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为什么电流互感器二次侧不能开路,电压互感器二次侧不能短路?

时间:2022-02-19 阅读:

特高压电力专业生产电流互感器测试仪可以帮助众多电力工作者更加方便的进行各类电力测试。

电流互感器常见故障(图1)

首先是所有讨论都接近理想变压器。实际产品,涉及精度等远比这些复杂。

其次,为简单起见,电阻、电抗和阻抗之间没有区别。

两种类型的变压器都作为变压器工作。但应用不同。

根据变压器原理,变压器原边的匝数(即匝数)分别为n1、n2。阻抗为Z1、Z2;电压为U1、U2;电流分别为I1、I2 , 然后:

让我们从电压互感器开始。

电压互感器是降压变压器,n1大,n2小。比如10kV/100V的变压器,n1/n2=U1/U2=100。所以如果我们边上有10个,我们边上有1000个。

接入电路时,电压互感器并联在电路的两端,其初级电压和电流独立于电路中的其他器件和负载。所以U1等于系统电压,I1等于到n2超过n1倍二次侧电流。因此,U2固定为系统电压U1的n1/n2倍。由此可见,电压互感器是二次仪表的电压源。下图:

二次负载为10VA表时,侧表阻抗约为100*100/10=1000欧。为了保证测量精度,ct辅助侧的内阻R0必须小到可以忽略不计用测量仪,否则压降过大内阻精度不够。如果有效电压精度在0.5%以内,ct辅助侧内阻应在1000*0.5%以内=5欧姆。其实产品变压器的有效输出是25~100VA,所以侧边的内阻应该小于0.5~2欧姆。假设我们的产品是2欧姆(实际产品小于1 欧姆)。

此时变压器内阻上的损耗P===0.02w。

可以看出,电压互感器的二次电流很小,内部损耗也很小,发热可以忽略不计。

但是,如果电压互感器二次侧短路。I2 = 100/2 = 50 a.变压器内阻上的损耗P= =5000W。由于变压器是为测量而设计的,它的一般应用是在输出范围内上面提到的几十伏安培。里面的线圈材料很薄。如果电路短路,那么大的热量是难以承受的。其实这种情况类似于短路 

电池、配电变压器等中的电路,可能会烧毁变压器或导致电池爆炸。

因此,次级电压互感器不能短路。但是开路是可以的,因为I2=0,变压器的内部损耗也为0。

还有电流互感器。

ct是升压变压器,n1小,n2大。插入电路时,ct与测量电流的电路串联。由于原边通常只有1到3匝(电缆或总线走直通或大约2到3匝),可以想象,这反映在初级侧的小阻抗上。因此,初级侧的电流与ct的初级阻抗无关,等于电流被测电路。根据变压器原理,原边电流等于副边电流的n2/n1倍。因为n1小,所以把大电流按比例缩小,方便测量。比如500/5的电流互感器,n1/n2=I2/I1=1/100,边电流是原边的百分之一。如果变压器直接通过母线或电缆,原边相当于1匝,副边有100匝。由于原边电流I1不是由变压器决定的,所以副边电流I2不是由变压器决定的变压器。因此,电流互感器就是电流源。

ct的二次负载为10VA测量仪表时,侧负载阻抗约为10/(5*5)=0.4欧姆。根据电流源的定义,可以认为变压器本身是并联的一个5A的理想电流源和一个很大的内阻之间,起到分流的作用。

我们在测量的时候,希望无论测量仪器的阻抗如何变化,只要在变压器的负载范围内,电流是恒定的,也就是说变化在精度范围内。要求并联内阻的阻值远大于负载阻抗。同理,假设精度为0.5%,侧内阻应在0.4/0.5%=80欧以上。此时,只要由于负载阻抗变化在0.4欧以内(二次输出小于10VA),可以认为电流基本恒定(等于原侧实测电流的1%)。

为了计算方便,我们假设实际产品精度更好,内阻为100欧。

此时侧边反射的电压U2等于测量仪表两端的电压,即U2=5*0.4=2V。电流源的并联电阻也为2V。损耗=2 *2/100=0.04 w.以上为正常操作条件。

如果二次侧开路,即仪表阻抗无穷大,则内阻R0上电流为5A,两端电压为U2=5*100=500V,损耗为5*5*100=2500W。

这时变压器会严重发烫,而且因为电压太高,可能会被击穿损坏。

因此,ct不能开路。但是,将次级侧短路是可以的,因为如果发生短路,输出电流将保持5A,内阻电流为0,损耗为0.变压器不受影响。有机会,你用示波器看看我们国家的电网波形,那叫完美正弦波啊。而且一直是230Vac,不多不少。看看隔壁的电网,号称220V,低能60V,高能到300V。

评论区很多人不知道三相电和单相电的区别,我简单说一下。

以我们国家为例。

A电厂的所有电力都是三相的。A、B、C是三个正弦电压,A相位相差120度。O为零,220V是ABC任意相到零的电压。所以,我们常说火线/零线。火线是任意相线,零线为零点。

而380V是指两相线之间的电压,通过简单的三角计算可以知道,就是381V(简称380V)。

一般民用都是单相电,有三根线:一根火线、一根零线、一根地线(小电器一般不用)。

工业用三相电,用5根线:三根火线,一根零线,一根地线。

在进户之前,民用电也是三相电,大家都用,包括A相、B相、C相。

理论上,如果ABC三相完全平衡,零电压就没有了。这样想尽量做到三相平衡,但基本达到,零电压只在零线上,实际上还是有电压的,切不可触摸,遇见死人。

工业为什么要用三相电?三相电动皮带电机运行更平稳,动力更强劲。

为什么人们不用三相电?高压,太危险了。

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