专题七 仪用互感器测量电流和电压（课件）-山东省职教高考《电气测量技术》(高教版）专题复习讲练测

专题七 仪用互感器测量电流和电压 《电气测量技术》（高教社） 专题复习讲练测 1 目录 01 考纲解读 03 考题讲解 05 归纳小结 02 知识点梳理 04 课内练习 2 常见考点： 仪用互感器的定义与分类（电压互感器、电流互感器）。 仪用互感器在电力系统中的作用与重要性。 仪用互感器的基本构造与主要部件。 电压互感器的工作原理，包括电压变换和隔离作用。 电流互感器的工作原理，包括电流变换和隔离作用。 电磁式与电容式互感器的区别及工作原理。 一.考纲解读 3 一.考纲解读 考试要求 01 2.考生应能够分析仪用互感器测量结果的准确性，识别并排除测量过程中的误差来源。 02 3. 考生需将仪用互感器的知识与其他电学知识进行综合应用，解决复杂的电路测量问题。 03 1.考生需深入理解仪用互感器的定义、分类、工作原理及其在电力系统中的应用。 4 易考题型： 填空题：仪用互感器分为几大类。 简答题：电压互感器的工作原理及其在电力系统中的应用。 论述题：分析并比较电磁式与电容式电压互感器在测量精度、成本、适用场景等方面的优缺点。 实操题：设计一个使用仪用互感器测量特定电路电流和电压的实验方案，包括所需设备、操作步骤、数据记录与分析方法等。 一.考纲解读 5 知识点思维导图 二.知识点梳理和重点概念复习 6 知识点梳理： 一、认识仪用互感器 1.定义：仪用互感器是一种特殊的变压器，主要用于电力系统中电流和电压的测量、保护和控制。 2.分类：仪用互感器主要分为电压互感器和电流互感器两大类。 3.作用与重要性：仪用互感器在电力系统中起着隔离高电压、大电流，提供标准的测量电压、电流信号，以及保护测量仪表和设备的作用。 二.知识点梳理和重点概念复习 7 知识点梳理： 二、探究仪用互感器的工作原理 1.电压互感器的工作原理： 基于电磁感应原理，将高电压系统的电压转换为低电压系统的电压，以供测量仪表使用。 起到电压变换和隔离的作用，保护测量仪表免受高电压的损害。 2.电流互感器的工作原理： 同样基于电磁感应原理，将大电流系统的电流转换为小电流系统的电流，以供测量仪表使用。 起到电流变换和隔离的作用，保护测量仪表免受大电流的损害。 二.知识点梳理和重点概念复习 8 知识点梳理： 三、使用仪用互感器测量电流和电压 1.选择与配置： 根据被测电流和电压的大小、频率等参数，选择合适的仪用互感器。 配置时需注意互感器的额定容量、准确度等级以及与被测电路的连接方式。 2.连接方式与注意事项： 仪用互感器应与测量仪表正确连接，确保测量结果的准确性。 在连接过程中需注意安全规范，避免触电或短路等危险情况的发生。 二.知识点梳理和重点概念复习 9 知识点梳理： 四、仪用互感器的维护与保养 1.日常维护与检查： 定期对仪用互感器进行清洁和检查，确保其外观无损伤、接线牢固。 检查互感器的绝缘性能，确保其处于良好的绝缘状态。 2.常见故障与排除： 了解仪用互感器的常见故障类型，如绝缘击穿、绕组短路等。 掌握故障排除方法，如更换损坏的绝缘件、修复绕组等。 3.保养周期与措施： 制定合理的保养周期，定期对仪用互感器进行保养。 保养措施包括清洁、检查、紧固接线等，以确保互感器的长期稳定运行。 二.知识点梳理和重点概念复习 10 重点概念复习： 仪用互感器的选择与配置：需根据被测电流和电压的大小、频率等参数，选择合适的仪用互感器，并注意其额定容量和准确度等级。 仪用互感器的连接方式：应与测量仪表正确连接，确保测量结果的准确性，并注意连接过程中的安全规范。 测量过程中的安全规范：在进行测量前，需对仪用互感器进行检查，测量过程中应遵守安全规范，如穿戴绝缘手套、保持与带电部分的距离等。 仪用互感器的日常维护：包括定期清洁和检查，确保其外观无损伤、接线牢固，以及检查绝缘性能。 二.知识点梳理和重点概念复习 11 1.以下哪种情况可能导致仪用互感器的一次侧产生过电压？ A. 互感器二次侧开路 B. 互感器二次侧短路 C. 互感器一次侧电流过大 D. 互感器运行环境湿度过高 答案：A 解析：当仪用互感器二次侧开路时，一次侧电流将全部用于在互感器内部产生磁通，可能导致铁芯饱和，进而在一次侧产生过电压。 三.常考习题练习与讲解 选择题 12 2.在电力系统中，对仪用互感器的选择和设计应考虑哪些主要因素？ A. 仅互感器的准确度等级 B. 互感器的准确度等级、额定电流和电压、绝缘性能及使用环境 C. 互感器的外观尺寸和重量 D. 互感器的品牌知名度和价格 答案：B 解析：在电力系统中，对仪用互感器的选择和设计应综合考虑多个因素，包括准确度等级、额定电流和电压、绝缘性能以及使用环境等。 三.常考习题练习与讲解 选择题 13 3.以下哪种措施不能有效减小仪用互感器的测量误差？ A. 提高互感器的制造工艺水平 B. 优化互感器的设计参数 C. 减小互感器二次侧负载阻抗 D. 增大互感器一次侧电流 答案：D 解析：增大互感器一次侧电流不仅不能有效减小测量误差，反而可能导致互感器磁饱和，从而增大误差 三.常考习题练习与讲解 选择题 14 4.在电力系统的预防性维护中，对仪用互感器进行哪些检测是常见的？ A. 仅外观检查 B. 外观检查、绝缘电阻测试、介质损耗角正切值测试 C. 振动和噪音检测 D. 电流和电压稳定性测试 答案：B 解析：在电力系统的预防性维护中，对仪用互感器进行的检测通常包括外观检查以确认无损坏或腐蚀，绝缘电阻测试以评估绝缘性能。 三.常考习题练习与讲解 选择题 15 5.仪用互感器的铁芯通常采用哪种材料制成？ A. 铜 B. 铝 C. 硅钢片 D. 不锈钢 答案：C 解析：仪用互感器的铁芯通常采用硅钢片制成，因为硅钢片具有较低的磁滞损耗和涡流损耗，有助于减少能量损失并提高互感器的效率。 三.常考习题练习与讲解 选择题 16 6.在数字化电力系统中，仪用互感器的输出信号通常如何传输？ A. 通过模拟电缆直接传输到测量设备 B. 转换为数字信号后通过光纤或以太网传输 C. 转换为无线电波信号进行无线传输 D. 存储在内部存储器中，定期取出进行分析 答案：B。解析：在数字化电力系统中，仪用互感器的输出信号通常会被转换为数字信号，然后通过光纤或以太网等高速通信介质进行传输，以实现与测量、保护和控制设备之间的数字通信。 三.常考习题练习与讲解 选择题 17 7.仪用互感器的误差主要由哪些因素引起？ A. 仅由制造工艺引起 B. 由制造工艺、环境温度、湿度、振动等多种因素引起 C. 仅由使用环境引起 D. 仅由测量设备的不准确性引起 答案：B。解析：仪用互感器的误差可能由多种因素引起，包括制造工艺的精度、环境温度的变化、湿度的影响、振动以及电磁干扰等。这些因素都可能对互感器的性能产生影响，从而导致测量误差。 三.常考习题练习与讲解 选择题 18 8.在电力系统中，对仪用互感器进行定期校验的目的是什么？ A. 仅为了遵守规定和标准 B. 为了确保互感器的测量准确性和可靠性，以及及时发现潜在问题 C. 仅为了更新互感器的数据记录 D. 为了提高互感器的使用寿命 答案：B 解析：在电力系统中，对仪用互感器进行定期校验的主要目的是确保互感器的测量准确性和可靠性，以及及时发现潜在的问题。 三.常考习题练习与讲解 选择题 19 9.仪用互感器的二次侧通常应如何接地？ A. 仅在保护接地时接地 B. 仅在测量接地时接地 C. 应进行保护接地，且一点接地 D. 可以多点接地以提高接地效果 答案：C 解析：仪用互感器的二次侧应进行保护接地，并且通常要求是一点接地，以防止因多点接地可能产生的环流或干扰影响测量精度。 三.常考习题练习与讲解 选择题 20 10.仪用互感器的额定负载阻抗是指什么？ A. 互感器一次侧的阻抗 B. 互感器二次侧开路时的阻抗 C. 互感器二次侧在额定电流下工作时所连接的负载阻抗 D. 互感器整体的阻抗 答案：C 解析：仪用互感器的额定负载阻抗是指互感器二次侧在额定电流下工作时所连接的负载阻抗。 三.常考习题练习与讲解 选择题 21 1.定期对仪用互感器进行______是维护其性能的重要措施之一。 答案：清洁 解析：保持互感器表面清洁，可以防止灰尘积累影响散热和绝缘性能。 2.在维护仪用互感器时，应特别注意检查其______和______是否有损坏或老化现象。 答案：绝缘层、绕组 解析：绝缘层和绕组是互感器的关键部件，定期检查可预防故障发生。 三.常考习题练习与讲解 填空题 22 3.为确保测量精度，仪用互感器需要定期进行______。 答案：精度校准 解析：通过精度校准可以调整互感器的误差，确保测量结果的准确性。 4.在实际应用中，仪用互感器的二次侧负载应______其额定负载，以保证测量精度。 答案：接近或等于 解析：负载匹配是确保互感器测量精度的关键，二次侧负载应接近或等于其额定负载。 三.常考习题练习与讲解 填空题 23 5.仪用互感器运行时若出现过热现象，可能的原因是______过大或______不良。 答案：电流、散热 解析：电流过大或散热不良都可能导致互感器过热，需及时排查原因并处理。 6.在处理和存放废弃的仪用互感器时，必须遵守相关的______规定，确保环境安全。 答案：环保（或环境保护） 解析：废弃的仪用互感器可能含有有害物质，因此在处理和存放时需遵守环保规定，以防止对环境和人体造成危害。 三.常考习题练习与讲解 填空题 24 1.在维护仪用互感器时，只需检查其外观是否完好，无需检查内部结构。（ ） 答案：错误 解析：维护时应全面检查互感器的绝缘层、绕组等关键部件，以及连接线和紧固件的状态。 2.仪用互感器一旦安装完成，就无需再进行精度校准。（ ） 答案：错误 解析：为确保测量精度，仪用互感器需要定期进行精度校准，以调整误差并保持其准确性。 三.常考习题练习与讲解 判断题 3.仪用互感器二次侧负载必须严格等于其额定负载，才能保证测量精度。（ ） 答案：错误 解析：虽然负载匹配是确保测量精度的重要因素，但二次侧负载接近或等于额定负载即可满足要求，无需严格相等。 4.仪用互感器运行时若出现过热现象，一定是由于电流过大引起的。（ ） 答案：错误 解析：过热现象可能由电流过大、散热不良、绝缘层损坏等多种原因引起，需综合判断。 三.常考习题练习与讲解 判断题 5.仪用互感器在电磁环境中工作时，无需考虑其电磁兼容性。（ ） 答案：错误 解析：在复杂电磁环境中，仪用互感器的电磁兼容性对测量精度至关重要，需考虑并采取相应措施减少电磁干扰。 6.数字式互感器相比传统互感器，在测量精度和抗干扰能力上没有优势。（ ） 答案：错误 解析：数字式互感器（如光学互感器）相比传统互感器，在测量精度和抗干扰能力上具有显著优势。 三.常考习题练习与讲解 判断题 1.某电流互感器额定变比为100:5，现测得二次侧电流为3A，求一次侧实际电流大小。 答案： 一次侧实际电流 I1=100/5×3=60A 解析： 本题考察对电流互感器变比概念的理解。根据电流互感器的定义，变比 n=I1/I2，其中 I1是一次侧电流，I2是二次侧电流。已知 n=100:5 和 I2=3A，通过比例关系即可求出 I1​。 三.常考习题练习与讲解 计算题 2.一电压互感器，其额定变比为220kV:100V，现将其接入一个额定电压为220kV的电力系统中，测得二次侧电压为98V。若考虑电压互感器存在-2%的误差，求一次侧实际电压与额定电压的偏差百分比。 答案： 首先，根据变比计算无误差时一次侧电压应为 V1′=0.1220×0.098=215.6kV。 考虑-2%误差，实际一次侧电压 V1=1−V1′/0.02=215.6/0.98≈220.02kV。 偏差百分比 = 220.02-220/220×100%≈0.01% 三.常考习题练习与讲解 计算题 3.某工厂使用一台电流互感器（变比150:5）和一台电压互感器（变比20kV:100V）来测量一条生产线的电流和电压。测得二次侧电流为4A，电压为95V。若该生产线的功率因数为0.8，求生产线的实际有功功率。 答案： 一次侧电流 I1=150/5×4=120A 一次侧电压 V1=20000/100×95=19000V 有功功率 P=V1×I1×cosϕ=19000×120×0.8=1824000W=1.824MW 三.常考习题练习与讲解 计算题 4.某变电站定期对电压互感器进行校验，发现其实际变比与额定变比（110kV:100V）存在偏差，具体表现为二次侧电压读数偏高2%。若某次测量中，二次侧电压表读数为102V，求此时一次侧实际电压，并分析这种偏差对电力系统可能产生的影响。 答案：无偏差时一次侧电压应为 V1′=110000/100×102=112200V 考虑偏差，实际一次侧电压 V1=V1′/1+0.02=1.02112200​≈109999.99V 影响分析：电压互感器读数偏高可能导致保护设备误动作（如过压保护），或影响电能计量的准确性，造成经济损失。 三.常考习题练习与讲解 计算题 1.简述仪用互感器在电力系统中的主要作用是什么？ 答案：仪用互感器（包括电流互感器和电压互感器）在电力系统中的主要作用是：将高电压、大电流按比例变换成低电压、小电流，供给测量仪表和继电保护装置使用，以确保测量仪表和人员的安全，同时实现电气设备的标准化、系列化生产。 四.课内练习与讲解 2.电流互感器在工作时，其二次侧为何不能开路？请解释原因。 答案：电流互感器二次侧不能开路，因为当二次侧开路时，一次侧电流全部成为励磁电流，导致铁芯中磁通剧增，产生很高的感应电动势，可能危及人身和设备安全，同时铁芯过热可能烧毁互感器。 3.在何种情况下，你会选择使用电压互感器而非直接测量高电压？ 答案：当需要测量或监视高于测量仪表或保护装置额定电压的电力系统电压时，应使用电压互感器。直接测量高电压不仅危险，还可能损坏测量设备。 四.课内练习与讲解 4.分析影响仪用互感器测量精度的主要因素有哪些？ 答案：影响仪用互感器测量精度的主要因素包括：励磁电流的大小、二次负载的大小及性质、互感器本身的制造精度、环境温度和湿度变化等。 5.在三相四线制系统中，使用电流互感器测量三相电流时，常见的接线方式有哪些？并简述其中一种。 答案：常见接线方式有：星形接线（Y形）和三角形接线（Δ形）。星形接线用于测量各相电流，可反映不平衡电流；三角形接线则用于测量三相电流的向量和，常用于需检测零序电流的情况。 四.课内练习与讲解 6.若电压互感器二次侧电压偏低，可能的原因有哪些？ 答案：可能的原因包括：一次侧电压降低、二次侧负载过大、互感器内部故障（如匝间短路）、外部短路导致互感器饱和等。 7. 简述仪用互感器日常维护保养的注意事项。 答案：保持互感器外壳清洁，无渗油、漏油现象；定期检查二次回路连接是否牢固，有无开路或短路情况；定期校验互感器精度，确保测量准确；注意防潮、防尘、防腐蚀，避免外部磁场干扰。 四.课内练习与讲解 8. 分析当电流互感器二次侧负载增加时，对其测量精度的影响。 答案：当电流互感器二次侧负载增加时，二次电流增大，导致励磁电流也增大，进而使铁芯中的磁通增大，产生更大的误差。因此，二次侧负载增加会降低电流互感器的测量精度。 四.课内练习与讲解 通过本次课程的学习，我们对仪用互感器有了全面的认识。我们了解了仪用互感器的定义、分类及其在电力系统中的重要作用。通过探究仪用互感器的工作原理，我们深入理解了电压互感器和电流互感器的工作机制，以及它们在电力测量中的关键应用。同时，我们也掌握了使用仪用互感器测量电流和电压的方法，包括互感器的选择与配置、连接方式与注意事项，以及在测量过程中需要遵守的安全规范。此外，我们还学习了仪用互感器的维护与保养知识，了解了日常维护的重要性、常见故障的排除方法，以及制定合理的保养周期对确保互感器长期稳定运行的意义。总之，本课程为我们今后在电力系统中准确、安全地进行电流和电压测量打下了坚实的基础。 五.课程小结 重点复习知识点： 1.仪用互感器的定义：仪用互感器是一种特殊的变压器，用于电力系统中电流和电压的测量、保护和控制。 2.仪用互感器的分类：主要分为电压互感器和电流互感器两大类，分别用于电压和电流的测量。 3.仪用互感器的作用：在电力系统中，仪用互感器起到隔离高电压、大电流，提供标准的测量信号，以及保护测量仪表和设备的作用。 4.电压互感器的工作原理：基于电磁感应原理，将高电压系统的电压转换为低电压系统的电压，以供测量仪表使用。 五.课程小结 感谢观看 $$