专题十三 仪用互感器测量电流和电压（课件）-山东省对口升学《电气测量技术》（第2版）(高教社）专题复习讲练测

专题十三 仪用互感器测量电流和电压 《电气测量技术》（第2版） 高教社 专题复习讲练测 1 一.考纲解读 二.知识点梳理和重点概念复习 三.真题或常考题讲解 四.课内练习及讲评 五.内容归纳小结 CONTENTS 01 一.考纲解读 02 二.知识点梳理和重点概念复习 03 三.真题或常考题讲解 04 四.课内练习及讲评 05 五.内容归纳小结 目录 一、考纲解读 常见考点 1.定义与用途：仪用互感器是电力系统中用于将高电压、大电流变换为低电压、小电流的电气设备，主要用于测量、保护和控制电路，同时起到隔离高压电路的作用，保障人员和设备安全。 3.电压互感器​工作原理：同样基于电磁感应，一次电压产生交变磁通，在二次绕组感应出电动势，二次电压与一次电压之比等于一次、二次绕组匝数之比。 4.测量原理：通过互感器将大电流、高电压变换为小电流、低电压，再利用测量仪表进行测量，依据互感器变比计算实际电流、电压值。 2.电流互感器​内部结构：由一次绕组、二次绕组、铁芯、绝缘材料和外壳组成，一次绕组匝数少、导线粗，串联在被测电路；二次绕组匝数多、导线细，与测量仪表或保护装置相连。 一、考纲解读 1.能够准确阐述仪用互感器的定义、用途，清晰说出电流互感器和电压互感器的外形特征、主要参数，包括额定一次电压 / 电流、额定二次电压 / 电流、变比、准确级等内容。 1 2.深入理解电流互感器和电压互感器的内部结构组成，熟练掌握二者基于电磁感应原理的工作过程，明确一次绕组和二次绕组在工作中的作用与关系。 2 3.全面了解使用仪用互感器测量电流、电压的基本原理和方法，熟悉仪用互感器维护与保养的关键要点和常见操作。 3 考试要求： 易考题型： 选择题：能够准确阐述仪用互感器的定义，清晰说明其在电力系统中用于测量、保护和控制电路，以及隔离高压电路的核心用途。 简答题：熟练掌握仪用互感器的各项主要参数，如额定一次电压 / 电流、额定二次电压 / 电流、变比等，理解每个参数在互感器选型和使用中的关键作用，并能解释参数含义及相互关系。 论述题：学会根据实际电路需求，综合运用互感器选择原则，正确挑选合适规格的电流互感器，包括确定额定电压、额定一次电流、准确级和额定容量等参数。 一、考纲解读 知识点思维导图 二、知识点梳理和重点概念复习 二、知识点梳理和重点概念复习 一、识--认识仪用互感器 要求 常见仪用互感器如图所示,以小组为单位,仔细观察仪用互感器,认识电流互感器、电压互感器的外形与结构。 二、知识点梳理和重点概念复习 一、识--认识仪用互感器 1.仪用互感器的外形 仪用互感器的外形如图所示。 2.仪用互感器的参数 (1)电流互感器的铭牌与参数(如图2-4-3所示)。 二、知识点梳理和重点概念复习 一、识--认识仪用互感器 电流互感器的主要参数有额定电流变比、准确度等级、额定容量、额定电压、极性标志等,选用电流互感器时,主要选择它的额定电流及额定电压,电流互感器的主要参数见表 2-4-1。 二、知识点梳理和重点概念复习 一、识--认识仪用互感器 （2)电压互感器的参数 电压互感器主要参数有绕组的额定电压、额定电压变比、准确度等级、极性标志等,见表 2-4-3。 二、知识点梳理和重点概念复习 一、识--认识仪用互感器 电压互感器的型号由3或4个拼音字母及数字组成。通常它表示电压互感器的相数、绝缘介质、结构特征等。字母后面的数字表示电压等级(单位为 kV),字母含义见表 2-4-4。 二、知识点梳理和重点概念复习 一、识--认识仪用互感器 3.仪用互感器的用途 (1)扩大交流仪表的量程:可利用仪用互感器按比例地把大电流、高电压变换成小电流、低电压,再用低量程的仪表进行测量,就相当于扩大了交流仪表的量程。(2)测量高压时保证工作人员和仪表的安全。在测量高压电路时,不但降低了对仪表的绝缘要求,而且可以保证工作人员和仪表的安全。 (3)有利于仪表生产的标准化,降低生产成本。仪用互感器二次侧的额定电压和额定电流统一规定为100V和5A,只要最大量程为100V的电压表和5A的电流表,再配用不同变比的仪用互感器,就能满足测量各种高电压和大电流的要求。 二、知识点梳理和重点概念复习 二、探--探究仪用互感器的工作原理 1.电流互感器的内部结构与工作原理 电流互感器的图形符号如图 2-4-4所示,实际上就是一个降流变压器,能把一次侧的大电流变换成二次侧的小电流。使用时,将一次侧与被测电路串联,二次侧与电流表串联,如图 2-4-5 所示,由于电流表的内阻一般很小,所以电流互感器在正常工作状态时,接近于变压器的短路状态。 二、知识点梳理和重点概念复习 二、探--探究仪用互感器的工作原理 2.电压互感器的内部结构及工作原理 电压互感器实际上就是一个降压变压器,其图形符号与接线图分别如图 2-4-6和图 2-4-7所示。电压互感器能将一次侧的高电压变换成二次侧的低电压,因此其一次侧绕组的匝数远多于二次侧匝数。使用时,将一次侧与被测电路并联,二次侧与电压表并联。由于二次侧的额定电压一般为 100V,故不同电压变比的电压互感器,其一次侧的匝数是不同的。 二、知识点梳理和重点概念复习 三、做--使用仪用互感器测量电流、电压 1.使用电流互感器测量电流 选表 实际选择电流互感器时,通常遵循三条原则 ①根据被测电流的大小选择电流互感器的额定电流变比,也就是要使电流互感器的一次侧额定电流大于被测电流; ②与电流互感器配套使用的交流电流表应选5A的量程,右图所示为与K-=400/5 的电流互感器配合使用的电流表; ③测量仪表所消耗的功率不要超过电流互感器的额定容量。 二、知识点梳理和重点概念复习 三、做--使用仪用互感器测量电流、电压 接线 将电流互感器的一次侧与被测电路串联,次侧与电流表串联。对功率表、电能表等转动力矩与电流方向有关的仪表,当其与电流互感器配合使用时,还要确保电流互感器的极性正确,极性接反会导致仪表指针反转。电流互感器一次侧的L1和二次侧的K1是同名端，L2和 K2 是同名端。 二、知识点梳理和重点概念复习 三、做--使用仪用互感器测量电流、电压 2.使用电压互感器测量电压 选表 实际选择电压互感器时,通常遵循个原则: ①根据被测电压的高低选择电压互感器的额定电压变比,也就是使所选用的电压互感器一次绕组的额定电压大于被测电压; ②与电压互感器配套使用的测量仪表一般应选100V的交流电压表: ③测量仪表所消耗的功率不要超过电压互感器的额定容量,否则将使互感器的误差加大。 二、知识点梳理和重点概念复习 三、做--使用仪用互感器测量电流、电压 接线 将电压互感器的一次侧与被测电路并联,二次侧与电压表(或仪表的电压线圈 )并联。 二、知识点梳理和重点概念复习 四、修--仪用互感器的维护与保养 1.电流互感器的校验 二、知识点梳理和重点概念复习 四、修--仪用互感器的维护与保养 二、知识点梳理和重点概念复习 四、修--仪用互感器的维护与保养 2.电压互感器的常见故障检测 二、知识点梳理和重点概念复习 四、修--仪用互感器的维护与保养 题目 1： 电压互感器的绝缘水平主要影响其（ ）。 A. 测量精度 B. 额定容量 C. 能够承受的最高电压 D. 变比 答案：C 解析：电压互感器的绝缘水平反映了其绝缘结构的耐受能力，决定了其能够承受的最高电压。测量精度主要与准确级等因素有关，额定容量和变比是互感器的固有参数，与绝缘水平关系不大，所以选 C。 选择题 三、常考习题练习与讲解 题目 2： 安装仪用互感器时，以下做法正确的是（ ）。 A. 安装位置随意选择 B. 互感器不进行固定 C. 二次绕组不接地 D. 确保安装环境满足使用条件 答案：D 解析：安装仪用互感器时，安装位置应便于观察、维护和检修，不能随意选择；互感器应牢固安装，避免振动；二次绕组和外壳必须可靠接地；同时要确保安装环境满足互感器规定的使用条件，如温度、湿度、污秽等级等要求，所以选 D。 选择题 三、常考习题练习与讲解 题目 3： 仪用互感器按用途分类，不包括以下哪种？（ ）​ A. 电流互感器​ B. 电压互感器​ C. 电阻互感器​ D. 特殊用途互感器​ 答案：C​ 解析：仪用互感器主要分为电流互感器、电压互感器以及一些特殊用途互感器，不存在电阻互感器这一类型。电阻的测量一般不通过互感器实现。 选择题 三、常考习题练习与讲解 题目 4： 仪用互感器的准确级主要决定了其（ ）。 A. 额定容量大小 B. 测量的精确程度 C. 绝缘性能好坏 D. 变比大小 答案：B 解析：仪用互感器的准确级表示其测量的精确程度，准确级越高，测量误差越小，测量越精确。额定容量、绝缘性能、变比与准确级并无直接关联，所以选 B。 选择题 三、常考习题练习与讲解 题目 5： 电流互感器二次侧连接的测量仪表过多，会导致（ ）。 A. 二次电流增大 B. 测量误差减小 C. 二次负载阻抗增大 D. 互感器过载 答案：D 解析：电流互感器二次侧连接的测量仪表过多，相当于二次负载增加，二次负载阻抗减小，二次电流会在一定范围内增大，但会使互感器过载运行，导致测量误差增大，所以选 D。 选择题 三、常考习题练习与讲解 题目 6： 电压互感器在运行中，若发现二次侧熔丝熔断，应（ ）。 A. 直接更换熔丝继续运行 B. 查明原因，排除故障后更换熔丝 C. 不处理，继续运行 D. 拆除熔丝运行 答案：B 解析：电压互感器二次侧熔丝熔断可能是由于二次回路短路、过载或熔丝本身质量问题等原因引起。应先查明原因，排除故障后再更换熔丝，不能直接更换或不处理，拆除熔丝运行会使测量和保护装置失去信号，所以选 B。 选择题 三、常考习题练习与讲解 题目 7： 下列关于仪用互感器参数的说法，正确的是（ ）。 A. 额定容量越大，互感器带负载能力越弱 B. 变比与互感器的测量精度无关 C. 准确级越高，测量误差越大 D. 绝缘水平影响互感器的安全运行 答案：D 解析：额定容量越大，互感器带负载能力越强，A 错误；变比不准确会影响测量结果，与测量精度有关，B 错误；准确级越高，测量误差越小，C 错误；绝缘水平决定了互感器能够承受的最高电压，影响其安全运行，D 正确，所以选 D。 选择题 三、常考习题练习与讲解 题目 8： 电流互感器在工作时，二次绕组回路中（ ）。 A. 不允许安装开关和熔断器 B. 必须安装开关 C. 必须安装熔断器 D. 安装开关和熔断器均可 答案：A 解析：电流互感器二次侧严禁开路，安装开关或熔断器可能会在其断开时导致二次侧开路，产生危险高电压，所以二次绕组回路中不允许安装开关和熔断器，选 A。 选择题 三、常考习题练习与讲解 1.仪用互感器的日常维护包括检查外观、接线端子、运行声音、__________以及清理表面污垢等。 答案：绝缘电阻 解析：绝缘电阻是衡量仪用互感器绝缘性能的重要指标，定期测量绝缘电阻可以及时发现绝缘缺陷，预防绝缘故障，确保互感器安全可靠运行。 2.当电压互感器的二次负载__________时，测量误差会增大。 答案：过大 解析：二次负载过大时，二次电流增大，绕组压降增大，导致二次电压降低，从而使测量误差增大。同时，负载功率因数也会对误差产生影响，负载过大时误差问题更突出。 填空题 三、常考习题练习与讲解 3.仪用互感器的用途除了测量外，还包括__________和__________。 答案：保护；控制 解析：在电力系统中，仪用互感器不仅用于电气量的测量，还为继电保护装置和自动控制装置提供信号，实现对电力系统的保护和控制，保障系统稳定运行。 4.电流互感器误差产生的原因包括铁芯磁化曲线非线性、一次电流大小和波形、二次负载阻抗以及__________等。 答案：制造工艺和材料性能 解析：制造工艺和材料性能直接影响电流互感器的性能，不同的制造工艺和材料会导致互感器的励磁特性、绕组参数等存在差异，从而影响测量精度，产生误差。 填空题 三、常考习题练习与讲解 1.当电压互感器的二次负载减小时，测量误差一定会减小。（ ） 答案：错误 解析：电压互感器的测量误差不仅与二次负载大小有关，还与负载的功率因数等因素相关。二次负载减小时，若负载功率因数不合适，测量误差不一定减小，甚至可能增大。 2.仪用互感器只能用于交流电路的测量、保护和控制，不能用于直流电路。（ ） 答案：正确 解析：仪用互感器基于电磁感应原理工作，依赖交变磁场产生感应电动势。直流电路中不存在交变磁场，无法通过电磁感应实现电气量的变换，所以仪用互感器只能用于交流电路，不能用于直流电路。 判断题 三、常考习题练习与讲解 3.电流互感器误差产生的原因只与一次电流大小有关，与其他因素无关。（ ） 答案：错误 解析：电流互感器误差产生的原因是多方面的，除了一次电流大小，还包括铁芯磁化曲线非线性、二次负载阻抗、制造工艺和材料性能、一次电流波形等。这些因素都会影响互感器的性能，导致测量产生误差。 4.电压互感器的绝缘水平越高，其能够承受的电压就越低。（ ） 答案：错误 解析：电压互感器的绝缘水平反映了其绝缘结构的耐受能力，绝缘水平越高，说明其能够承受的最高电压越高，越能保障设备在高电压环境下安全运行，而不是能够承受的电压越低。 判断题 三、常考习题练习与讲解 三、常考习题练习与讲解 1.电压互感器的内部结构与电流互感器有何不同？​ 答案：电压互感器一次绕组匝数多、导线细，并联在被测电路两端；二次绕组匝数少、导线粗。而电流互感器一次绕组匝数少、导线粗，串联在被测电路中；二次绕组匝数多、导线细。此外，电压互感器更注重绝缘性能，以承受高电压。 简答题 三、常考习题练习与讲解 2.简述电压互感器的工作原理​ 答案：电压互感器同样基于电磁感应原理。一次绕组接在被测高压电路上，当一次侧有电压时，在铁芯中产生交变磁通，该磁通在二次绕组中感应出电动势，二次电压与一次电压之比等于一次绕组匝数与二次绕组匝数之比，从而将高电压变换为低电压。 简答题 三、常考习题练习与讲解 3.使用仪用互感器测量电流、电压时，有哪些注意事项？​ 答案：测量时，电流互感器二次侧不得开路，否则会产生高电压危及人身和设备安全；电压互感器二次侧不得短路，防止烧毁互感器。接线时要注意极性正确，确保测量仪表和保护装置正常工作；互感器的二次绕组和外壳应可靠接地，以保障安全。 简答题 三、常考习题练习与讲解 4.仪用互感器二次绕组接地的目的是什么？​ 答案：仪用互感器二次绕组接地的目的是保障人身和设备安全。当互感器一次绕组与二次绕组之间的绝缘损坏时，一次侧的高电压可能窜入二次侧，接地可将高电压引入大地，避免人员触电和设备损坏。 简答题 重点复习知识点： 1.外形特征：电流互感器外形多为圆柱形或方形，外壳由绝缘材料制成（如环氧树脂、瓷质等），有一次和二次绕组接线端子，部分带金属屏蔽罩；电压互感器外形同样多样，注重绝缘设计以承受高电压。 2.主要参数：包括额定一次电压 / 电流、额定二次电压 / 电流、变比、额定容量、准确级、励磁特性、绝缘水平等，这些参数是选择和使用互感器的重要依据。 3.电流互感器选择：额定电压不低于安装处电网额定电压；额定一次电流大于被测电路最大长期工作电流；准确级满足测量或保护精度要求；额定容量大于二次侧负载总容量。 阅读相关教材和课堂笔记，梳理重点知识点和关键概念。制作复习提纲或思维导图，以帮助理清知识框架和内部逻辑。进行练习题和例题的练习，加深对知识的理解和应用。 五、课堂小结 感谢观看 $$