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电力装置中的电气量测量传感器

导读: 电力装置中的电气量测量传感器主要包括测量电流、电压、电阻、电功率、相位、电能等电气量的传感器。电气量测量传感器的常用检测方法大体可分为两类:一是利用电磁作用原理制成的直读式电气量指示仪表,另一是将被测电气量与作为标准器的同类电气量进行比较,从而确定该被测量大小。

  电力是以电能作为动力的能源,电力系统是指由发电、输电、变电、配电、用电等环节构成的电力生产、传输与消费系统。电力系统中常见的发电机、变压器、开关柜、电动机等均为电力装置。

  电力装置中的电气量测量传感器主要包括测量电流、电压、电阻、电功率、相位、电能等电气量的传感器。电气量测量传感器的常用检测方法大体可分为两类:一是利用电磁作用原理制成的直读式电气量指示仪表,另一是将被测电气量与作为标准器的同类电气量进行比较,从而确定该被测量大小。

  电气量测量传感器具有结构简单,安装灵活,成本低,稳定性和可靠性高,使用维修方便,易于实现远距离测量等一系列优点,因而使用极为广泛。电气量测量传感器 /仪表品种规格繁多,按测量对象的名称 (或单位 )分:有电流表 (安培表、毫安表、微安表 )、电压表 (伏特表、千伏表、毫伏表、微伏表 )、功率表 (瓦特表、千瓦表 )、相位表 (功率因数表 )、电能表 (瓦时表、电度表 )、频率表、电阻表(欧姆表、兆欧表)和具有多种测量用途的万用表等。按传感器的工作电流的种类分:有直流仪表、交流仪表和交直流两用仪表。

  电气量测量传感器的工作原理主要有磁电式、电磁式、电动式、铁磁电动式、感应式、整流式、静电式和热电式等类别。各种典型传感器类别的工作原理分述如下。

  磁电式传感器

  磁电式传感器是利用永久磁铁的磁场和载流线圈所产生的磁场相互作用而工作的(见图 1),用于测量直流电压、直流电流及电阻等。因而此类传感器可用于制成电流表、电压表、电阻表、检流计或钳形表等,优点是刻度均匀;灵敏度和准确度高(可高达 0.05级);阻尼强;消耗电能量小(小于 100mW);受外界磁场影响小。缺点是只能测量直流;价格较高;不能承受较大过载。其测量范围为:电流 10-11~ 102A,电压 10-3~103V。

  电磁式传感器

  电磁式传感器是利用由载流线圈的磁场吸动铁片的吸引力或由载流固定线圈里的动铁片与定铁片之间的排斥力所产生的偏转力矩而工作的,用于测量交流电压和交流电流等,基于此原理可做成交流电流表和交流电压表、相位表、同步表、钳形表等。优点是构造简单;价格低廉;可用于交直流;能测量较大的电流;允许较大的过载。缺点是刻度不均匀;易受外界磁场及铁片中磁滞和涡流(测量交流时)的影响,因此准确度不高(最高准确度 0.1级)。其测量范围为:电流 10-3~102A,电压 1~103V。频率为工频,但可扩展到 5kHz。

电磁式传感器

  电动式传感器

  电动式传感器是利用两只固定线圈和一只活动线圈间磁场相互作用所产生的偏转力矩而工作的,由此制作电压表、电流表、功率表。优点是能测量交流的真有效值,准确度高(可高达 0.05级),且可 交直流两用,不受交流频率的影响(通常应用频率不超过2.5kHz)。不足是制造成本较高,功率损耗较磁电式大,过载能力小,且本身磁场弱,测量易受外磁场干扰。其测量范围为:电流 10-3~102A,电压 1~103V。频率工频,但可扩展到 5kHz。

  铁磁电动式传感器动作原理类同于电动式,不同之处是在电动式仪表固定线圈中加入了铁磁体组成磁路,以增加磁场。特点是消耗功率较小,最高准确度可达 0.2级,不足是过载能力小。制成仪表类型有电压表、电流表、功率表、频率表、相位表。其测量范围为:电流 10-7~102A,电压 10-1~103V,工频。

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