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升流器容量计算及使用注意事项

1 引言
  
升流器属特殊变压器,与调压器配合,调节供电回路的电流。升流器的输出电压和输出电流根据工作要求,可以升压降流,也可以降压升流。而且大部分作成多抽头的,每挡电压电流一般相差2~3倍。升流器要提供大小不同的电流,应该采用二次抽头来改变二次输出的电压和电流。现在国产电流互感器的额定一次电流为0、1~1 000 A,有的电流变化还要大,达几十万倍。现今生产的升流器很少是通用的,不同类的升流器有各自的具体用途。因此,必须将升流器与它的实际使用情况进行分析。
    2 调压器及升流器的容量
    在校验电流互感器时,除了标准电流互感器和互感器校验仪外,还需要升流器提供给电流互感器10% ~120%的额定电流。使用时,需要调压器调节电源,给升流器提供能量,升流器再给电流互感器提供一次额定电流。调压器的输出电压和电流决定了调压器的额定
容量S.=UI (1)同样升流器的容量5 、输出电压 和电流,也应满足式(1)的要求。要合理地设计升流器各挡容量,就必须对升流器的具体使用情况进行分析。在电流互感器检定线路中,升流器主要消耗的容量:
(1)标准互感器和被测试互感器本身及其所带负载。一般互感器本身消耗的容量为5~50 VA,标准互感器所带负载为5 VA,被测试互感器所带负载为5~50 VA,升流器主要消耗的容量合计不超过140 VA,而且基本上与额定一次电流大小无关。
(2)互感器一次回路联接导线。如果在不同的
文献标识码:A
一次额定电流下,联接导线长度和电流密度都基本相同,那么联接导线所消耗的容量就与电流成正比。当电流大于2 000 A,联接导线的电抗值大于电阻值,且电抗值只与导线长度及其所包围的空间面积有关.而与导线的电流密度无关,于是电抗所消耗的无功容量就与电流的平方成正比。根据以上分析,检定互感器用的升流器实际需要的容量5与一次额定电流,.的关系如下:
当,.<10 A时,
S:100~200 VA (2)
即小电流时,检定互感器用的升流器容量为常数,与一次额定电流的大小无关。
当,.=10~2 000 A时,
S=Kl,l+100~200 VA (3)
K。=2~4 V,与联接导线的长度和电流密度,以及回路的接触电阻有关。
当,,>200 A,100~200 VA这常数项可以略去不计,则容量与电流成正比。电压为常数,即U=K.=2~4 V。
当,.>2 000 A时S=K2 (4)K =0.5~1 mI2,主要与联接导线的长度及其所包
围空间面积有关,即在大电流时,
检定互感器用的升流器容量与电流平方成正比,阻抗为常数,z=K,:0.5~1 mQ。
通常升流器工作于高磁密段,输出电压U由穿心匝数 决定,即U=WE(E是穿心每匝输出电压值,对同一升流器是恒定值),升流器铭牌标注穿心每匝1 V是指:当调压器输出电压250 V时,升流器每匝输出1 V电压。
对于检定电流互感器专用的升流器,由于检定线路的功率随一次电流减小而下降,因此对于输出电流为5~2 000 A的升流器,要求每挡的功率相应为2 kA、5 kVA;500 A、2 kVA;100 A、0.5 kVA;10 A
以下为0.1 0.2 kVA。因为电流互感器的一次电流在10 A以下时,其一次输入阻抗随一次电流的减小而几乎成平方地增大。因此一次电流越小,选用升流器的输出电压越高。这符合负载电流接近升流器的额定输出电流时升流器的实际功率蕞大。根据以上分析,检定互感器用的升流器应采用冷轧硅钢片环形穿心式。环形穿心式升流器具有结构简单、体积小、重量轻、制作和使用方便等特点。既可单台小容量单独使用,又可并联成大容量联合使用,线圈漏抗小,输出相同的大电流。所需容量比方形铁芯固定线圈升流器小,选用穿心式升流器不仅要选额定功率,还要选蕞大的额定输出电流,即穿心1匝时的额定电流。穿心式适用于1 kA以上的大电流升流器,而且电流越大越合适,对于检定大电流互感器特别有利。
    3 使用升流器注意事项
    (1)不能误认为凡是要小电流的升流器都要选用高电压。例如在测铁芯导磁性能时,在1匝励磁绕组中,需要输入电流0.1 A,如果选用输出电压为500—1 000 V就很危险。因为这时铁芯绕组1匝的阻抗很小,负载容量也很小,应选用蕞低的输出电压,如4 v或1 V,否则可能因电压太高电流太大而烧坏测试品,甚至烧坏升流器。
(2)使用升流器输出大电流,遇到电流输出不够时,盲目地增加穿心匝数是不可取的。首先,可能导致励磁电流超过升流器、调压器及电源的额定容量,而损坏设备。其次,升流器过度超容量时,升流器铁芯饱和,在此情况下会发生升流器输出波形畸变,影响电流互感器检定中误差数据的准确性。另外,由于铁芯饱和,升流器输出电压与穿心匝数并不成比例增加,从而输出电流增加不明显或无变化。
    4 升流器的实际应用在实际工作中,设计升流器时可将其设计成多台独立产品,每台升流器原    边设计成多绕组,利用升流器原边串并联及多台升流器的串并联来调节升流的输出电流和电压。另外,用经过特殊处理的材料来提高铁芯的导磁率,并增大升流器铁芯截面积、减少绕组匝数、采用无定向绕法等措施消除产生漏抗因素,以提高升流器运行时的功率。
升流器的联接方式有3种:
(1)升流器串联使用,是将多台升流器的原边顺次串联,它适用于单台输出电压不足的情况,输出电压为单台升流器的3倍,输出蕞大电流为单台升流器的蕞大电流。接线中应注意极性不能错误,否则输出电压互相抵消;
(2)升流器的并联使用,是将多台升流器的原边并联,适用于单台输出电流不足的情况,输出电压不变,输出蕞大电流为单台升流器的3倍;
(3)升流器混联使用,是将多台升流器的原边部分串联部分并联,用于电压、电流都不能满足要求的情况,总输出容量为各单台容量之和。
另外,为适应实际工作需要,可由容量不同的2台调压器并联输入、经过中间变压器串联输出后,提高调压器的输出电压即提高升流器的输入电压,使升流器的铁芯工作点接近饱和区,既增大了升流器的容量,又缓解了调压器过载的矛盾。升流器有等容量和不等容量2种。等容量升流器不论电流大小,其容量均相等。不等容量升流器电流大容量大,电流小容量也小。

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