电感的计算:互感的计算
互感电路实验报告结论
竭诚为您提供优质文档/双击可除互感电路实验报告结论 篇一:互感器实验报告 综合性、设计性实验报告 实验项目名称所属课程名称工厂供电 实验日期20XX年10月31日 班级电气11-14班 学号05姓名刘吉希 成绩 电气与控制工程学院实验室 一、实验目的 了解电流互感器与电压互感器的接线方法。 二﹑原理说明 互感器(transformer)是电流互感器与电压互感器的统称。从基本结构和工作原理来说,互 感器就是一种特殊变压器。电流互感器(currenttransformer,缩写为cT,文字符号为TA),是一种变换电流的互感器,其二次侧额定电流一般为5A。电压互
感器(voltagetransformer,缩写为pT,文字符号为TV),是一种变换电压的互感器,其二次侧额定电压一般为100V。(一)互感器的功能主要是:(1)用来使仪表、继电器等二次设备与主电路(一次电路)绝缘这既可避免主电路的高电压直接引入仪表、继电器等二次设备,有可防止仪表、继电器等二次设备的故障影响主回路,提高一、二次电路的安全性和可靠性,并有利于人身安全。(2)用来扩大仪表、继电器等二次设备的应用范围通过采用不同变比的电流互感器,用一只5A量程的电流表就可以测量任意大的电流。同样,通过采用不同变压比的电压互感器,用一只100V量程的电压表就可以测量任意高的电压。而且由于采用互感器,可使二次仪表、继电器等设备的规格统一,有利于这些设备的批量生产。 (二)互感器的结构和接线方案 电流互感器的基本结构和接线电流互感器的基本结构 原理如图3-2-1-1所示。它的结构特点是:其一次绕组匝数很少,有的型式电流互感器还没有一次绕组,而是利用穿过其铁心的一次电路作为一次绕组,且一次绕组 导体相当粗,而二次绕组匝数很多,导体很细。工作时,一次绕组串联在一次电路中,而二次绕组则与仪表、继电器等电流线圈相串联,形成一个闭合回路。由于这些电流线圈的阻抗很小,因此电流互感器工作时二次回路接近于短路状
电流互感器误差引起事故分析(正式版)
文件编号:TP-AR-L8432 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. (示范文本) 编订:_______________ 审核:_______________ 单位:_______________ 电流互感器误差引起事故分析(正式版)
电流互感器误差引起事故分析(正式 版) 使用注意:该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上,形成一定的具有指导性,规划性的可执行计划,从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改,请在使用时认真阅读。 1 事故简述 20xx年6月18日,某110kV变电所35kV线路 遭到雷击,该线路定时速断跳闸,重合成功;同时该 110kV变电所分段370断路器定时速断跳闸(重合闸 停用),造成35kVⅡ段母线失电。 2 原因分析及采取措施 2.1原因分析
该35kV线路与分段370断路器的保护定值配置如图1,从定值的配置分析,保护的定值是满足选择性的,即当35kV线路近端故障时,由该线路速断保护切除故障;当35kV线路远处故障时,由该线定时速断保护及过流切除故障。分段370断路器保护作为35kV线路的后备保护,只有在35kV线路保护拒动时才动作跳闸。显然,分段370断路器保护越级跳闸属于不正确动作。故障发生后,分别从该线路及分段370断路器保护装置本身、开关机构、接线等方面逐一进行了检查。检查结果发现保护装置的采样精度、定值、跳闸逻辑均正确,由于分段370断路器定时速断、该35kV线路速断电流定值比较大,一次升流设备无法达到该电流值,因此,采用适当降低定值后,
互感电路测定
实验二十四 互感电路观测 一、实验目的 1. 学会互感电路同名端、互感系数以及耦合系数的测定方法。 2. 理解两个线圈相对位置的改变, 以及用不同材料作线圈芯时对互感的影响。 二、原理说明 1. 判断互感线圈同名端的方法。 (1) 直流法 如图24-1所示,当开关S 闭合瞬间, 若毫安表的指针正偏, 则可断定“1”、 “3”为同名端;指针反偏,则“1”、“4” 为同名端。 (2) 交流法 如图24-2所示,将两个绕组N 1和N 2的任意两端(如2、4端)联在一起,在其中的一个绕组(如N 1)两端加一个低电压,另一绕组(如N 2)开路,用交流电压表分别测出端电压U 13、U 12和U 34。若U 13是两个绕组端压之差,则1、3是同名端;若U 13是两绕组端电压之和,则1、4是同名端。 2. 两线圈互感系数M 的测定。 在图24-2的N 1侧施加低压交流电压U 1,测出I 1及U 2。根据互感电势 E 2M ≈U 20= U 2 ωMI 1,可算得互感系数为M = ── ωI 1 3. 耦合系数k 的测定。 两个互感线圈耦合松紧的程度可用耦合系数k 来表示 k =M/21L L 如图24-2,先在N 1侧加低压交流电压U 1,测出N 2侧 开路时的电流I 1;然后再在N 2侧加电压U 2,测出N 1侧开 路时的电流I 2,求出各自的自感L 1和L 2,即可算得k 值。 图 24-1 图 24-2 u 1 u 2
四、实验内容 本实验需利用HE-18实验箱上的“互感实验及同名端判断”和屏上的“铁芯变压器”线路的部件。 1. 分别用直流法和交流法测定互感线圈的同名湍。 (1) 直流法 实验线路如图24-3所示。先将N 1和N 2两线圈的四个接线端子编以1、2和3、4号。将N 1,N 2同心式套在一起,并放入细铁棒。U 为可调直流稳压电源,调至10V 。流过N 1侧的电流不可超过0.4A (选用5A 量程的数字电流表)。N 2侧直接接入2mA 量程的毫安表。将铁棒迅速地拨出和插入,观察毫安表读数正、负的变化,来判定N 1和N 2两个线圈的同名端。 (2) 交流法 本方法中,由于加在N 1上的电压仅2V 左右,直接用屏内调压器很难调节,因此采用图24-4的线路来扩展调压器的调节范围。图中W 、N 为主屏上的自耦调压器的输出端,B 为屏内的升压铁芯变压器,此处作降压用。将N 2放入N 1中,并插入铁棒。A 为2.5A 以上量程的电流表,N 2侧开路。 接通电源前,应首先检查自耦调压器是否调至零位,确认后方可接通交流电源,令自耦调压器输出一个很低的电压(约12V 左右),使流过电流表的电流小于1.4A ,然后用0~30V 量程的交流电压表测量U 13,U 12,U 34,判定同名端。 拆去2、4联线,并将2、3相接,重复上述步骤,判定同名端。 2. 拆除2、3连线,测U 1,I 1,U 2,计算出M 。 3. 将低压交流加在N 2侧,使流过N 2侧电流小于1A ,N 1侧开路, 按步骤2测出U 2、I 2、U 1。 4. 用万用表的R ×1档分别测出N 1和N 2 线圈的电阻值R 1和R 2,计算K 值。 5. 观察互感现象 图 24-3 图 24-4 LED N 2 Ω
电流互感器10差校验的计算方法.
电流互感器10%误差校验的计算方法 简介:本文对<<工业与民用配电手册>>中关于电流互感器10%误差校验的方法提出疑问,并结合<<手册>>中的例题,给出了作者认为的计算方法. 关键字:电流互感器 10%误差校验计算方法 由中国航空工业规划设计研究院组编,中国电力出版社出版的《工业与民用配电设计手册》(以下简称手册)自1983年11月第一版到2005年10月的第三版,发行量近16万册,该手册的权威性、指导性,对工业与民用配电设计行业的影响是勿庸置疑的。正因为广大设计者对该手册的重视和尊重,更要求它是完美的。本文就手册中关于“电流互感器10%误差校验的计算方法”提出不同的意见,供大家参考。尽管如此,本人仍然认为,暇不掩玉,该手册仍然是广大设计者必备的案头参考书。 手册给出的电流互感器允许误差计算步骤如下: 道频 2,根据电流互感器的型号、变比和一次电流倍数,在10%误差曲线上确定控m自电流互感器的允许二次负荷。 oc网.s师i3,按照对电流互感器二次负荷最严重的短路类型计算电流互感器的实际二次负j计eh荷。设s.国k中w.z 4,比较实际二次负荷与允许二次负荷,如实际二次负荷小于允许二次负荷, 表示电流互感器的误差不超过ww10%。 1,按照保护装置类型计算流过电流互感器的一次电流倍数 对于步骤1、2、4,本文并无异议,对步骤3,有值得商榷的地方。现引用《工业与民用配电设计手册》例题【7-9】,6KV线路过流与速断保护为例来说明问题。已知条件如下(对原例题中与本讨论无关的给予了简化):某6KV单侧放射式单回路线路,工作电流Ig.xl为100A,电动机起动时的过负荷电流Igh为181A。经校验实际线路长度能满足瞬时电流速断选择性动作,且短路时母线上有规定的残压。采用DL-11型电流继电器、DL-13型继电器、DSL-12型时间继电器和ZJ6型中间继电器作为线路的电流速断保护和过电流保护(交流操作),电流互感器选用LFZB6-10型,变比150/5,三相星型接线方式。另采用ZD-4型小电流接地信号装置作为线路单相接地保护。已知最大运行方式下,线路末端三相短路时的超瞬态电流I”2k3.MAX=1752A。最小运行方式下,线路末端三相短路时的超瞬态电流I”2k3.Min=1674A。 计算过程为: 1)瞬时电流速断保护的整定: IopK=KrelKjxI”2k3.MAX/nTA=1.2x1x1752/30=70.1A (式1) 式中Krel:可靠系数,取1.2;Kjx:接线系数,接于相电流时取1;IopK:继电器动作值,计算值为70.1A,取70A,装设DL-11/200型继电器。 2)过电流保护整定:
电流互感器10%误差曲线计算及应用
继电保护用电流互感器10%误差曲线的计算方法及其应用 1 电流互感器的误差 电流互感器,用来将一次大电流变换为二次小电流,并将低压设备与高压线路隔离,是一种常见的电气设备。其等值电路如图1所示,向量图如图2所示。 图中I ’1为折算到二次侧的一次电流,R ’1、X ’ 1为折算到二次侧的一次电阻和漏抗;R 2、X 2为二次电阻和漏抗;I 0为电流互感器的励磁电流。在理想的电流互感器中I 0的值为零,I ’ 1=I 2。但实际 上Z 2 为Z 0 相比不能忽略,所以,0I .=1I .-0I . 2≠; 由电流互感器的向量图中可看出,电流互感器的误差主要是由于励磁电流I 0的存在,它使二次电流与换算到二次侧后的一次电流I ’ 1不但在数值上不相等,而且相位也不相同,这就造成了电流互感器的误差。电流互感器的比误差f= 100I I I ' 1 2 ' 1 ?-;角误差为I ’ 1与I 2间的夹角。 做为标准和测量用的电流互感器,要考虑到在正常运行状态下的比误差和角误差;做为保护用的电流互感器,为保证继电保护及自动装置的可靠运行,要考虑当系统出现最大短路电流的情况下,继电保护装置能正常工作,不致因为饱和及误差带来拒动,因而规程的规定,应用于继电保护的电流互感器,在其二次侧负载和一次电流为已知的情况下,电流误差不得超过10%。
2 电流互感器的10%误差及10%误差曲线 设Ki为电流互感器的变比,其一次侧电流与二次电流有I2=I1/Ki的关系,在Ki为常数(电源互感器I2不饱和)时,就是一条直线,如图3所示。当电流互感器铁芯开始饱和后,与I1/Ki 就不再保持线性关系,而是如图中的曲线2所示,呈铁芯的磁化曲线状。继电保护要求电流互感器的一次电流I1等于最大短路电流时,其变比误差小于或等于10%。因此,我们可以在图中找到一个 电流值I1.b,自I1.b作垂线与曲线1、2分别相交于B、A两点,且BA=0.1I ’ 1(为折算到二次的I1 值)。如果电流互感器的一次电流小于I1,其变比误差就不会大于10%;如果电流互感器的一次电流大于I1,其变比误差就大于10%。 图3 图4 另外,电流互感器的变比误差还与其二次负载阻抗有关。为了便于计算,制造厂对每种电流互感器提供了在m10下允许的二次负载阻抗值Zen,曲线m10=f(Zen)就称为电流互感器的10%误差曲线,如图4所示,已知m10的值后,从该曲线上就可很方便地得出允许的负载阻抗。如果它大于或等于实际的负载阻抗,误差就满足要求,否则,应设法降低实际负载阻抗,直至满足要求为止。当然,也可在已知实际负载阻抗后,从该曲线上求出允许的m10,用以与流经电流互感器一次线绕组的最大短路电流作比较。 通常电流互感器的10%误差曲线是由制造厂实验作出,并且在产品说明书中给出。若在产品说明书中未提供,或经多年运行,需重新核对电流互感器的特性时,就要通过试验的方法绘制电流互
互感电路分析
互感电路分析 —、是非题 1. 互感耦合线圈的同名端仅与两线圈的绕向及相对位置有关,而与电流的参考方向无关。 2. 图示两互感线圈的a、c 两端互为同名端,则可推断b、d也互为同名端 a o—o b c o—o d 3. 当两互感线圈的电流同时流出同名端时,两个电流所产生磁场是互相削弱的。 4. 互感电压的正负不仅与线圈的同名端有关,还与电流的参考方向有关。 5. 耦合电感初、次级的电压、电流分别为u i、U2和i i、i2。若次级电流i 2为零,则次级电压U2 一定为零。 一耳产那—+厶一— 6. 对图示电路有 '二:「d 1。 二厶苴+那唾 7. 对右上图示电路有… 二T 8. 图示电路中互感电压U M为参考方向,当开关S闭合瞬间,U M的真实方向与参 考方向相同。
9. 图示耦合电感电路中,互感电压U M为参考方向,当开关S断开瞬间,U M的真实方向与参考方向相反。 10. 如图所示,当i i按图示方向流动且不断增大时,i2的实际方向如图所示 11. 对右上图示电路有:三 U二-"一] 12. 某匝数为N的线圈,自感为L,如果此线圈的匝数增加一倍,则其自感变为4L。 13. 两个耦合电感串联,接至某正弦电压源。这两个电感无论怎样串联都不影响电压源的电流。 1. 答案(+) 2.答案(+) 3.答案(-) 4.答案(+) 5.答案(-) 6.答案(-) 7.答案(-) 8. 答案(-)9.答案(+)10.答案(-)11.答案(-)12.答案(+)13.答案(-)
、单项选择题 1. 两个自感系数各为L i 、L 2的耦合电感,其互感系数二的最大值为 (A ) LgB ) (厶+心) 2 ( C ) L 什L 2 2. 电路如图所示,开关S 动作后时间常数最大的电路是: 3. 图示电路中,若〔已知,而匚不详 ,贝皿压 【为 (A 厂;(B)不能确定(C) ;〔(D)":
互感电路的测量
电工实验—18 互感电路的测量 一. 实验目的 1. 掌握互感线圈同名端的测量方法 2. 掌握互感线圈互感系数和耦合系数的测量方法 二. 实验原理说明 1.两个或两个以上具有互感的线圈中,感应电动势(或感应电压)极性相同的端钮定义为同名端(或称同极性端)。在电路中,常用“?”或“*”等符号标明互感耦合线圈的同名端。同名端可以用实验方法来确定,常用的有直流法和交流法。 (1) 直流法 如图18-1所式,当开关S 合上瞬间,01>dt di ,在'11-中产生的感应电压 011>=dt di M u ,'22-线圈的2端与'11-线圈中的1端均为感应电压的正极性端,1端 与2端为同名端。(反之,若电压表反偏转,则1端与'2端为同名端。) 同理,如果在开关S 打开时, 01
同名端。 2.互感系数M 的测定 测量互感系数的方法较多,这里介绍两种方法。 (1) 如图18-3表示的两个互感耦合线圈的电路,当线圈'11-接正弦交流电压,线圈 '22-开路时,则I M j U ω=20,而互感I U M ω20=,其中ω为电源的角频率,I 为线圈'11-中的电流。为了减少测量误差,电压表应选用内阻较大的。如果选用晶体管毫伏表,则线圈'11-中的电流可以采用间接测量法。 图18-3 测量开路互感电压 图18-4 互感耦合电路的入端阻抗 (2)利用两个互感耦合线圈串联的方法,也可以测量它们之间的互感系数。当两线圈顺向串联时,其等值电感:L 顺=L 1+L 2+2M 。当两线圈反向串联时,等值电感为:L 反=L 1+L 2-2M 。只要分别测出L 顺、L 反,则M=(L 顺 - L 反)/4。 实验中要测量线圈的自感时,可以用相位法测量,测量出线圈的端电压U ,电流I 和相角φ,则可以计算出线圈的自感L : ω ωI U X L L Φ==sin 利用两互感线圈顺向串联时等效电感大,反向串联时等效电感小的特点,在相同电压下,电流的大小将不相同,这样也能判断两线圈的同名端 3.在互感耦合电路中,如图18-4所示,若在线圈'11-上施加电压1U ,在线圈'22-端接入阻抗: ()()f f X X j R R X X R M X j R X R M R I U Z 1111222222222 21222222222 21111+++=??? ? ??+-+???? ??++==ωω 其中,11L X ω=,L R R R +=222,L X L X +=222ω。R 1+X 1j 是原边的复阻抗,R 2+ωL 2j 是副边的复阻抗,R L +X L j 是引入副边的复阻抗。副边电路对原边电路的反射电阻f R 1和反射电抗f X 1分别为:
电流互感器的计算公式 图文,民熔
电流互感器的计算公式 我们将设计一个电流互感器。使用电流互感器可以减小测量变换器原边电流时的损耗,比如大功率开关电源,由于电流过大所以需要使用电流互感线圈来监测电流以减少损耗。 电流互感器与一般的电压变压器的区别在什么地方呢?这个问题即使是资深的磁性元件设计人员也很难 基本的区别在于:变压器试图把电压从原边变换到副边,而电流互感器试图把电流从原边变换到副边。电流互感器的电压大小由负载决定。 我们通过一个实际的设计例子,可以更好地理解电流互感器的工作原理。假设用电流互感器测量变换器的原边电流,原边10A电流对应1V电压。
当然,我们可以用一个1V/10A=100mΩ的电阻来测量,但是电阻将造成的损耗为1V×10A=10W,这么大的损耗对几乎所有的设计来说都是不能接受的。所以,要选用电流互感器,如图1所示。 图1 用电流检测互感器减小损耗当然,为了减少绕组电阻,我们把原边的匝数取为1匝,同时为了使电流降到一个比较低的水平,副边匝数应该比较多。
如果副边匝数为N,由欧姆定律可得 (10/N)R=1V,在电阻中消耗的功率为 P=(1V)^2/R。 我们假设消耗的功率为50mW(也就是说,我们可以使用100mW规格的电阻),这就要求R 不得小于20Ω,如果采用20Ω的电阻,由欧姆定律可得副边匝数N=200。 现在我们来看磁芯,假设二极管是普通的一般的二极管,通态电压大约为1V,电流为10A/200=50mA。互感器输出电压为1V,加上二极管的通态电压1V,总电压大约2V。250kHz频率工作时,磁芯上的磁感应强度不会超过 其中4us为一个周期的时间,实际肯定是不到一个周期的。由于原边流过电流的时间不可能超过开关周期(否则,磁芯无法复位)。
电流互感器工作原理
电流互感器 1、原理 一次电流I 1流过一次绕组,建立一次磁动势 (N 1I 1),亦被称为一次安匝,其中N 1为一次绕组的匝数;一次磁动势分为两部分,其中小一部分用于励磁,在铁心中产生磁通,另一部分用来平衡二次磁动势(N 2I 2),亦被称为二次安匝,其中N 2为二次绕组的匝数。励磁电流设为I 0,励磁磁动势(N 1I 0),亦被称为励磁安匝。平衡二次磁动势的这部分一次磁动势,其大小与二次磁动势相等,但方向相反。磁势平衡方程式如下: 120121I N I N I N ? ? ? += 在理想情况下,励磁电流为零,即互感器不消耗能量,则有 12120I N I N ? ? += 若用额定值表示,则 1212 N N I N I N ? ? =- 其中1N I ? ,2N I ? 为一次、二次绕组额定电流。
额定一次、二次电流之比为电流互感器额定电流比,12N N N I K I = P 1 1I ? P 2 2 I ? Z B 电流互感器工作原理 E 2 11I N ? 22I N ? 22I N ? - 01I N ?
电流互感器的等值电路如下图所示: Z 1 Z 2 1 I ? 2I ? ? Z M 2U ? Z B ' 1 E ? 2E ? 根据电工原理,励磁电流在铁心中建立主磁通,它穿过一次、二次绕组的全部线匝。由于互感器铁心有磁滞和涡流损耗,励磁电流的一部分供给这些损耗,称为有功部分,另一部分用于励磁,称为无功部分。所以励磁电流与主磁通相差角,这个角称为铁损角。主磁通在二次绕组中感应出电动势2E ? ,相位相差90(滞后);则: 222()B E I Z Z ? ? =+ 式中 Z 2---二次绕组的内阻抗, Z 2= R 2 +jX2
实验八 互感电路的测量
实验八 互感电路的测量 一.实验目的 1.学会互感电路同名端、互感系数以及耦合系数的测定方法。 2.通过两个耦合线圈顺向串联和反向串联实验,加深理解互感对电路等效参数以及电压、电流的影响。 二.实验基本知识 1.判断互感线圈同名端的方法 (1)直流法 为了正确判断互感电动势的方向,必须首先判断两个具有互感耦合线圈的同名端,判断互感电路同名端的方法是:用一直流电源开关瞬间与互感1接通(图8-1)在线圈2回路中接一直流毫安表,在开关K 闭合的瞬间,线圈1回路中的电流I 1通过互感耦合将在线圈2中产生一互感电势并在线圈2回路中产生一电流I 2使所接毫安表发生偏转,根据愣次定律及图示所假定的电流方向,当毫安表正向偏转时,线圈1与电源正极相接的端点1与线圈2直流毫安表正极相接的端点2′和线圈1与电源正极相接的端1为同名端,(注意上述判定同名端的方法在开关K 闭合的瞬间才成立)。 图8-1 图8-2 (2)交流法 互感电路同名端也可利用交流法来测定,将线圈1的一个端子1`与线圈2的一个端子2′用导线连接(如图8-2中虚线所示)在线圈1两端加以交流电压,用电压表分别测1及1′两端与2、2′两端的电压,设分别为U 11′与U 12,如果U 12>U 11′`,则用导线连接的两个端点(1′与2′)应为异名端(也即1′与2′以及1与2′为同名端),因为如果假定正方向为U 11′,当1与2′为同名端时,线圈2中互 2′ 2 1
感电压的正方向为U 2′2,所以U 12=U 11′+U 2′`2,U 12(因1′与2′相联)必然大于电源电压U 11′,同理,如果1,2两端电压的读数U 12小于电源电压(即U 12实验十五互感电路观测全解
实验十五互感电路观测 执笔人:zht 实验成员: 班级:自动化二班
实验十五 互感电路观测 一、实验目的 1、学会互感电路同名端、互感系数以及耦合系数的测定方法。 2、观察两个线圈相对位置的改变,以及用不同材料作线圈芯时对互感的影响。 二、原理说明 1、判断互感线圈同名端的方法 (1)直流法 如图15-1所示,当开关S 闭合瞬间,若毫安表的指针正偏,则可断定“1”,“3”为同名端;指针反偏,则 “1”,“4”为同名端。 (2)交流法 如图15-2所示,将两个线圈N 1和N 2的任意两端(如2,4端)联在一起,在其中的一个线圈(如N 1)两端加一个低压交流电压,另一线圈开路,(如N 2),用交流电压表分别测 出端电压U 13、U 12和U 34。若U 13是两个绕组端压之差,则1,3是同名端;若U 13是两个绕组端压之和,则1,4是同名端。 2、两线圈互感系数M 的测定。 如图15-2,在N 1侧施加低压交流电压U 1,N 2侧开路,测出I 1及 U 2 。根据互感电势122MI U E O M ω=≈;可算得互感系数为 图 15-1 图15-2 i 1
1 2I U M ω= 3、耦合系数k 的测定 两个互感线圈耦合松紧的程度可用耦合系数k 来表示 21/k L L M = 如图15-2,先在N 1侧加低压交流电压U 1,测出N 2侧开路时的电流I 1;然后再在N 2侧加电压U 2,测出N 1侧开路时的电流I 2,求出各自的自感L 1和L 2,即可算得k 值。 三、实验设备 四、实验内容及步骤 1、分别用直流法和交流法测定互感线圈的同名端。
互感电路测量
实验八 互感电路测量 一、实验目的 1、学会互感电路同名端、互感系数以及耦合系数的测定方法。 2、理解两个线圈相对位置的改变,以及用不同材料作线圈芯时对互感的影响。 二、实验设备和器材 数字直流电压表 0~200 V 数字直流电流表 0~200 mA 交流电压表 0~500 V 交流电流表 0~5 A 空心互感线圈 N 1为大线圈,N 2为小线圈 自耦调压器 0~250 V 直流稳压电源 0~30 V 电阻器 30Ω/8W ,500Ω/2W 发光二极管 红或绿 粗、细铁棒、铝棒 变压器 36 V/220 V 三、实验原理与说明 1、判断互感线圈同名端的方法 (1)直流法:如实验图8-1所示,当开关K 闭合瞬间,若毫安表的指针正偏,则可断定“1”、“3”为同名端;指针反偏,则“1”、“4”为同名端。 (2)交流法:如实验图8-2所示,将两个绕组N 1和N 2的任意两端(如2、4端)连在一起,在其中一个绕组(如N 1)两端加一个低电压,另一绕组(如N 2)开路。用交流电压表分别测出端电压U 13、U 12和U 34。若U 13是两个绕组端电压之差,则1、3是同名端;若U 13是两绕组端电压之和,则1、4是异名端。 2、两线圈互感系数M 的测定 在实验图8-2的N 1侧施加低压交流电压U 1,测出I 1及U 2。根据互感电势E 2M ≈U 2 = wMI 1,可算得互感系数为:1 2wI U M 。
3、耦合系数k 的测定 两个互感线圈耦合松紧的程度可用耦合系数k 来表示: 21L L M k 如实验图8-2所示,先在N 1侧加低压交流电压U 1,测出N 2侧开路时的电流I 1;然后再在N 2侧加电压U 2,测出N 1侧开路时的电流I 2,求出各自的自感L 1和L 2,即可算得k 值。 四、实验内容与步骤 1、分别用直流法和交流法测定互感线圈的同名端 (1)直流法:实验线路如实验图8-3所示。先将N 1和N 2两线圈的四个接线端子编以1、2和3、4序号。将N 1、N 2同心地套在一起,并放入细铁棒。U 为可调直流稳压电源,调至10 V 。流过N 1侧的电流不可超过0.4 A (选用5 A 量程的数字电流表)。N 2侧直接接入2 mA 量程的毫安表。将铁棒迅速地拔出和插入,观察毫安表读数正、负的变化,来判定N 1和N 2两个线圈的同名端。 (2)交流法:本方法中,由于加在N 1上的电压仅2 V 左右,直接用屏内调压器很难调节,因此采用实验图8-4的线路来扩展调压器的调节范围。图中W 、N 为主屏上的自耦调压器的输出端,B 为升压铁心变压器,此处作降压用。将N 2放入N 1中,并在两线圈中插入铁棒。A 为2.5 A 以上量程的交流电流表,N 2侧开路。 接通电源前,应首先检查自耦调压器是否调至零位,确认后方可接通交流电源,令自耦调压器输出一个很低的电压(约12 V 左右),使流过电流表的电流小于1.4 A ,然后用0~30 V 量程的交流电压表测量u 13、u 12和u 34,然后判定同名端。 拆去2、4连线,并将2、3相接,重复上述步骤,判定同名端。 2、求互感系数M 拆除2、3连线,测u 1、i 1和u 2,计算出M 。 3、测电压和电流 将低压交流加在N2侧,使流过N2侧电流小于1 A ,N1侧开路,按步骤(2)测出u 2、i 2和u 1。 4、求耦合系数k
11-2含互感电路的计算
第十一章耦合电感和变压器 讲授板书1.掌握具有耦合电感的电路计算方法; 具有耦合电感的电路计算方法; 具有耦合电感的电路计算方法; 1. 组织教学 5分钟 3. 讲授新课70分钟1)电路35 2)例题35 2. 复习旧课5分钟 互感 4.巩固新课5分钟 5.布置作业5分钟
一、学时:2 二、班级:06电气工程(本)/06数控技术(本) 三、教学内容: [讲授新课]: §11.2 含有耦合电感电路的计算 含有耦合电感(简称互感)电路的计算要注意: (1) 在正弦稳态情况下,有互感的电路的计算仍可应用前面介绍的相量分析方法。 (2) 注意互感线圈上的电压除自感电压外,还应包含互感电压。 (3) 一般采用支路法和回路法计算。因为耦合电感支路的电压不仅与本支路电流有关,还与其他某些支路电流有关,若列结点电压方程会遇到困难,要另行处理。 1. 耦合电感的串联 (1)顺向串联 图 10.5 所示电路为耦合电感的串联电路,由于互感起“增助”作用,称为顺向串联。 图 10.5 图 10.6 按图示电压、电流的参考方向, KVL 方程为: 根据上述方程可以给出图 10.6 所示的无互感等效电路。等效电路的参数为: (2)反向串联
图 10.7 所示的耦合电感的串联电路,由于互感起“削弱”作用,称为反向串联。 图 10.7 按图示电压、电流的参考方向, KVL 方程为: 根据上述方程也可以给出图10.6所示的无互感(去耦)等效电路。但等效电路的参数为: 在正弦稳态激励下,应用相量分析,图 10.5 和图 10.7 的相量模型如图 10.8 所示。 图 10.8 ( a )图 10.8( b )图(a)的 KVL 方程为: 输入阻抗为: 可以看出耦合电感顺向串联时,等效阻抗大于无互感时的阻抗。顺向串联时的相量图如图 10.9 所示。
继电保护用电流互感器10%误差曲线计算方法及应用
继电保护用电流互感器10%误差曲线的计算方法及其应 用 作者:师淑英郭增光常小冰 河北大唐国际王滩发电有限公司 摘要:电流互感器是电力系统中非常重要的一次设备,而掌握其误差特性及10%误差曲线,对于继电保护人员来说是十分必要的,它可避免继电保护装置在被保护设备发生故障时拒动,保证电力系统稳定.可靠的运行,对提高继电保护装置的正确动作率有着十分重要的意义。本文就用在电流互感器二次侧通电流法,如何绘制电流互感器的10%误差曲线,并对其如何应用,加以说明。关键词:电流互感器 10%误差曲线应用 1 电流互感器的误差 电流互感器,用来将一次大电流变换为二次小电流,并将低压设备与高压线路隔离,是
图中I ’1为折算到二次侧的一次电流,R ’1、X ’ 1为折算到二次侧的一次电阻和漏抗;R 2、X 2为二次电阻和漏抗;I 0为电流互感器的励磁电流。在理想的电流互感器中I 0的值为零,I ’ 1 =I 2。但实际上Z 2为Z 0相比不能忽略,所以,0I .=1I .-0I . 2≠; 由电流互感器的向量图中可看出,电流互感器的误差主要是由于励磁电流I 0的存在,它使二次电流与换算到二次侧后的一次电流I ’ 1不但在数值上不相等,而且相位也不相同,这就造成了电流互感器的误差。电流互感器的比误差f= 100I I I ' 1 2 '1 ?- ;角误差为I ’ 1 与I 2间的夹角。 做为标准和测量用的电流互感器,要考虑到在正常运行状态下的比误差和角误差;做为保护用的电流互感器,为保证继电保护及自动装置的可靠运行,要考虑当系统出现最大短路电流的情况下,继电保护装置能正常工作,不致因为饱和及误差带来拒动,因而规程的规定,应用于继电保护的电流互感器,在其二次侧负载和一次电流为已知的情况下,电流误差不得超过10%。 2 电流互感器的10%误差及10%误差曲线 设Ki 为电流互感器的变比,其一次侧电流与二次电流有I 2=I 1/Ki 的关系,在Ki 为常数(电源互感器I 2不饱和)时,就是一条直线,如图3所示。当电流互感器铁芯开始饱和后,与I 1/Ki 就不再保持线性关系,而是如图中的曲线2所示,呈铁芯的磁化曲线状。继电保护要求电流互感器的一次电流I 1等于最大短路电流时,其变比误差小于或等于10%。因此,我们可以在图中找到一个电流值I 1.b ,自I 1.b 作垂线与曲线1、2分别相交于B 、A 两点,且BA =0.1I ’ 1(为折算到二次的I 1值)。如果电流互感器的一次I 1电流,其变比误差就不会大于10%;如果,其变比误差就大于10%。
互感电路的计算
第六章互感电路 第一节互感及互感电压 学习目标 1 .了解电磁场的基本知识和电感的概念 2 .理解自感和互感现象 重点互感对电流的阻碍作用 难点自感和互感电动势的判断 一、互感 图 6-1 1. 互感现象 : 如图6-1所示表示两个有磁耦合的线圈(简称耦合电感),电流i 1在线圈1和2中产生的磁通分别为Φ11和Φ21,则Φ21≤Φ11。称为互感现象。电流i 1 称为施感电流。Φ11 称为线圈 1 的自感磁通,Φ21 称为耦合磁通或互感磁通。 如果线圈2的匝数为N 2,并假设互感磁通Φ21与线圈2的每一匝都交链,则互感磁链为Ψ21=N 2Φ21。 图 6-2
同理,如图 6-2 所示,电流i 2在线圈2和l中产生的磁通分别为Φ22和Φ12,且Φ12 ≤Φ22。Φ22称为线圈2的自感磁通,Φ12称为耦合磁通或互感磁通。如果线圈1的匝数为N 1,并假设互感磁通Φ12与线圈1的每一匝都交链,则互感磁链为Ψ12=N 1Φ12 2.互感线圈:上述线圈称为互感线圈。 3.互感系数:上述系数和称互感系数。对线性电感和相等,记为。 4 .自感系数:对于线性非时变电感元件,当电流的参考方向与磁通的参考方向符合右螺旋定则时,磁链Ψ电流i成正比,即Ψ=Li ,式中L为与时间无关的正实常数,即为自感系数。根据电磁感应定律和线圈的绕向,如果电压的参考正极性指向参考负极性的方向与产生它的磁通的参考方向符合右螺旋定则时,也就是在电压和电流关联参考方向下,则 在此电感元件中,磁链Ψ和感应电压u 均由流经本电感元件的电流所产生,此磁链感应电压分别称为自感磁链和自感电压,如图6-3。 图6-3 自感磁链 : , 为自感系数 . 5 .耦合系数:上述一个线圈的磁通交链于另一线圈的现象,称为磁耦合,用耦合系数 K 来 反应其耦合程度。,则 (“ + ”号表示互感的增强作用;“—”表示互感的削弱作用) 第二节互感线圈的同名端 学习目标:掌握同名端的几种判断方法。
电流互感器误差分析(精)
电流互感器主要由三部分组成:铁心、一次线圈和二次线圈。由于铁心磁阻的存在,电流互感器在传变电流的过程中,必须消耗一小部分电流用于激磁,使铁心磁化,从而在二次线圈产生感应电势和二次电流,电流互感器的误差就是由于铁心所消耗的励磁电流引起的。由于激磁电流和铁损的存在,电流互感器一次电流和二次电流的差值是一个向量,误差包括比值差和相角差。 影响误差的因素: 1、电流互感器的内部参数是影响电流互感器误差的主要因素。 ⑴ 二次线圈内阻R2和漏抗X2对误差的影响: 当R2增大时比差和角差都增大; X2增大时比差增大,但角差减小,因此要改善误差应尽量减小R2和适当的X2值。由于二次线圈内阻R2和漏抗X2与二次负载Rfh和Xfh比较而言值很小,所以改变R2和X2对误差的影响不大,只有对小容量的电流互感器影响才较显著。 ⑵ 铁芯截面对误差的影响:铁芯截面增大使铁芯的磁通密度减少,励磁电流减小,从而改善比差和角差。没有补偿的电流互感器在额定条件下铁芯的磁通密度已经很小,所以减少磁通密度也相对减小了导磁系数,使励磁电流减小不多,而且磁通密度越小效果越差。 ⑶ 线圈匝数对误差的影响: 增加线圈匝数就是增加安匝,增加匝数可以使磁通密度减小,其改善误差的效果比增加铁芯截面显著得多。但是线圈匝数的增加会引起铜用量的增加,同时引起动稳定倍数的减少和饱和倍数的增加。此外,对于单匝式的电流互感器(如穿心型或套管型电流互感器一次线圈只允许一匝)不能用增加匝数的办法改善误差。 ⑷ 减少铁芯损耗和提高导磁率。在铁芯磁通密度不变的条件下,减少铁芯励磁安匝和损耗安匝也将改善比差和角差,因此采用优质的磁性材料和采取适宜的退火工艺都能达到提高导磁率和减少损耗的目的。铁芯磁性的优劣还影响饱和倍数,铁芯磁性差时饱和倍数较校。
互感电路分析
互感电路分析 一、就是非题 1、互感耦合线圈得同名端仅与两线圈得绕向及相对位置有关,而与电流得参考方向无关。 2、图示两互感线圈得a、c两端互为同名端,则可推断b、d也互为同名端。 3、当两互感线圈得电流同时流出同名端时,两个电流所产生磁场就是互相削弱得。 4、互感电压得正负不仅与线圈得同名端有关,还与电流得参考方向有关。 5、耦合电感初、次级得电压、电流分别为u1、u2与i1、i2。若次级电流i2为零,则次级电压u2一定为零。 6、对图示电路有。 7、对右上图示电路有。 8、图示电路中互感电压uM为参考方向,当开关S闭合瞬间,u M得真实方向与参考方向相同。 9、图示耦合电感电路中,互感电压uM为参考方向,当开关S断开瞬间,uM得真实方向与参考方向相反。 10、如图所示,当i1按图示方向流动且不断增大时,i2得实际方向如图所示。 11、对右上图示电路有:
12、某匝数为N得线圈,自感为L,如果此线圈得匝数增加一倍,则其自感变为4L。 13、两个耦合电感串联,接至某正弦电压源。这两个电感无论怎样串联都不影响电压源得电流。 1、答案(+) 2、答案(+) 3、答案(-)4、答案(+)5、答案(-)6、答案(-)7、答案(-) 8、答案(-)9、答案(+)10、答案(-)11、答案(-)12、答案(+)13、答案(-) 二、单项选择题 1、两个自感系数各为L1、L2得耦合电感,其互感系数得最大值为 (A)L1L2(B)(C)L1+L2(D) 2、电路如图所示,开关S动作后时间常数最大得电路就是: 3、图示电路中,若已知,而不详,则电压为 (A)(B)不能确定(C)(D) 4、右上图示电路中、,则u1为
电流互感器10%误差校验的计算方法
电流互感器10%误差校验的计算方法 摘要:本文对<<工业与民用配电手册>>中关于电流互感器10%误差校验的方法提出疑问,并结合<<手册>>中的例题,给出了作者认为的计算方法. 关键词:电流互感器 10%误差校验计算方法 由中国航空工业规划设计研究院组编,中国电力出版社出版的《工业与民用配电设计手册》(以下简称手册)自1983年11月第一版到2005年10月的第三版,发行量近16万册,该手册的权威性、指导性,对工业与民用配电设计行业的影响是勿庸置疑的。正因为广大设计者对该手册的重视和尊重,更要求它是完美的。本文就手册中关于“电流互感器10%误差校验的计算方法”提出不同的意见,供大家参考。尽管如此,本人仍然认为,暇不掩玉,该手册仍然是广大设计者必备的案头参考书。 手册给出的电流互感器允许误差计算步骤如下: 1,按照保护装置类型计算流过电流互感器的一次电流倍数 2,根据电流互感器的型号、变比和一次电流倍数,在10%误差曲线上确定电流互感器的允许二次负荷。 3,按照对电流互感器二次负荷最严重的短路类型计算电流互感器的实际二次负荷。 4,比较实际二次负荷与允许二次负荷,如实际二次负荷小于允许二次负荷,表示电流互感器的误差不超过10%。 对于步骤1、2、4,本文并无异议,对步骤3,有值得商榷的地方。现引用《工业与民用配电设计手册》例题【7-9】,6KV线路过流与速断保护为例来说明问题。已知条件如下(对原例题中与本讨论无关的给予了简化): 某6KV单侧放射式单回路线路,工作电流I g.xl 为100A,电动机起动时的过负 荷电流I gh 为181A。经校验实际线路长度能满足瞬时电流速断选择性动作,且短路时母线上有规定的残压。采用DL-11型电流继电器、DL-13型继电器、DSL-12型时间继电器和ZJ6型中间继电器作为线路的电流速断保护和过电流保护(交流操作),电流互感器选用LFZB6-10型,变比150/5,三相星型接线方式。另采用ZD-4型小电流接地信号装置作为线路单相接地保护。已知最大运行方式下,线路 末端三相短路时的超瞬态电流I” 2k3.MAX =1752A。最小运行方式下,线路末端三相短 路时的超瞬态电流I” 2k3.Min =1674A。 计算过程为: 1)瞬时电流速断保护的整定: I opK =K rel K jx I” 2k3.MAX /n TA =1.2x1x1752/30=70.1A (式1) 式中K rel :可靠系数,取1.2;K jx :接线系数,接于相电流时取1;I opK :继电 器动作值,计算值为70.1A,取70A,装设DL-11/200型继电器。 2)过电流保护整定: I opK =K rel K jx I gh /K r n TA =1.2x1x181/0.85x30=8.52A(式2) 取9A,装设DL-13/20型继电器, 3)电流互感器10%误差校验 a,确定电流互感器的一次电流计算倍数: