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1、第一节 概述 第二节 电压互感器 第三节 电流互感器 第四节 互感器的运行,内容提要,互感器及其运行,互感器包括电压互感器和电流互感器，是交流电路中一次系统和二次系统间的联络元件，用以分别向测量仪表、继电器的电压线圈和电流线圈供电，正确反映电气设备的正常运行和故障情况。它们统属于特种变压器，所以其工作原理与变压器基本相同。,第一节 概述,电压互感器,电磁式电压互感器的工作原理与变压器相同，用TV表示。特点： (1) 容量很小，通常只有几十到几百伏安。类似一台小容量变压器，但结构上要求有较高的安全系数。 (2)电压互感器一次侧的电压Ul为电网电压，不受互感器二次侧负荷的影响，并且在大多数情况下，
2、二次侧负荷是恒定的。一次侧电压高，需有足够的绝缘强度。 (3)互感器二次侧负荷主要是测量仪表和继电器的电压线圈，其阻抗很大，通过的电流很小，所以电压互感器的正常工作状态接近于空载状态。必须指出，电压互感器二次侧不允许短路，因为短路电流很大，会烧坏电压互感器。,一、电磁式电压互感器的工作原理与特点：,二、电压互感器的变压比,电压互感器一次额定电压U1N和二次额定电压U2N之比，称为电压互感器的额定变压比。 式中N1、N2-电压互感器一次绕组和二次绕组的匝数。 由于电压互感器一次额定电压是电网的额定电压，已标准化（如3、6、10、66、110、220、330、500KV等）。二次额定电压已统一为1
3、00V（或 V），电压互感器的变压比也是标准化的。,三、电压互感器的准确级,准确等级为0.2级的电压互感器主要用于精密的实验测量。0.5级及1.0级的电压互感器通常用于发电厂、变压所内配电盘上的仪表及继电保护装置中，对计算电能用的电能表应采用0.2或0.5级电压互感器。3.0级的电压互感器用于一般的测量。,四、电压互感器的分类,电压互感器的种类很多，可用不同方法进行分类： 1、按工作原理可分为电磁式和电容式。 2、按安装地点可分为户外式和户内式。通常35kV以下制成户内式，35kV以上制成户外式。 3、按相数分为单相式和三相式。单相电压互感器可制成任何电压等级，而三相电压互感器则只限于10kV
4、及以下电压等级。 4、按绕组数分为双绕组式和三绕组式。三绕组电压互感器除有一个供给测量仪表和继电器的二次绕组外，还有一个附加二次绕组，用来接人监视电网绝缘状况的仪表和接地保护继电器。,五、电压互感器的型号,电压互感器的型号、规格一般由文字符号和数字按以下方式表示： 其代表意义为： 产品字母代号：J一电磁式电压互感器；Y电容式电压互感器。 相数：D-单相；S三相；C单相串级式三绕组。 绝缘方式：J一油浸式；C瓷绝缘；Z浇注式；G干式；R电容分压式。,结构特点：J一接地保护；B带补偿绕组；W三相五柱铁芯结构；F测量和保护二次绕组分开。 设计序号，用数字1、2、3表示。 一次额定电压，kV。 特殊用
5、途：B防爆型；W防污型。 例如，YDR-200型，即指一次额定电压为220KV、单相电容分压式电压互感器。,五、电压互感器的型号,六、电压互感器的接线,(a)一台电压互感器接线； 用一台单相电压互感器来测量某一相电压和线电压。,(b)不完全星形接线； 两台单相电压互感器接成VV形，用来测量线电压，它广泛用于20kV以下中性点不直接接地或经消弧线圈接地的小接地电流系统。,六、电压互感器的接线,(c)一台三相五柱式电压互感器接线； 一台三相五柱式电压互感器接线，一、二次绕组均接成星形，且一次绕组中性点接地，只用于315kV系统，可测量相电压和线电压，其第三绕组接成开口三角形，供接入交流电网绝缘监视
6、仪表和继电器用。,六、电压互感器的接线,六、电压互感器的接线,(d) 三台单相三绕组电压互感器构成Y0Y0接线，广泛用于3220kV系统，可测量各种相电压和线电压，其第三绕组的作用与图(c)相同。,(e) 电容式电压互感器的接线，电容式电压互感器由电容分压器、补偿电抗器(图中未画出)和电磁式电压互感器组成。它具有结构简单、质量小、体积小、占地少、成本低等优点，广泛应用于110500kV中性点直接接地系统。,六、电压互感器的接线,电流互感器,一、电流互感器的结构 电流互感器通常由铁芯，一、二次绕组及相应的绝缘、瓷套、二次接线盒等组成。额定电流在400A以下通常采用多匝式；单匝式“U”字形绕组的电
7、流互感器，由于采用圆筒式电容串结构绝缘，电场分布均匀，在1l0kV及以上电压等级得到广泛应用。 对于220kV及以上的电流互感器，为了适应一次电流的变化和减少产品的规格，常将一次绕组分成几组，通过绕组的串、并联，以获得23种变比。,1、单匝式,由实心圆柱或管形截面的载流导体原线圈，（或直接用载流母线作为其原线圈）、副线圈、环形铁芯和绝缘构成。,优点：结构简单，尺寸较小，价格便宜。,缺点：被测电流较小时，一次磁势较小测量的准确度较低。,应用：单匝式电流互感器一次额定电流在150250A以上， 当一次额定电流超过6001000A都制成单匝式。,电流互感器分类,2、多匝式,由多匝原线圈、副线圈、环形
8、铁芯和绝缘构成。,优点：由于原线圈匝数较多，所以即使一次电流较小也能获得较高的准确度。,缺点：当高电压加于电流互感器，或当大的短路电流通过时，原线圈线匝之间可能很高的过电压。,应用：多匝式电流互感器一次额定电流在250A以下场 所。,电流互感器分类,3、具有两个铁芯的多匝式,由多匝原线圈、两个副线圈、两个环形铁芯和绝缘构成。,优点：两个铁芯和副线 圈，各铁芯可以制成不同准确度等级，供不同要求的二次回路使用。,缺点：当高电压加于电流互感器，或当大的短路电流通过时，原线圈线匝之间可能很高的过电压。,应用：35KV以上电压回路。,电流互感器分类,二、电磁式电流互感器的特点,电流互感器由铁芯、一次线圈
9、、二次线圈、接线端子及绝缘支持物组成。 目前电力系统中广泛采用的是电磁式电流互感器(以下简称电流电感器)。电流互感器是根据电磁感应原理制成的，它的工作原理和变压器相似，但其工作状态、使用方法与变压器完全不同。,二、电磁式电流互感器的特点,电流互感器的一次绕组(原绕组)串联在电路中，并且匝数很少（一般只有一匝或几匝）。流过较大的被测电流I1。因此，一次绕组中的电流完全取决于被测电路的一次负荷大小而与二次电流无关。 电流互感器的二次绕组(副绕组)与测量仪表、继电器等的电流线圈串联，由于测量仪表和继电器等的电流线圈阻抗都很少，电流互感器的正常工作方式接近于短路状态。 电流互感器在运行中不容许二次侧(
10、连接二次绕组回路)开路。,电流互感器在运行中不容许二次侧开路,如果二次侧开路。二次电流为零，这时电流互感器的一次电流全部用来励磁，铁芯中的磁通密度剧烈增加，引起铁芯中有功损耗增大，使铁芯过热，导致互感器损坏。同时由于铁芯中磁通密度骤增，在互感器的二次绕组中要感应出很高的电压，其峰值可达到数千伏。这一高电压对设备绝缘和运行人员的安全都是危险的。为了防止电流耳-石互感器二次侧开路，对运行中的电流互感器，当需要拆开所连接的仪表和继电器时，必须先短接其二次绕组。,二、电磁式电流互感器的特点,三、电流互感器的变流比,若忽略励磁电流，则一次线圈与二次线圈有相同的安匝数： I1 N1= I2 N2 电流互感
11、器一次额定电流I1N和二次额定电流I2N之比，称为电流互感器的额定变流比。 式中N1、N2-电流互感器一次绕组和二次绕组的匝数。 由于电流互感器二次额定电流通常为1A或5A，设计电流互感器时，已将其一次额定电流标准化（如100A，150A，），所以电流互感器的电流比是标准化的。,四、电流互感器的准确级和误差限值,四、电流互感器的准确级和误差限值,所谓准确级是指在规定的二次负荷范围内，一次电流为额定值时的最大误差。我国电流互感器的准确级和误差限值如表所示。对于不同的测量仪表，应选用不同准确级的电流互感器。例如：用于实验室精密测量应选用02级的电流互感器；用于发电机、变压器、厂用电及出线等回路中的
12、电度表应选用0.2或0.5级的电流互感器；用于监视各进出线回路中负荷电流大小的电流表应选用13级电流互感器。,五、电流互感器的分类,电流互感器的种类很多，可用不同方法进行分类： (1)按用途可分为测量用和保护用两种。而保护用电流互感器又分为稳态保护用(P)和暂态保护用(TP)两类。 (2)按安装地点可分为户内式、户外式。35kV及以上多为户外式；10kV及以下多为户内式；装入式又称套管式，即把电流互感器装在35kV及以上的变压器或断路器的套管中，这种型式应用很普遍。 (3)按安装方法可分为穿墙式和支持式及装入式。穿墙式装在墙壁或金属结构的孔中，可节约穿墙套管。支持式装在平面和支柱上。装入式，套
13、在35kV及以上变压器或多油断路器油箱内的套管上，故也称套管式。,五、电流互感器的分类,(4)按绝缘可分为干式、浇注式和油浸式和气体绝缘式。干式是用绝缘胶浸渍，适用于低压户内的电流互感器；浇注式是用环氧树脂浇注绝缘，目前仅用于35kV及以下（电压级户内用）的电流互感器；油浸式多为户外型。气体绝缘式通常用空气、六氟化硫作绝缘，特别是六氟化硫气体绝缘适用于高电压等级。 (5)按一次绕组匝数可分为单匝和多匝。单匝式结构简单、尺寸小、价廉，但一次电流小时误差大。回路中额定电流在400A及以下时均采用多匝式。 (6)按高、低压耦合方式可分为电磁耦合式、光电耦合式、电磁波耦合式和电容耦合式。非电磁式电流互
14、感器目前还处于研究和试验阶段，运行的可靠性有待在实践中检验。,五、电流互感器的分类,例如： LCW-220表示：瓷箱串级屋外式电流互感器，一次额定电压为220kV LQG-0.5表示：改进型线圈式电流互感器，额定电压0.5KV。 LMK-0.5表示：塑料外壳母线式电流互感器，额定电压0.5KV。 LMZ-0.5表示：浇注绝缘母线式电流互感器，额定电压0.5KV。,六、电流互感器的型号,电流互感器的型号、规格一般由文字符号和数字按以下方式表示： 一 其代表意义为： 产品字母代号：L电流互感器。 结构型式：F多匝式；M母线式；J一接地保护用；B支持式；Q绕组式；A穿墙式；D-单匝贯穿式； Y一低压
15、用；C瓷箱串级式。,绝缘方式：W屋外式；C瓷绝缘；S塑料注射绝缘或速饱和型； Z浇注绝缘；K一塑料外壳；L电缆电容型；G-改进型。 使用特点：B保护用；D、P差动保护用。 设计序号，用数字1、2、3表示。 一次额定电压，kV。 特殊用途：B防爆型；W防污型。,六、电流互感器的型号,七、电流互感器的极性,电流互感器的极性按减极性原则标准，如图所示。当一次侧电流I1，由L1流向L2，二次侧电流I2，在二次绕组内部从K2流向K1，在二次负荷中从K1流向K2时，规定L1和K1为同极性端(L2和K2亦为同极性端)。,八、电流互感器常用的接线,一相式接线方式。电流表通过的电流为一相的电流，通常用于负荷平衡
16、的三相电路中。,八、电流互感器常用的接线,两相V形接线方式，也叫不完全星形接线，公共线中流过的电流为两相电流之和，所以这种接线又叫两相电流和接线，由Ia+Ic一Ib可知，二次侧公共线中的电流，恰为未接互感器的B相的二次电流，因此这种接线可接三只电流表，分别测量三相电流，所以广泛应用于无论负荷平衡与否的三相三线制中性点不接地系统中，供测量或保护用。,八、电流互感器常用的接线,两相电流差接线方式 这种接线二次侧公共线中流过的电流Ij，等于两个相电流之差，即IjIa-Ic，其数值等于一相电流的3倍，多用于三相三线制电路的继电保护装置中。,八、电流互感器常用的接线,三相Y形接线方式。 三只电流互感器分别反映三相电流和各种类型
