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项目八 电流、电压的检测 项目导航 在电工学里，电流是基本的电磁量。测量电流不但本身十分重要，而且其他电磁量和非电量也可以通过变换器转换成电流，然后进行测量。所以电流测量是电磁测量的基础。 应用的很多场合，需要对电流和电压进行测量和控制在特别是在一些需要对大电流和高电压测量和控制以及对所测电流和电压要求较高精确度的情况下，需要使用安全、方便可靠精确度较高的电流电压传感器。接入电网的DC/AC逆变器是一台将直流信号转换为正弦波的全桥逆变器。流入电网的逆变器输出电流由传感器实时进行测量，目的主要是防止过电流发生时损坏为死区补偿反馈回至控制器进行脉宽调制（PWM）正弦波控制。 二、任务书 表8-1-1 任务 利用电流传感器测量变频器中的电流 任务要求 各小组接受任务后讨论并制订工作计划； 了解各类电流传感器的结构、特性及测量原理； 能根据测量的要求和测量的其他条件等对不同的电流传感器的特性进行研究、分析、比较， 选择电路的电流检测方案，最终确定可以使用的电流传感器； 掌握霍尔电流传感器的测量原理，掌握霍尔电流传感器的安装方法与步骤； 5.了解各类电流传感器的应用； 6.完成霍尔传感器实验室的线性度测量； 7.小组讨论完成变频器中电流传感器应用的分析。 课时分配 自学4课时，课堂2课时 任务评价 自评: 互评: 师评: 1.2学习资料 电流传感器可定义为：以一定的精度把某种电流转换为与之有确定对应关系的、便于应用的另一种电流的测量装置。 电流传感器按照工作原理可以分为：电流互感器、霍尔电流传感器、磁阻式电流传感器、电阻式电流传感器、光纤电流传感器、电子束式电流传感器、新型电流传感器。本书重点的叙述电流互感器、霍尔电流传感器、电阻式电流传感器、光纤电流传感器。 一、电流互感器(Current Transformer，CT) 1.认识电流互感器 一提到电流传感器，首先就想到了电流互感器，这就是我们在工厂里经常应用的一种传统电流传感器。电力系统一次系统的大电流、大电压不能直接测量，就要用到互感器，使用电流互感器的目的是用小量程电流表测量大电流，电流互感器拾取的较小电流信号，可以直接通过电流表显示出来，也可以接入控制、保护设备里，用来控制设备的运行状态。 2.电磁式电流互感器原理 电磁式电流互感器的结构较为简单，由相互绝缘的一次绕组、二次绕组、铁心以及构架、壳体、接线端子等组成。其工作原理变压器基本相同，一次绕组的匝数(N1)较少，直接串联于电源线路中，一次负荷电流()通过一次绕组时，产生的交变磁通感应产生按比例减小的二次电流()；二次绕组的匝数(N2)较多，与仪表、继电器、变送器等电流线圈的二次负荷(Z)串联形成闭合回路， 对于理想的电磁式电流传感器，铁心不消耗有功功率,也无需无功功率励磁，一次侧绕组和二次侧绕组的视在功率相等，变压器也没有损耗，则有 (8-1-1) 3.存在的问题 实际上铁心和线圈均有损耗，导致电流互感器存在磁性误差和容性误差。容性误差是指一、二次本身和两者之间存在的容性泄漏电流所造成的测量误差。而磁性误差是由漏磁、励磁电流和气隙磁势造成。 电流互感器的误差主要由励磁电流引起，为减小电流传感器误差，最为直接有效的办法就是减小励磁电流，传统的方法多是无源补偿，补偿磁动势和电动势， 常用的补偿方法有匝数补偿、二次负载并联电容补偿、辅助互感器补偿等，这些方法可以在一定程度上补偿了励磁电流造成的误差。 由于电流互感器类似于变压器，除去励磁电流外，铁心的磁滞效应、涡流损 耗、磁路饱和、漏磁等都会很大程度上影响测量结果的准确性。同时由于其响应速度较慢，因此只能用作继电保护而不适用与对动态响应和实时性要求较高的检测反馈场合。 4.电流互感器国标(GB?1208-87S) 1）准确级：以该准确级在额定电流下所规定的最大允许电流误差百分数标称。 2）测量用电流互感器的标准准确级有：0.1、0.2、0.5、1、3、5； 特殊要求的电流互感器的准确级有：0.2S和0.5S； 保护用电流互感器准确级有：5P和10P两级。 4.电流互感器使用注意事项 1）极性连接要正确。电流互感器一般按减极性标注，如果极性连接不正确，就会影响计量，甚至在同一线路有多台电流互感器并联时，全造成短路事故。 2）二次回路应设保护性接地点，并可靠连接。为防止一、二次绕组之间绝缘击穿后高电压窜入低压侧危及人身和仪表安全，电流互感器二次侧应设保护性接地点，接地点只允许接一个，一般将靠近电流互感器的箱体端子接地。 3）运行中二次绕组不允许开路。否则会导致以下严重后果： 二次侧出现高电压，危及人身和仪表安全； 出现过热，可能烧坏绕组； 增大计量误差。 ?4）用于电能计量的电流互感器二