电压互感器如何工作?为什么电压互感器不能短路?

2020-09-10 19:52:13 sunmedia 951


电压互感器  (VT)是其将一种形式的能量到另一个的装置。VT用于通过直接或通过VT测量电压来监视交流或直流电流。电压互感器是一种并联连接的仪表互感器。它们的设计目的是对要测量的电源提供微不足道的负载。它们具有精确的电压比和相位关系,以实现精确的二次连接计量。

电压互感器有两种基本解决方案–电压互感器(PT)具有铁芯结构。电容器耦合变压器(CVT)首先降低电压电平,然后使用铁芯变压器通过电容器耦合原理进一步降低电压。这些变压器中的两种通常是独立式的。

电压互感器通常用于测量变电站总线上的电压。但是,CVT可以单独用于传输线上的相同测量目的。变压器用于将电压降低到保护继电器使用的可接受水平,因为电力系统的电压范围远高于千伏值。

电压互感器的类型

电磁–电磁电压互感器是线绕变压器。

电容器–电压互感器(CVT)使用电容分压器,该分压器使用较高的电压,因为其成本低于电磁VT。

光学–光学电压互感器利用法拉第效应旋转光学材料中的偏振光。

直流电压互感器

DVT-1000 DC电压互感器被设计成一个10-1000直流电压输入转换到任何一个4-20mA输出或电压标准输出是正比于输入。它也是太阳能串电压监控的理想选择。直流电压互感器在输入和输出之间提供有效和安全的隔离。

特征

初级电压DVT-100:1000-10,000 Vdc

输出4-20mA,0-1Vdc,0-5Vdc

精度:超量程1%

线性度:超出范围0.5%

响应时间:10.0毫秒

工作范围:0-120%

过载:150%连续

温度:-30摄氏度至70摄氏度运行

湿度:90%工作

Isolution:4.5KV,1分钟

电源电压:15-48 Vdc

电压比

电压传感器通常用其从初级到次级的电压比来描述。意思是,当在其初级绕组上输入500伏特时,500:120 PT可提供120伏特的输出电压。

变压器功能基于以下原理:电能通过磁感应有效地从一个电路传递到另一个电路。基本上,变压器由放置在同一磁路上的两个或多个绕组组成。被馈送电能的绕组称为初级绕组,而连接负载的绕组称为次级绕组。典型的两个绕组变压器动作如下所示:

当变压器的一次绕组由交流(AC)电源供电时,在变压器铁芯中会形成一个交变磁场。交替的磁力线(称为“磁通”)在磁芯中循环。当第二(次级)绕组绕在同一铁芯上时,交流磁通线会感应出电压。连接到次级绕组端子的负载导致电流流动。

变压器零件

变压器由两个基本的不动部分组成:

(a)叠片铁芯

(b)绕组(初级和次级)

叠片铁芯

变压器的铁芯由薄钢板制成。对该铁进行了处理,以使其在铁芯的整个长度上具有较高的磁传导质量(高磁导率)。磁导率是用来表示材料将传导磁力线的情况的术语。

铁在极板上的电阻也很高(通过铁心的厚度)。有必要层压铁片以减少铁心的发热。变压器芯有两种常见类型:

(a)核心类型

(b)外壳类型

核壳式变压器

在铁心型(铁心形式)变压器中,绕组围绕铁心。在壳式(壳形式)变压器中,钢磁路(铁芯)形成围绕绕组的壳。在芯形式中,绕组在外部;以壳的形式,绕组位于内部。

绕组

变压器有两个绕组。初级绕组和次级绕组。

初级绕组是接收能量的线圈。它形成,缠绕并安装在铁芯上。次级绕组是线圈,其以变换或改变的电压释放能量。

变压器类型

变压器根据不同的标准进行分类。但是,这是更常见的通用变压器类型的列表:

(a)单相变压器

(b)三相变压器

(c)电压或电压互感器

(d)自耦变压器

(e)电流互感器

(f)电力变压器

变压器的电压比

变压器绕组上的电压与绕组线圈上的匝数成正比。此关系由以下公式表示:

Vp =初级线圈上的电压

Vs =次级线圈上的电压

Np =初级线圈的匝数

Ns =次级线圈的匝数

Vp / Vs之比称为电压比(VR)。Np / Ns之比称为匝数比(TR)。

1:4的电压比(读为1到4)意味着,变压器原边上的每伏都有2V。当次级电压大于初级电压时,该变压器称为升压变压器。

电压比为4:1意味着在初级上每个4V,次级上只有1V。当次级电压小于初级电压时,该变压器称为降压变压器。

目前的比例

变压器线圈中的电流与线圈中的电压成反比。这种关系由以下等式表示:

Ip =初级线圈中的电流

Is =次级线圈中的电流

在上面的等式中,我们可以用Np / Ns代替Vp / Vs,因此我们有:

变压器的效率等于次级绕组的功率输出与输入到初级绕组的功率之比。

理想的变压器具有100%的效率,因为它可以传递接收到的所有能量。

但是,由于铁芯和铜的损耗,即使是最实用的变压器,其效率也低于100%。表示为等式:

Eff =效率

Ps =次级的输出功率=输入功率–铁损–铜损

Pp =初级电源输入

精心设计的变压器的效率非常高,平均功率变压器的效率超过98%(%)。在变压器中,唯一的损耗是由于铁心损耗,保持交流磁场,线圈中的电阻损耗以及用于需要冷却的大型变压器的冷却功率所致。

与其他设备相比,变压器效率高的主要原因是没有运动部件。变压器称为静态交流电机。

变压器是一种静态设备,可帮助在不更改其频率的情况下将电力从一个电路转换为另一个电路。可以在电路中增大或减小电压,这也导致额定电流成比例地增大或减小。在这里,我们将讨论变压器的基础知识和工作原理。

变压器工作的主要原理是通过公共磁通量连接在一起的两个电路之间的公共电感。变压器基本上由两个电磁线圈组成,但它们通过磁阻路径磁连接。该原理基于法拉第电磁感应定律,该定律指出线圈的EMF(电动势)与磁感应强度成正比。磁通量相对于时间的变化率。

的工作原理单相变压器由两个电线线圈组成,其中一个线圈称为“初级绕组”,另一个线圈称为“次级绕组”。变压器的初级侧定义为收集功率,而次级侧提供功率的一侧。在单相变压器中,初级侧通常具有较高的电压。

这两个线圈绕在一起缠绕在一个铁芯上(一个普通的封闭式磁铁电路),但彼此之间没有电接触。软铁芯不是坚固的,而是由连接在一起的单个叠片组成,以帮助减少铁芯的损耗。

初级线圈和次级线圈通过公共芯磁接触,该公共芯允许电功率从一个线圈传递到另一线圈,但是两个线圈没有电接触。当初级绕组连接到电源时,正在产生的磁场将电压传递到次级绕组中。

总之,对于在变压器中缠绕的两个线圈,没有直接的电气连接。初级绕组在连接到输入电压电源时将电能转换成磁场,而次级绕组将交变磁场转换成所需输出的电能。

有两种类型的变压器:升压和降压变压器。升压变压器用于优先于初级绕组来增加次级绕组的电压,而降压变压器用于优先于初级绕组来降低次级绕组的电压。第三种类型的变压器是阻抗变压器。该变压器在其次级绕组上产生与其初级绕组相同的电压。

初级绕组上的线圈匝数(Np)与次级绕组上的线圈匝数(Ns)之间的差异说明了初级绕组与次级绕组之间的电压差异。

称为变比的比率是初级线圈的匝数与次级线圈的匝数之比。通常称为变压器匝数比(TR)。变压器的运行和次级绕组上可用的等效电压由该匝数比决定。重要的是要知道初级绕组上的导线匝数与次级绕组上的匝数之比。例如,如果匝数比为3:1,则意味着初级线圈上有3伏,而次级线圈上有1伏。匝数比等于电压比。

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