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升流器容量計(jì)算及使用注意事項(xiàng)
日期：2024-08-04 05:31
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摘要：
1 引言
升流器屬特殊變壓器，與調(diào)壓器配合，調(diào)節(jié)供電回路的電流。升流器的輸出電壓和輸出電流根據(jù)工作要求，可以升壓降流，也可以降壓升流。而且大部分作成多抽頭的，每擋電壓電流一般相差2～3倍。升流器要提供大小不同的電流，應(yīng)該采用二次抽頭來改變二次輸出的電壓和電流。現(xiàn)在國產(chǎn)電流互感器的額定一次電流為0、1～1 000 A，有的電流變化還要大，達(dá)幾十萬倍?，F(xiàn)今生產(chǎn)的升流器很少是通用的，不同類的升流器有各自的具體用途。因此，必須將升流器與它的實(shí)際使用情況進(jìn)行分析。
2 調(diào)壓器及升流器的容量
在校驗(yàn)電流互感器時(shí)，除了標(biāo)準(zhǔn)電流互感器和互感器校驗(yàn)儀外，還需要升流器提供給電流互感器10% ～120%的額定電流。使用時(shí)，需要調(diào)壓器調(diào)節(jié)電源，給升流器提供能量，升流器再給電流互感器提供一次額定電流。調(diào)壓器的輸出電壓和電流決定了調(diào)壓器的額定
容量S．=UI (1)同樣升流器的容量5 、輸出電壓 和電流，也應(yīng)滿足式(1)的要求。要合理地設(shè)計(jì)升流器各擋容量，就必須對(duì)升流器的具體使用情況進(jìn)行分析。在電流互感器檢定線路中，升流器主要消耗的容量：
(1)標(biāo)準(zhǔn)互感器和被測(cè)試互感器本身及其所帶負(fù)載。一般互感器本身消耗的容量為5～50 VA，標(biāo)準(zhǔn)互感器所帶負(fù)載為5 VA，被測(cè)試互感器所帶負(fù)載為5～50 VA，升流器主要消耗的容量合計(jì)不超過140 VA，而且基本上與額定一次電流大小無關(guān)。
(2)互感器一次回路聯(lián)接導(dǎo)線。如果在不同的
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
一次額定電流下，聯(lián)接導(dǎo)線長(zhǎng)度和電流密度都基本相同，那么聯(lián)接導(dǎo)線所消耗的容量就與電流成正比。當(dāng)電流大于2 000 A，聯(lián)接導(dǎo)線的電抗值大于電阻值，且電抗值只與導(dǎo)線長(zhǎng)度及其所包圍的空間面積有關(guān).而與導(dǎo)線的電流密度無關(guān)，于是電抗所消耗的無功容量就與電流的平方成正比。根據(jù)以上分析，檢定互感器用的升流器實(shí)際需要的容量5與一次額定電流，．的關(guān)系如下：
當(dāng)，．<10 A時(shí)，
S：100～200 VA (2)
即小電流時(shí)，檢定互感器用的升流器容量為常數(shù)，與一次額定電流的大小無關(guān)。
當(dāng)，．=10～2 000 A時(shí)，
S=Kl，l+100～200 VA (3)
K。=2～4 V，與聯(lián)接導(dǎo)線的長(zhǎng)度和電流密度，以及回路的接觸電阻有關(guān)。
當(dāng)，，>200 A，100～200 VA這常數(shù)項(xiàng)可以略去不計(jì)，則容量與電流成正比。電壓為常數(shù)，即U=K．=2～4 V。
當(dāng)，．>2 000 A時(shí)S=K2 (4)K =0．5～1 mI2，主要與聯(lián)接導(dǎo)線的長(zhǎng)度及其所包
圍空間面積有關(guān)，即在大電流時(shí)，
檢定互感器用的升流器容量與電流平方成正比，阻抗為常數(shù)，z=K，：0．5～1 mQ。
通常升流器工作于高磁密段，輸出電壓U由穿心匝數(shù) 決定，即U=WE(E是穿心每匝輸出電壓值，對(duì)同一升流器是恒定值)，升流器銘牌標(biāo)注穿心每匝1 V是指：當(dāng)調(diào)壓器輸出電壓250 V時(shí)，升流器每匝輸出1 V電壓。
對(duì)于檢定電流互感器專用的升流器，由于檢定線路的功率隨一次電流減小而下降，因此對(duì)于輸出電流為5～2 000 A的升流器，要求每擋的功率相應(yīng)為2 kA、5 kVA；500 A、2 kVA；100 A、0．5 kVA；10 A
以下為0．1 0．2 kVA。因?yàn)殡娏骰ジ衅鞯囊淮坞娏髟?0 A以下時(shí)，其一次輸入阻抗隨一次電流的減小而幾乎成平方地增大。因此一次電流越小，選用升流器的輸出電壓越高。這符合負(fù)載電流接近升流器的額定輸出電流時(shí)升流器的實(shí)際功率*大。根據(jù)以上分析，檢定互感器用的升流器應(yīng)采用冷軋硅鋼片環(huán)形穿心式。環(huán)形穿心式升流器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、制作和使用方便等特點(diǎn)。既可單臺(tái)小容量單獨(dú)使用，又可并聯(lián)成大容量聯(lián)合使用，線圈漏抗小，輸出相同的大電流。所需容量比方形鐵芯固定線圈升流器小，選用穿心式升流器不僅要選額定功率，還要選*大的額定輸出電流，即穿心1匝時(shí)的額定電流。穿心式適用于1 kA以上的大電流升流器，而且電流越大越合適，對(duì)于檢定大電流互感器特別有利。
3 使用升流器注意事項(xiàng)
(1)不能誤認(rèn)為凡是要小電流的升流器都要選用高電壓。例如在測(cè)鐵芯導(dǎo)磁性能時(shí)，在1匝勵(lì)磁繞組中，需要輸入電流0．1 A，如果選用輸出電壓為500—1 000 V就很危險(xiǎn)。因?yàn)檫@時(shí)鐵芯繞組1匝的阻抗很小，負(fù)載容量也很小，應(yīng)選用*低的輸出電壓，如4 v或1 V，否則可能因電壓太高電流太大而燒壞測(cè)試品，甚至燒壞升流器。
(2)使用升流器輸出大電流，遇到電流輸出不夠時(shí)，盲目地增加穿心匝數(shù)是不可取的。首先，可能導(dǎo)致勵(lì)磁電流超過升流器、調(diào)壓器及電源的額定容量，而損壞設(shè)備。其次，升流器過度超容量時(shí)，升流器鐵芯飽和，在此情況下會(huì)發(fā)生升流器輸出波形畸變，影響電流互感器檢定中誤差數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。另外，由于鐵芯飽和，升流器輸出電壓與穿心匝數(shù)并不成比例增加，從而輸出電流增加不明顯或無變化。
4 升流器的實(shí)際應(yīng)用在實(shí)際工作中，設(shè)計(jì)升流器時(shí)可將其設(shè)計(jì)成多臺(tái)獨(dú)立產(chǎn)品，每臺(tái)升流器原 邊設(shè)計(jì)成多繞組，利用升流器原邊串并聯(lián)及多臺(tái)升流器的串并聯(lián)來調(diào)節(jié)升流的輸出電流和電壓。另外，用經(jīng)過特殊處理的材料來提高鐵芯的導(dǎo)磁率，并增大升流器鐵芯截面積、減少繞組匝數(shù)、采用無定向繞法等措施消除產(chǎn)生漏抗因素，以提高升流器運(yùn)行時(shí)的功率。
升流器的聯(lián)接方式有3種：
(1)升流器串聯(lián)使用，是將多臺(tái)升流器的原邊順次串聯(lián)，它適用于單臺(tái)輸出電壓不足的情況，輸出電壓為單臺(tái)升流器的3倍，輸出*大電流為單臺(tái)升流器的*大電流。接線中應(yīng)注意極性不能錯(cuò)誤，否則輸出電壓互相抵消；
(2)升流器的并聯(lián)使用，是將多臺(tái)升流器的原邊并聯(lián)，適用于單臺(tái)輸出電流不足的情況，輸出電壓不變，輸出*大電流為單臺(tái)升流器的3倍；
(3)升流器混聯(lián)使用，是將多臺(tái)升流器的原邊部分串聯(lián)部分并聯(lián)，用于電壓、電流都不能滿足要求的情況，總輸出容量為各單臺(tái)容量之和。
另外，為適應(yīng)實(shí)際工作需要，可由容量不同的2臺(tái)調(diào)壓器并聯(lián)輸入、經(jīng)過中間變壓器串聯(lián)輸出后，提高調(diào)壓器的輸出電壓即提高升流器的輸入電壓，使升流器的鐵芯工作點(diǎn)接近飽和區(qū)，既增大了升流器的容量，又緩解了調(diào)壓器過載的矛盾。升流器有等容量和不等容量2種。等容量升流器不論電流大小，其容量均相等。不等容量升流器電流大容量大，電流小容量也小。
升流器屬特殊變壓器，與調(diào)壓器配合，調(diào)節(jié)供電回路的電流。升流器的輸出電壓和輸出電流根據(jù)工作要求，可以升壓降流，也可以降壓升流。而且大部分作成多抽頭的，每擋電壓電流一般相差2～3倍。升流器要提供大小不同的電流，應(yīng)該采用二次抽頭來改變二次輸出的電壓和電流。現(xiàn)在國產(chǎn)電流互感器的額定一次電流為0、1～1 000 A，有的電流變化還要大，達(dá)幾十萬倍?，F(xiàn)今生產(chǎn)的升流器很少是通用的，不同類的升流器有各自的具體用途。因此，必須將升流器與它的實(shí)際使用情況進(jìn)行分析。
2 調(diào)壓器及升流器的容量
在校驗(yàn)電流互感器時(shí)，除了標(biāo)準(zhǔn)電流互感器和互感器校驗(yàn)儀外，還需要升流器提供給電流互感器10% ～120%的額定電流。使用時(shí)，需要調(diào)壓器調(diào)節(jié)電源，給升流器提供能量，升流器再給電流互感器提供一次額定電流。調(diào)壓器的輸出電壓和電流決定了調(diào)壓器的額定
容量S．=UI (1)同樣升流器的容量5 、輸出電壓 和電流，也應(yīng)滿足式(1)的要求。要合理地設(shè)計(jì)升流器各擋容量，就必須對(duì)升流器的具體使用情況進(jìn)行分析。在電流互感器檢定線路中，升流器主要消耗的容量：
(1)標(biāo)準(zhǔn)互感器和被測(cè)試互感器本身及其所帶負(fù)載。一般互感器本身消耗的容量為5～50 VA，標(biāo)準(zhǔn)互感器所帶負(fù)載為5 VA，被測(cè)試互感器所帶負(fù)載為5～50 VA，升流器主要消耗的容量合計(jì)不超過140 VA，而且基本上與額定一次電流大小無關(guān)。
(2)互感器一次回路聯(lián)接導(dǎo)線。如果在不同的
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
一次額定電流下，聯(lián)接導(dǎo)線長(zhǎng)度和電流密度都基本相同，那么聯(lián)接導(dǎo)線所消耗的容量就與電流成正比。當(dāng)電流大于2 000 A，聯(lián)接導(dǎo)線的電抗值大于電阻值，且電抗值只與導(dǎo)線長(zhǎng)度及其所包圍的空間面積有關(guān).而與導(dǎo)線的電流密度無關(guān)，于是電抗所消耗的無功容量就與電流的平方成正比。根據(jù)以上分析，檢定互感器用的升流器實(shí)際需要的容量5與一次額定電流，．的關(guān)系如下：
當(dāng)，．<10 A時(shí)，
S：100～200 VA (2)
即小電流時(shí)，檢定互感器用的升流器容量為常數(shù)，與一次額定電流的大小無關(guān)。
當(dāng)，．=10～2 000 A時(shí)，
S=Kl，l+100～200 VA (3)
K。=2～4 V，與聯(lián)接導(dǎo)線的長(zhǎng)度和電流密度，以及回路的接觸電阻有關(guān)。
當(dāng)，，>200 A，100～200 VA這常數(shù)項(xiàng)可以略去不計(jì)，則容量與電流成正比。電壓為常數(shù)，即U=K．=2～4 V。
當(dāng)，．>2 000 A時(shí)S=K2 (4)K =0．5～1 mI2，主要與聯(lián)接導(dǎo)線的長(zhǎng)度及其所包
圍空間面積有關(guān)，即在大電流時(shí)，
檢定互感器用的升流器容量與電流平方成正比，阻抗為常數(shù)，z=K，：0．5～1 mQ。
通常升流器工作于高磁密段，輸出電壓U由穿心匝數(shù) 決定，即U=WE(E是穿心每匝輸出電壓值，對(duì)同一升流器是恒定值)，升流器銘牌標(biāo)注穿心每匝1 V是指：當(dāng)調(diào)壓器輸出電壓250 V時(shí)，升流器每匝輸出1 V電壓。
對(duì)于檢定電流互感器專用的升流器，由于檢定線路的功率隨一次電流減小而下降，因此對(duì)于輸出電流為5～2 000 A的升流器，要求每擋的功率相應(yīng)為2 kA、5 kVA；500 A、2 kVA；100 A、0．5 kVA；10 A
以下為0．1 0．2 kVA。因?yàn)殡娏骰ジ衅鞯囊淮坞娏髟?0 A以下時(shí)，其一次輸入阻抗隨一次電流的減小而幾乎成平方地增大。因此一次電流越小，選用升流器的輸出電壓越高。這符合負(fù)載電流接近升流器的額定輸出電流時(shí)升流器的實(shí)際功率*大。根據(jù)以上分析，檢定互感器用的升流器應(yīng)采用冷軋硅鋼片環(huán)形穿心式。環(huán)形穿心式升流器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、制作和使用方便等特點(diǎn)。既可單臺(tái)小容量單獨(dú)使用，又可并聯(lián)成大容量聯(lián)合使用，線圈漏抗小，輸出相同的大電流。所需容量比方形鐵芯固定線圈升流器小，選用穿心式升流器不僅要選額定功率，還要選*大的額定輸出電流，即穿心1匝時(shí)的額定電流。穿心式適用于1 kA以上的大電流升流器，而且電流越大越合適，對(duì)于檢定大電流互感器特別有利。
3 使用升流器注意事項(xiàng)
(1)不能誤認(rèn)為凡是要小電流的升流器都要選用高電壓。例如在測(cè)鐵芯導(dǎo)磁性能時(shí)，在1匝勵(lì)磁繞組中，需要輸入電流0．1 A，如果選用輸出電壓為500—1 000 V就很危險(xiǎn)。因?yàn)檫@時(shí)鐵芯繞組1匝的阻抗很小，負(fù)載容量也很小，應(yīng)選用*低的輸出電壓，如4 v或1 V，否則可能因電壓太高電流太大而燒壞測(cè)試品，甚至燒壞升流器。
(2)使用升流器輸出大電流，遇到電流輸出不夠時(shí)，盲目地增加穿心匝數(shù)是不可取的。首先，可能導(dǎo)致勵(lì)磁電流超過升流器、調(diào)壓器及電源的額定容量，而損壞設(shè)備。其次，升流器過度超容量時(shí)，升流器鐵芯飽和，在此情況下會(huì)發(fā)生升流器輸出波形畸變，影響電流互感器檢定中誤差數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。另外，由于鐵芯飽和，升流器輸出電壓與穿心匝數(shù)并不成比例增加，從而輸出電流增加不明顯或無變化。
4 升流器的實(shí)際應(yīng)用在實(shí)際工作中，設(shè)計(jì)升流器時(shí)可將其設(shè)計(jì)成多臺(tái)獨(dú)立產(chǎn)品，每臺(tái)升流器原 邊設(shè)計(jì)成多繞組，利用升流器原邊串并聯(lián)及多臺(tái)升流器的串并聯(lián)來調(diào)節(jié)升流的輸出電流和電壓。另外，用經(jīng)過特殊處理的材料來提高鐵芯的導(dǎo)磁率，并增大升流器鐵芯截面積、減少繞組匝數(shù)、采用無定向繞法等措施消除產(chǎn)生漏抗因素，以提高升流器運(yùn)行時(shí)的功率。
升流器的聯(lián)接方式有3種：
(1)升流器串聯(lián)使用，是將多臺(tái)升流器的原邊順次串聯(lián)，它適用于單臺(tái)輸出電壓不足的情況，輸出電壓為單臺(tái)升流器的3倍，輸出*大電流為單臺(tái)升流器的*大電流。接線中應(yīng)注意極性不能錯(cuò)誤，否則輸出電壓互相抵消；
(2)升流器的并聯(lián)使用，是將多臺(tái)升流器的原邊并聯(lián)，適用于單臺(tái)輸出電流不足的情況，輸出電壓不變，輸出*大電流為單臺(tái)升流器的3倍；
(3)升流器混聯(lián)使用，是將多臺(tái)升流器的原邊部分串聯(lián)部分并聯(lián)，用于電壓、電流都不能滿足要求的情況，總輸出容量為各單臺(tái)容量之和。
另外，為適應(yīng)實(shí)際工作需要，可由容量不同的2臺(tái)調(diào)壓器并聯(lián)輸入、經(jīng)過中間變壓器串聯(lián)輸出后，提高調(diào)壓器的輸出電壓即提高升流器的輸入電壓，使升流器的鐵芯工作點(diǎn)接近飽和區(qū)，既增大了升流器的容量，又緩解了調(diào)壓器過載的矛盾。升流器有等容量和不等容量2種。等容量升流器不論電流大小，其容量均相等。不等容量升流器電流大容量大，電流小容量也小。
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