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1、互感器知识集合 在电力系统中，电压互感器(PT)是一、二次系统的联络元件，它能正确地反映电气设备的正常运行和故障情况。PT的一次线圈并联在高压电路中，其作用是将一次高压变换成额定100V低电压，用作测量和保护等的二次回路电源，在正常工作时二次绕组近似于开路状态，所以，正常运行中的PT二次侧不允许短路。 一、PT单相接地及处理 在10kV中性点不接地系统中，为了监视系统中各相对地的绝缘状况以及计量和保护的需要，在每个变电站的母线上均装有电磁式PT。当系统发生单相接地故障时，将产生较高的谐振过电压，影响系统设备的绝缘性能和使用寿命，进而出现更频繁的故障。 1.1在中性点不接地系统中，当其中一相出现
2、金属性接地时，就会产生激磁涌流，导致PT铁芯饱和。如A相接地，则Uan的电压为零，非接地相Ubn、Ucn的电压表指示为100V线电压。PT开口三角两端出现约100V电压(正常时只有约3V)，这个电压将起动绝缘检查继电器发出接地信号并报警。 1.2当发生非金属性短路接地时，即高电阻、电弧、树竹等单相接地。如A相发生接地，则Uan的电压低于正常相电压，Ubn、Ucn电压则大于58V，且小于100V，PT开口三角处两端有约70V电压，达到绝缘检查继电器起动值，发出接地信号并报警。 1.3PT二次侧熔断器熔断或接触不良时，中央信号屏发出“电压回路断线”的预告信号，同时光字牌亮，警铃响。查电压表可发现：
3、未熔断相电压表指示不变，熔断相的电压表指示降低或为零。遇到这种情况，可检查PT二次回路接头(端子排)处有无松动、断头、电压切换回路有无接触不良等现象和PT二次熔断器是否完好，找到松动、断线处应立即处理；若更换熔断器后再次熔断，应查明原因，不可随意将其熔丝增大。 1.4PT高压侧熔断器熔断。其原因有：电力系统发生单相间歇性电弧放电、树竹接地等使系统产生铁磁谐振过电压。PT本身内部出现单相接地或匝间、层间、相间短路故障。PT二次侧发生短路，而二次侧熔断器未熔断，造成高压熔断器熔断。因此，在更换PT一、二次熔断器时一定要选用符合规格的熔断器。需要指出的是当高压某相熔断器熔断时，如C相熔断，则Ucn的
4、电压表指示本应为零，其余两相Uan、Ubn的电压表指示仍为100V电压。但在实际检修工作中,因为PT的二次回路通过计量用的有功、无功电能表电压线圈与保护回路中的电压继电器线圈串联构成回路，故使Ucn有一定电压指示，但其数值很小。此外，当PT熔断器熔断时，应首先用万用表检查二次侧各相熔断器的进、出线端相电压是否有58V(线电压100V)，或将熔断器取下用万用表电阻档测量通断，判断出熔丝是否熔断。如果熔丝完好，则故障发生在一次高压侧。处理的方法是：先拉开PT高压侧隔离刀闸，取下低压二次熔断器，经确证无电后，做好现场安全措施，再仔细检查PT一次套管、端盖处有无破裂、渗油、异物和绝缘油的异常气味等。当
5、检查到有异常时，应用兆欧表测量绝缘电阻。在确认PT正常后，戴上绝缘手套更换符合标准的高压熔断器，进行试送电。如再次熔断，则应考虑PT的内部故障，并进一步作直流电阻、变比等试验来决定PT好坏。而在停用PT前，应考虑到对继电保护、自动装置和计量的影响，在取得调度和有关负责人的许可后将保护装置、自动装置暂时停用，以防其它设备误动作。 二、PT谐振及处理 1、PT谐振 PT谐振对于yo/yo电磁式PT，在正常情况下线路发生单相接地不会出现铁磁谐振过电压，但在下列条件下，就可能引发铁磁谐振。 (1)对于中性点不接地系统，当系统发生单相接地时，故障点流过电容电流，未接地的两相相电压升高3倍。但是，一旦接地
6、故障点消除，非接地相在接地故障期间已充的线电压电荷只能通过PT高压线圈经其自身的接地点流入大地，在这一瞬间电压突变过程中，PT高压线圈的非接地两相的励磁电流就要突然增大，甚至饱和，由此构成相间串联谐振。 (2)系统发生铁磁谐振。近年来，由于配电线路用户PT、电子控制电焊机、调速电机等数量的增加，使得10kV配电系统的电气参数发生了很大的变化，导致谐振的频繁出现。在系统谐振时，PT将产生过电压使电流激增，此时除了造成一次侧熔断器熔断外，还将导致PT烧毁。个别情况下，还会引起避雷器、变压器、断路器的套管发生闪络或爆炸。 (3)线路检修，事先不向调度部门申请办理停电手续，随意带负荷拉开分支线路隔离刀
7、闸或带负荷拉开配电变压器的高压跌落开关，造成刀闸间弧光短路而引发谐振。 (4)当配电变压器内部发生单相接地故障时，故障电流将通过抗电能力强的绝缘油对地放电，也会产生不稳定的电弧激发电网谐振。 (5)运行人员送电操作程序不对，未拉开PT高压侧刀闸就直接带PT向空母线送电，引起PT铁磁谐振。 2.谐振的处理 (1)当出现空母线谐振时，不宜拉开PT的隔离刀闸，应考虑增大母线电容和并联电感，即合上一条空载线路或者空载的变压器来破坏谐振条件，可使三相电压恢复平衡。 (2)在PT高压线圈中性点的接地线中串接一只约5k阻尼电阻(在一次侧中性点串接阻尼电阻会影响二次侧反映单相接地故障的灵敏度，且在相电压有同期
8、装置的回路中一般不宜采用)。相当于在零序阻抗上并联一个电阻，可以有效地抑制单相接地故障引起的谐振。 (3)PT发生谐振时的电压是相电压的3倍，则在开口三角处将会产生100200V电压，因此在PT开口三角处可并联一只220V/200W消谐灯泡(或选用220V/800W/60标准电阻。消谐电阻功率不得大于PT极限容量的2.4倍，并做好消谐电阻的安装绝缘措施，防止PT二次侧多点接地)，也可在PT零序回路中装设专用KFX-10消谐器。 (4)变电站值班人员在恢复送电时，应严格按操作规程进行操作，确认PT的隔离刀闸在拉开位置后，才对空母线送电，再合上PT的隔离刀闸。检修人员应尽量将其刀闸三相同期性调整好
9、。技术部门应采用铠装电缆线路和伏安特性较高、饱和迟钝的PT及电容式PT，以改善技术性能，减少激发谐振过电压的几率。 综上所述，单相接地与谐振过电压故障现象有着根本的不同。正常情况下，当系统发生单相接地故障时，仍可在故障状态下继续运行一段时间，值班人员可以在这段时间内通知处理故障。而铁磁谐振过电压对设备的威胁最大，切不可将PT谐振误判为单相接地而耽误了及时、准确处理的时间。电压互感器和电压继电器的区别 电压继电器 它是当电路中电压达到预定值时而动作的继电器。其结构与电流继电器基本相同，只是电磁铁线圈的匝数很多，而且使用时要与电源并联。它广泛应用于失压（电压为零）和欠压（电压小）保护中。所谓失压和
10、欠压保护就是当由于某种原因电源电压降低过多或暂时停电时，电动机即自动与电源断开；当电源电压恢复时，如不重按起动按钮，则电动机不能自行起动。如果不是采用继电器控制，而是直接用闸刀开关进行手动控制，由于在停电时未及时拉开开关，当电源电压恢复时，电动机即自行起动，可能造成事故。另外还有过电压继电器，它是当电路电压超过一定值时，因电磁铁吸力而切断电源的继电器，它用于过电压保护（如保护硅管和可控硅元件）。 电流继电器的电磁铁线圈匝数较少。若通过线圈的电流低于额定值时，电磁铁的吸力不足以克服反作用弹簧的弹力，衔铁不动作。若电流超过额定值，电磁铁的吸力大于弹力，因而衔铁被吸。这样，触头系统中常闭触头断开，而
11、常开触头就闭合。由于电流超过某额定值时，继电器才会动作，故又称为过电流继电器。调节反作用弹簧的弹力，可以调整动作电流的数值。 电流继电器主要用于过载和短路保护，它比熔断器的结构复杂，但过载保护性能优于熔断器，而且事故后不必像熔断器那样更换元件，可重复使用。所以，它在电力系统中对电机激过载和短路起着关键性的保护作用。 电压互感器 电压互感器又称仪用变压器，是一种电压变换装置。其工作原理、构造和接线方式都与变压器相同，主要区别在于电压互感器容量很小，通常只有几十VA或几百VA，并且在大多数情况下，它的负载是恒定的高阻抗，相当于变压器在低负载下运行，次级电压基本上等于次级感应电动势值。因此用电压互感
12、器来间接测量电压，能准确反映高压侧的量值，保证测量精度。 不管电压互感器初级电压有多高，其次级额定电压一般都是100V。 这样，与电压互感器次级线圈相连的各种仪表和继电器，都可以统一制造而实现标准化。 在理想的电压互感器中，励磁电流为零，线圈的阻抗也不计，这时初、次级电压之比等于它们的匝数之比，相位也没有偏移。但是在实际的电压互感器中，由于励磁电流的存在以及线圈阻抗的影响，总存在有电压误差和角误差。根据电压互感器的允许误差范围，可以把电压互感器的准确度分为0.2级、0.5级、1级和3级，这就是电压互感器的准确度等级。 电压互感器在每一准确度等级都有其对应的额定容量，因此同一个电压互感器按照次级
13、负载的大小，可以在不同的准确度等级下工作。例如JDZJ10型电压互感器，在负载功率因数为0.8的情况下，准确度等级为0.5级，其使用容量为50VA；准确度等级为1级，其使用容量为80VA；3级时为200VA。如果不考虑准确度等级，只满足允许发热条件，它的最大容量为400VA。电压互感器原理 电压互感器是发电厂、变电所等输电和供电系统不可缺少的一种电器。精密电压互感器是电测试验室中用来扩大量限，测量电压、功率和电能的一种仪器。电压互感器和变压器很相像，都是用来变换线路上的电压。但是变压器变换电压的目的是为了输送电能，因此容量很大，一般都是以千伏安或兆伏安为计算单位；而电压互感器变换电压的目的，主
14、要是用来给测量仪表和继电保护装置供电，用来测量线路的电压、功率和电能，或者用来在线路发生故障时保护线路中的贵重设备、电机和变压器，因此电压互感器的容量很小，一般都只有几伏安、几十伏安，最大也不超过一千伏安。线路上为什么需要变换电压呢？这是因为根据发电、输电和用电的不同情况，线路上的电压大小不一，而且相差悬殊，有的是低压220V和380V，有的是高压几万伏甚至几十万伏。要直接测量这些低压和高压电压，就需要根据线路电压的大小，制作相应的低压和高压的电压表和其他仪表和继电器。这样不仅会给仪表制作带来很大困难，而且更主要的是，要直接制作高压仪表，直接在高压线路上测量电压，那是不可能的，而且也是绝对不允
15、许的。 电压互感器的基本结构和变压器很相似，它也有两个绕组，一个叫一次绕组，一个叫二次绕组。两个绕组都装在或绕在铁心上。两个绕组之间以及绕组与铁心之间都有绝缘，使两个绕组之间以及绕组与铁心之间都有电的隔离。电压互感器在运行时，一次绕组N1并联接在线路上，二次绕组N2并联接仪表或继电器。因此在测量高压线路上的电压时，尽管一次电压很高，但二次却是低压的，可以确保操作人员和仪表的安全。 运行中的互感器应注意的问题 互感器是电力系统中供测量和保护用的重要设备，分为电流互感器和电压互感器两大类。前者将高压系统中的电流或低压系统中的大电流，变成低压的标准的小电流；后者将系统的高电压变成标准的低电压，用以给
16、测量仪表和继电器供电。可见，互感器运行状态的好坏对仪表指示的正确、继电保护和自动装置的正确动作有着至关重要的作用，因此，对运行中的互感器，应注意以下问题： 一、电流互感器二次侧不能开路，电压互感器二次侧不能短路。电流互感器二次侧开路会使二次侧感应出很高的尖锋电势，对人和设备造成威胁；电压互感器二次侧短路会使二次线圈电流猛增造成二次侧熔断器熔断，甚至烧坏电压互感器。 二、电流互感器和电压互感器二次侧不能相互连接。由于电压互感器的负载是高阻抗回路，电流互感器的负载是低阻抗回路，如果电流互感器接于电压互感器二次侧就会使电压互感器短路，如果电压互感器接于电流互感器二次侧，由于电压互感器内阻很高，使电流互感器
