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1、【第二章 互感器二次回路】,教学目的和要求：1.掌握互感器的结构原理、表示方法、极性、变比和使用注意事项，互感器的接线方式等。2.掌握工程实际中常用的两种电压互感器的接线方式b相接地的电压互感器二次回路和中性点接地的电压互感器二次回路。 重点：1.互感器的极性判别方法、接线方式。2.小接地电流电网绝缘监察装置的工作原理。 难点：1.互感器极性判别的减极性原则。2.中性点接地的电压互感器接线原理。,第2章 互感器二次回路,河北工程技术高等专科学校,互感器分为电流互感器和电压互感器。电流互感器是将大电流变为小电流的电气设备。 电压互感器是将高电压变为低电压的电气设备。 互感器作为测量仪表和监察保护
2、等装置的交流电源，主要有以下两点作用：1、将一次系统的高电压和大电流变成便于二次设备接受的低电压和小电流。电压互感器的二次额定电压一般是100V，电流互感器的二次电流是5A或1A。这样便于二次设备标准化、小型化。2、将二次设备和一次设备进行电气隔离，以保证人身和设备的安全。,河北工程技术高等专科学校,第2章 互感器二次回路,21 电流互感器（TA）二次回路,一、电流互感器的结构原理及种类,图21 单相电流互感器原理接线图(a)工作原理图；(b)接线图,河北工程技术高等专科学校,第2章 互感器二次回路,电流互感器按一次绕组和铁芯的不同可分为单匝式、多匝式和多铁芯三种。如P7图22所示。,图22
3、电流互感器的结构原理图 (a)单匝式；(b)多匝式；(c)具有两个铁芯多匝式1一次绕组；2绝缘；3铁芯；4二次绕组,河北工程技术高等专科学校,第2章 互感器二次回路,二、电流互感器的极性和变比,图23 电流互感器的极性标注,电流互感器一次绕组的首末端分别为L1和L2，二次绕组的首末端分别为K1和K2，L1和K1称为同名端或者同极性端，同名端一般用“ ”、“*”或者“#”表示，同理L2和 K2也是同名端。同名端：某一瞬间两端子同时达到最高或最低电位。也就是电压相位相同。同名端的表示(定义)方法：减极性原则 一次电流从一次绕组（W1）的L1端流入，从一次绕组（W1）的L2端流出；二次电流从二次绕组
4、（W2）的K2端流入，从二次绕组（W2）的K1端流出。也就是说一、二次绕阻中的电流在铁芯中的感应磁通方向是相反的（或者说是相减的），这就是减极性原则。,河北工程技术高等专科学校,第2章 互感器二次回路,这样，从电路的外特性上看，一次电流的正方向由一次绕组的首端L1流向一次绕组的末端L2，二次电流的正方向也是由二次绕组的首端流K1向二次绕组的末端K2。同名端的判定方法：从一次绕组的某一端和二次绕组的某一端同时通入电流，如果两个电流在铁芯中产生的磁通方向相同（相互加强），则一次绕组和二次绕组这两端就是同名端。 （如果不知道绕组绕向应如何判断同名端）,河北工程技术高等专科学校,第2章 互感器二次回路
5、,按上述方法规定正方向后，如不考虑电流互感器的励磁电流，则根据磁势平衡原理有I1W1I2W2=0电流互感器的变比KTA=I1/I2=W2/W1，电流互感器的变比是指额定一次电流与额定二次电流之比，也等于绕组匝数的反比。为适应不同负荷电流测量的需要，可适当选择电流互感器的变比，电流互感器变比的选择实际上是选择一次额定电流，一般是按长期通过电流互感器的最大工作电流来选择，我们在选择电流互感器时，必须选择国家统一规定的标准变比的电流互感器。,河北工程技术高等专科学校,第2章 互感器二次回路,例如一次回路的最大负荷电流是498A，我们就要选择变比为5005的标准变比的电流互感器。?:如果手头上只有标准
6、变比为10005的电流互感器，那么你应该怎么办？让一次绕组两次通过电流互感器的铁芯，即一次绕组绕两匝。,河北工程技术高等专科学校,第2章 互感器二次回路,三、电流互感器的接线方式（电流互感器的二次回路）电流互感器的接线方式是随测量仪表、继电保护和自动装置的要求而确定的。电流互感器常见的接线方式有：单相接线、三相星形接线、两相星形（不完全星形）接线、零序接线等。,1、单相接线 如P9图24（a）所示。只在三相电路中的一相中接入电流互感器，捕捉相应相的电流。适用于三相对称的电路。,河北工程技术高等专科学校,第2章 互感器二次回路,2、三相星形接线如P9图24（b）所示。在三相电路的每一相上各接入一
7、只电流互感器，捕捉A、B、C三相的电流。以满足仪表和保护的要求。,河北工程技术高等专科学校,第2章 互感器二次回路,3、两相星形（不完全星形）接线如P9图24（c）所示。在三相电路的A、C两相上分别接入两只电流互感器，捕捉A、C两相的电流。以满足仪表和保护的要求。,河北工程技术高等专科学校,第2章 互感器二次回路,4、零序接线,如P9图24（d）所示。在三相电路的每一相上各接入一只电流互感器，并且三只电流互感器并联接线，这样在电流互感器的出口我们捕捉到的是零序电流，因为正序电流、负序电流在三只电流互感器出口的合成是零。因此电流互感器的零序接线方式专门用于零序保护。有时我们也把三相导线穿过同一只
8、电流互感器的铁芯构成零序电流互感器。,河北工程技术高等专科学校,第2章 互感器二次回路,四、电流互感器接线注意事项 1、接线连接要正确。不但要保证电流互感器的接线正确，同时还要保证电流互感器和仪表、保护的接线正确。只有正确接线才能保证表计的正确测量和保护的正确动作。 2、二次侧不允许开路。电流互感器和变压器的工作原理相似，如果电流互感器二次侧开路的话，一次侧的电流全部用于激磁，使铁芯中的磁感应强度急剧增加而达到饱和状态，二次侧就会产生高电压，有时可达10KV以上，就会危及人身和设备的安全，所以电流互感器二次侧绝对不允许开路。这样电流互感器二次侧既不允许装设熔断器，也不允许切换操作。但是电流互感
9、器二次侧可以短路，对于备用的电流互感器一般将二次侧短路。,河北工程技术高等专科学校,第2章 互感器二次回路,3、二次侧应设保护接地点。为防止电流互感器一、二次绕组之间的绝缘击穿时，高电压串入低压侧危及人身和设备的安全，在电流互感器的二次侧必须设保护接地点。 4、仪表回路和保护回路一般应分别接在电流互感器的的不同二次绕组上。因为一般情况下仪表回路和保护回路对电流互感器的准确度等级要求不同。,河北工程技术高等专科学校,第2章 互感器二次回路,22 电压互感器（TV）二次回路,一、电压互感器的结构原理及种类,河北工程技术高等专科学校,第2章 互感器二次回路,单相电压互感器的表示法如P13图28所示，
10、一次绕组的首末端为A、X，二次绕组的首末端为a、x，A、a为同名端（X、x也为同名端）。三相电压互感器的表示法如如P13图29所示。一次绕组的首末端为A、B、C，N，二次绕组的首末端为a、b，c、n，A与a、B与b、C与c为同名端。,河北工程技术高等专科学校,第2章 互感器二次回路,二、电压互感器的极性和变比电压互感器同名端的定义方法也是减极性原则。同名端的判别方法和电流互感器相似。对于单相电压互感器，从电路外特性看，UAX与Uax同相位；对于三相电压互感器，从电路外特性看，UA与Ua同相位，UB与Ub同相位，UC与Uc同相位。电压互感器变比KTVU1N/U2NW1/W2电压互感器变比也都是标
11、准变比：如6000V/100V,10000V/100V,35000V/100V 。电压互感器变比中的一次电压就是电网的额定电压，二次电压都是100V。,河北工程技术高等专科学校,第2章 互感器二次回路,三、电压互感器的接线方式电压互感器在三相电路中作为测量仪表、继电保护及自动装置的等的电压源，按不同的用途及所接系统，其接线方式也不同，最常见的有以下几种接线方式：,1、单台电压互感器相间电压接线方式图210(a)为一台单相电压互感器接于AC相间电压上，其二次绕组有一个接地点，以防一、二次绕组之间击穿时危及设备和人身安全。此接线可测量35kV及以下中性点非直接接地系统的线电压。,河北工程技术高等专
12、科学校,第2章 互感器二次回路,2、两台单相电压互感器的V/V接线图210(b)为两台单相电压互感器接成V/V接线，它广泛地应用于中性点非直接接地系统，特别是10kV三相系统。因为它既能节省一台电压互感器又可满足测量所需的线电压。这种接法的缺点是：不能测量相电压；不能接入监视系统绝缘状况的电压表；输出容量仅为两台容量之和3/2倍。,河北工程技术高等专科学校,第2章 互感器二次回路,3、一台三相三柱式电压互感器的Y/Y0接线图210(c)为一台三相三柱式电压互感器接成Y/Y0接线。一般用于中性点非直接接地系统中，它只能用来测量线电压，不能用来测量相对地电压，因一次侧绕组的星形接线中性点不能接地。
13、,河北工程技术高等专科学校,第2章 互感器二次回路,4、一台三相五柱式电压互感器的Y0/Y0/ 接线图210(d)为一台三相五柱式电压互感器的Y0/Y0/ 接线，其一次侧绕组和基本二次绕组接成星形，且中性点接地，辅助二次绕组接成开口三角形。因此，三相五柱式电压互感器可测量线电压和相对地电压，还可作为中性点非直接接地系统中对地的绝缘监察以及实现单相接地的继电保护，这种接线广泛应用于610kV屋内配电装置中。中性点非直接接地三相系统中，正常运行时因各相对地电压为相电压，三相电压和为零，所以开口三角形两端子间电压为零。当发生一相接地时，开口三角形两端子间有电压，为各相辅助二次绕组中零序电压之相量和。
14、规定开口三角形两端子间的额定电压为100V，因为各相零序电压大小相等，相位相同，所以各相辅助二次绕组的额定电压为100/3V。,河北工程技术高等专科学校,第2章 互感器二次回路,5、三台单相电压互感器的Y0/Y0/ 接线,图210(e)为三台具有两组二次绕组的单相电压互感器接成Y0/Y0/ 接线，电压互感器的一次绕组和二次绕组的中性点是直接接地的。在中性点非直接接地系统中，采用三台单相JDZJ型电压互感器，情况与三相五柱式电压互感器相同；在110kV及以上中性点直接接地系统中，也广泛采用这种接线。基本二次绕组可对仪表或继电器提供相间电压和相对地电压（相电压），辅助二次绕组接成开口三角形，供单相
15、接地保护用。因为当发生单相接地时，未接地相电压并没有发生变化，仍为相电压，开口三角形两端子间的电压为非故障相对地电压的相量和。规定开口三角形两端子间的额定电压为100V，所以各相辅助二次绕组的额定电压为100V。,河北工程技术高等专科学校,第2章 互感器二次回路,四、电压互感器实用二次回路1、b相接地电压互感器的二次回路b相接地电压互感器的二次回路广泛用于发电厂35KV及以下等级的母线电压互感器，主要是为了简化同期系统的接线。2、中性点接地电压互感器的二次回路中性点接地电压互感器的二次回路广泛用于110KV及以上中性点直接接地系统的母线电压互感器。,河北工程技术高等专科学校,第2章 互感器二次
16、回路,河北工程技术高等专科学校,第2章 互感器二次回路,L630,L630,河北工程技术高等专科学校,第2章 互感器二次回路,五、电压互感器二次电压切换回路 1、双母线上电气元件二次电压的切换,河北工程技术高等专科学校,第2章 互感器二次回路,2、互为备用的电压互感器二次电压切换回路对于6KV及以上电压等级的双母线或单母线分段主接线，两组（段）母线的电压互感器应具有互为备用的切换回路，以便当其中一组（段）母线上的电压互感器发生故障或检修而停用时，保证其二次电压小母线上的电压不间断。,河北工程技术高等专科学校,第2章 互感器二次回路,A630 B630 C630 L630,A640 B640 C640 L640,六、电压互感器接线注意事项 1、使用前应检查电压互感器的相序、极性等。 2、二次侧应设保护接地点。 3、运行中二次绕组不允许短路。,
