电气与电子测量技术——电气测量技术

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1、电气测量技术本章主要内容高电压的测量大电流的测量交流电气量的数字化测量（频率，周期，相位等）交流电气量的传统指针式仪表测量（有效值、功率等）高电压的测量4交流高电压的测量方法电磁式电压互感器电容式互感器光学电压传感器5工作原理一、二次绕组上分别感应的电动势为：理想电压互感器变比为：电磁式电压互感器简称PT（PotentialTransformer）或TV，其工作原理运用电磁感应原理原副边磁耦合将交流高压变为低电压电压互感器相当于空载变压器，与电压表联用，被测电压等于接在二次绕组的电压表读数乘以电压互感器的电压变比。工作原理电压互感器实物和接线端子箱工作原理用途和特点测量用电压互

2、感器主要用于交流高压变为低压，扩大交流电压表、功率表和电能表的量程。而且具有如下特点：1.与一次设备隔离，保证安全。2.降低表耗。3.节省设备投资。4.统一设计标准，使仪表和继电器的生产标准化。9电磁式电压互感器技术参数绕组的额定电压及额定变比(副边额定电压多为100V)额定负载准确度等级准确度等级一次绕组电压为一次额定电压的百分数(%)误差限值二次负载为额定负载的百分数(%)比差(%)角差(′)0.180～120士0.1士525～1000.280～120士0.2土100.585～115士05土2025～100185～115士1.0士4025～1003100士30未规定25～1

3、0010电磁式电压互感器测量误差分析电压互感器的等值电路图11电磁式电压互感器测量误差分析电压互感器变比、相角误差相量图与一次电压大小不等，相位不重合，电压互感器存在比差与角差比差fu以百分数来表示角差12电磁式电压互感器的安装及使用电压互感器主要安装方式图（a）用于单相电压的测量。图（b）用于三相电压的测量，图（c）用于线电压的测量a)b)c)电压互感器在使用的时候要注意二次绕组不许短路另外，副边绕组必需可靠接地。13电容式互感器（CVT）电容式电压互感器原理电容式电压互感器简称CVT（CapacitorVoltageTransformers）是典型的有源电子互感器，主要利用

4、电容器的分压作用将高电压按比例转换为低电压14电容式互感器（CVT）实际应用CVT主要由电容分压器（包括主电容器C1，分压电容器C2）、中间变压器（T）、补偿电抗器L、保护装置F及阻尼器D等元件组成CVT组成示意图CVT优点：1.体积小、重量轻、造价低（110kV及以上产品）；2.不含铁芯，无磁饱和，具备优良的瞬变响应特性等3.可兼顾电压互感器和电力线路载波耦合装置中的耦合电容器两种设备的功能；4.短路不会产生大电流，能可靠阻尼铁磁谐振；15电容式互感器（CVT）电容式电压互感器实物图电阻分压电阻分压测量交直流高压当R2C2=R1C1时，分压器的传递函数与信号频率无关。此时，即

5、使输入为高频信号，分压器的输出波形也不会发生畸变。克服了在对高频信号进行分压时，由于分布电容的影响所导致的分压电路输出波形畸变。阻容（脉冲）分压器：交直流电压、脉冲电压阻容分压器18光学电压传感器（OVT）光学电压互感器（OpticalVoltageTransducer：OVT）又称为无源电子式电压传感器，采用的传感机理是晶体的线性电光效应（Pockels效应）。Pockels效应是指晶体在电场作用下，透过晶体的光发生双折射，这一双折射快慢轴之间的相位差与被测电压呈正比关系，将Pockels元件直接连接到被测电压的两端，经光电变换及相应的信号处理便可求得被测电压。OVT实现的技

6、术关键是如何提高OVT的温度稳定性、长期运行的可靠性以及测量的精度。大电流的测量20交流大电流的测量方法电磁式电流互感器罗哥夫斯基（Rogowski）线圈光学电流传感21电磁式电流互感器电磁式电流互感器简称CT（CurrentTransformer）或TA，用于交流大电流变为小电流，扩大交流电流表、功率表和电能表的量程根据能量守恒定律：U1I1=E2I2E1I1=E2I2I1W1=I2W2代入上式得：电流互感器相当于短路的变压器，与电流表联用，被测电流等于接在二次绕组的电流表读数乘以电流互感器电流变比。电磁式电流互感器被测电流I1等于接在二次绕组的电流表读数I2乘以电流互感器额

7、定电流变比23CT主要技术参数额定电流比指一次额定电流与二次额定电流之比额定容量是额定二次电流I2N通过二次额定负载Z2N时所消耗的视在功率S2N额定电压是指一次绕组长期对地能够承受的最大电压(有效值)，它应不低于所接线路的额定相电压24CT主要技术参数准确度等级：电流互感器变换电流总是存在着一定的误差，根据额定工作条件下所产生的变比误差规定了准确度等级准确度等级一次电流为额定电流的百分数(%)误差限值二次负载为额定负载的百分比数(%)比值差(士%)相角值（′）0.1510201001200