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电量隔离传感器工作原理简介
发布时间: 2024-04-04 来源:行业方案

  (12)有无极输出电流长时间短路保护:原边输入100%时或过载大于125%-200%时,将负载250Ω短路,测量短路保护限制是否在25mA10%;

  (13)工业级别和民用商用级别的辨别:工业级别工作时候的温度范围是-25度到70度,温漂系数是每度变化100ppm,即温度每度变化1度,精度变化为万分之一;民用商用级别工作时候的温度范围是0度(或-10度)到70度(或50度),温漂系数是每度变化250ppm,即温度每度变化1度,精度变化为万分之二点五;电流电压变送器的温漂系数可以用恒温箱或高低温箱来试验验证较繁琐。

  电量隔离传感器/变送器是针对工程中的电量检测(监测),提高系统的整体抗干扰能力,而研制开发的一种小体积、高性能的电信号量测部件或模块。

  电量隔离传感器/变送器可以对现场的大电流、高电压、功率、频率、相角、电度等电参量进行隔离测量和变换,也可以对各种微弱信号(如各种桥路信号)进行隔离放大和变换,将其调理后,变换成符合国际通用标准的电压、电流、频率等模拟信号或变换成数字量、开关量状态等信号输出。这些输出信号可以和传统的指针式仪表相接,也与现代的数字式自控仪表、各种A/D转换器以及计算机系统直接配接,从而能够形成一个组成高可靠的工业检测(监测)或控制系统。

  电流互感器的工作原理相当于2次侧短路的变压器,用来变流,在二次侧接入电流表测量电流(可以串联多个电流表)。电流互感器的二次侧不能开路。

  电压表相当于电压互感器大负载(阻抗大)测量装置。电流表相当于电流互感器小负载(阻抗小)测量装置。

  电压互感器在正常运行中,二次负载阻抗很大,电压互感器是恒压源,内阻抗很小,容量很小,一次绕组导线很细,当互感器二次发生短路时,一次电流很大,若二次熔丝选择不当,保险丝不能熔断时,电压互感器极易被烧坏。

  由于电量隔离传感器产品的被检测对像主要是电流和电压信号,所以下面主要介绍电流和电压信号的检测原理。

  图2为交流电压信号的检测原理框图,由CT和PT对信号进行隔离,电流为穿孔输入方式,电压为端子接线输入方式。

  在供配电系统中,大电流、高电压有时不能直接用电流表和电压表来测量,一定要通过互感器按比例减小后测量。

  电压互感器的工作原理相当于2次侧开路的变压器,用来变压,在二次侧接入电压表测量电压(可以并联多个电压表)。电压互感器的二次侧不能短路。

  VA指电流传感器的供电电压,它必须在传感器所规定的范围内。超过此范围,传感器异常工作或可靠性降低,另外,传感器的供电电压VA又分为正极供电电压VA和负极供电电压VA-。要注意单相供电的传感器,其供电电压VAmin是双相供电电压VAmin的2倍,所以其测量范围要相供高于双电的传感器。

  测量范围指电流传感器可测量的最大电流值,测量范围一般高于标准额定值IPN

  电压传感器相当于一个通用型电压表。能够适用于多种电学实验中,测量直流或交流电的电压。

  量程:直流/交流电流输入0 ~±0.2V、0 ~±2V、0 ~±20V三个量程,用数字显示时最多为4位有效数字。软件控制量程转换。

  当运行中电流互感器二次侧开路后,一次侧电流仍然不变,二次侧电流等于零,则二次电流产生的去磁磁通也消失了。这时,一次电流全部变成励磁电流,使互感器铁芯饱和,磁通也很高,将产生以下后果:

  (1)由于磁通饱和,其二次侧将产生数千伏高压,且波形改变,对人身和设备造成危害。

  其中,CT为电流互感器,PT为电压互感器,输出一般为0~5V或4~20mA。

  直流信号分为直流电压和直流电流,直流电流一般是通过电阻取样,直流电压一般用电阻降压处理。由一个隔离电源向前置放大器供电,隔离原理常用的有两种方案,一种是采用线性光耦隔离技术,一种是采用调制解调技术。

  由上述原理框图能够准确的看出,不论是交流信号还是直流信号,输入和输出都是完全隔离的,一般,现场输入信号都是大电流、高电压或微小信号,这样电量隔离传感器就可以把现场信号与低压数据采集系统完全隔离,避免系统受到强信号的干扰,来提升系统的可靠性。

  (3)将在铁芯中产生剩磁,使互感器比差和角差增大,失去准确性,所以电流互感器二次侧是不允许开路的。

  互感器与变压器的工作原理相同,都是运用电磁感应原理来工作的.变压器的作用是将一种等级的电压变换成另一种等级的同频率的电压,它只能实现电压的变换,不能够实现功率的变换.互感器分为电压互感器和电流互感器.电压互感器的作用是供给测量仪表,继电器等电压,从而正确的反映一次电气系统的各种运作情况.使测量仪表,继电器等二次电气系统与一次电气系统隔离,以保证人员和二次设备的安全,将一次电气系统的高电压变换成同意标准的低电压值(100伏,100/1.732伏,100/3伏).电力互感器的作用与电压互感器的作用基本相同,不同的就是电流互感器是将一次电气系统的大电流变换成标准的5安或1安供给继续电器,测量仪表的电流线圈.

  生产资料市场化以后,加剧激烈的竞争,真假优劣难辨,又因变送器是边缘学科,很多工程设计人员对此较陌生,有些厂家产品工业级别和民用商用级别指标混淆(工业级的价格是民用商用级的2-3倍)有些厂家产品用几角钱的LM324和LM431加一个线性光偶就能做出一只变送器,不信的话您打开看看,你几百元买来的是不是用的LM324和LM431,这样的变送器送您,您敢不敢用呵!

  1.1.2由于电网中存在大量的感性负载,所以就需要供电部门提供足够的无功功率。如果这些无功功率都有发电机(厂)发出并通过长距离的输电线路传送到所需的地方,这显然是不合理、不经济的,实际上也是不可能的。而合理的也是最有效的方法就是在需要无功功率的地方或附近产生(发出)无功功率,即无功功率补偿。

  (2)内电路总计消耗电流4mA,加整定后等于4.000mA,而且有源整流滤波放大恒流电路不因原边输入变化而消耗电流也随之变化,国外IC心片采用恒流供电;

  众所周知,利用无功功率补偿技术来挖掘现有电力资源潜力,是一种能够迅速见效的、切实可行的措施之一,同时也能节省大量的电力能源。

  1.1.1无功功率和有功功率一样是输配电网中必不可少的组成部分,无功功率对供电系统负载系统的正常运行是十分重要的、也是必需的。

  电流传感器的输出信号是副边电流IS,它与输入信号(原边电流IP)成正比,IS一般很小,只有10~400mA。如果输出电流经过测量电阻RM,则能够获得一个与原边电流成正比的大小为几伏的电压输出信号。

  笔者试以常用的0.5级精度的电流电压变送器为例,从以下方法着手来辨别线mA是对应的输入零位基准,基准不稳,谈何精度线mA的零位漂移变化不超过4.000mA0.5%以内;(即3.98-4.02mA),负载250Ω上的压降为0.995-1.005V,国外IC心片多用昂贵的能隙基准,温漂系数每度变化10ppm;

  (5)当原边过载时,输出电流不超过25.000mA10%以内,否则PLC/DCS内供变送器用的24V工作电源和A/D输入箝位电路因功耗过大而损坏,另外变送器内的射随输出亦因功耗过大而损坏,无A/D输入箝位电路的更遭殃;

  (10)感应浪涌电压超过24V时有无箝位的辨别:在两线V接两根线去瞬间碰一下两线输出端口,看有无箝位,箝位多少伏可一目了然啦;

  被测量的电压通过传感器中的分压电路,取得与被测电压成正比的0-5V的信号电压,经过A/D转换由采集器接受,然后采集器以适当的形式把结果传送给计算机。

  C.测量正弦交流电压时,计算机界面上的“数字表”显示的是所测交流电压的有效值。

  随着国民经济的快速发展和持续增长,电力供应的严重不足已制约了国民经济发展的速度。而要缓解当前乃至今后一个时期电力供需之间的矛盾,并从根本上处理问题,除了国家及地方加大对电力建设的投资力度、增加发电量这一主渠道外,节约用电、合理用电-采用各种节电措施,最大限度地利用现有各种电力设施资源也同样是很重要的、也是很有必要的。就是要开源与节流并举。

  依据的工作原理主要是霍尔效应原理。(本文下面多以以零磁通闭环产品原理为例)

  当原边导线经过电流传感器时,原边电流IP会产生磁力线,原边磁力线集中在磁芯气隙周围,内置在磁芯气隙中的霍尔电片可产生和原边磁力线成正比的,大小仅为几毫伏的感应电压,通过后续电子电路可把这个微小的信号转变成副边电流IS,并存在以下关系式:IS* NS= IP*NP

  (7)当两线之间因感应雷及感应浪涌电压超过24V时要箝位,不得损坏变送器;一般在两线只TVS瞬态保护二极管1.5KE可抑制每20秒间隔一次的20毫秒脉宽的正反脉冲的冲击,瞬态承受冲击功率1.5KW-3KW;

  (8)产品标示的线%是绝对误差还是相对误差,可以按以下方法来辨别方可一目了然:符合下述指标是真的线%.

  由于电量隔离传感器在应用中,用户不需做二次开发工作,高电压或大电流信号可以直接接入产品,(通过端子、插针输入或穿孔方式输入),就能够获得相应的输出信号。因此电量隔离传感器作为信号调理、隔离和变换功能摸块,是工业控制和数据采集系统中比较理想的变送器产品。

  随着科学技术的持续不断的发展,工业控制或检测(监测)系统对电量隔离传感器的要求也慢慢变得高,特别是在产品的稳定性、检测精度和功能方面。

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