用范圍。


測差式原理的互感器校驗儀是將標準互感器與被檢互感器的次級電壓或電流送入到互感器校驗儀的差接電路,然后由取差環節再送入到測量環節并與互感器的次級工作電壓或電流進行比較,給出被檢互感器對于標準互感器的比值差與相位差。

由于這種互感器校驗儀只是用來測量標準互感器與被檢互感器的差值,因而互感器校驗儀的誤差只是兩互感器差值的誤差,故其對測量結果的影響自然要小多了。一般來說,不論檢定哪上等別的互感器,只要標準互感器符合規定,而互感器校驗儀的誤差限值只要不大于±2%就足夠了。這樣一來,不但使互感器校驗儀容易制作,也降低了成本,而且其應用范圍也大大的擴寬了?;ジ衅餍r瀮x屬于測差式的校驗儀。


武漢漢測電氣HGQB-C互感器校驗儀,是一種新穎的自動化測試儀器,運用先進的電子技術,對互感器的誤差信號直接采極分解,并經適當運算后,將互感器的百分點、同相誤差、正交誤差同時以數字量顯示出來。儀器操作簡便,讀數直觀,測量迅速;體積小,重量輕,便于攜帶和現場測試;儀器能在5%定額工作電流(電壓)下進行測試;另外要求本公司也能生產檢測S級電流互感器和二次電壓為100/3V的電壓互感器校驗儀,此時儀器能在1%額定工作電流下測量電流互感器的誤差;在檢測過程中儀器能方便地隨時進行自校,以保證儀器的精度;關鍵元器件使用進口組件,質量穩定可靠,廣泛用于計量、供電等部門和互感器生產廠家,是開展互感器檢測的理想儀器。

HGQB-C互感器校驗儀,可用于檢定準確度級次0.01級至10級,額定二次電流為5A、1A電流互感器和額定二次電壓為100V、100/√3V、150V(100/3V、220V)的電壓互感器。測量結果直接數字顯示,并可為用戶配上RSC232接口,方便地與計算機相聯.


在檢定互感器時,儀器可以隨時測量被檢互感器次級回路的阻抗或導納的有功分量和無功分量。

在檢定互感器時,儀器能自動指示極性。當極性錯誤時,儀器能自動切斷差流(差壓)回路,確保儀器輸入電路安全。并發出報警,提示檢定人員注意。設備可以作為直角坐標系交流電位計使用,測量交流小電流或交流小電壓。設備可以與隔離 PT 及操作箱一起測量電壓互感器的二次壓降。在檢定互感器時,儀器可以用標準電流互感器標準電壓互感器作標準,也可以用雙級電流互感器,雙級電壓互感器或感應分壓器作比例標準。