互感器的原理与选择课件

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1、6.3 互感器的原理与选择互感器的原理与选择优秀互感器的种类和作用互感器的种类和作用n互感器是电力系统中一次系统和二次系统之互感器是电力系统中一次系统和二次系统之间的联络元件，用以变换电压或电流，分别间的联络元件，用以变换电压或电流，分别为测量仪表、保护装置和控制装置提供电压为测量仪表、保护装置和控制装置提供电压或电流信号，反映电气设备的正常运行和故或电流信号，反映电气设备的正常运行和故障情况，分为电压互感器（障情况，分为电压互感器（TV）和电流互）和电流互感器（感器（TA） 。 互感器的原理与选择优秀互感器的种类和作用互感器的种类和作用n互感器的作用体现在以下几个方面：互感器的作用体现在以下

2、几个方面：（1）将一次回路的高电压和大电流变为二次）将一次回路的高电压和大电流变为二次回路的标准值。电压互感器的额定二次电压回路的标准值。电压互感器的额定二次电压为为100V或或100 V，电流互感器的额，电流互感器的额定二次电流为定二次电流为5A 、1A或或0.5A。二次设备的。二次设备的绝缘水平可按低压设计，使测量仪表和继电绝缘水平可按低压设计，使测量仪表和继电保护装置标准化、小型化，结构轻巧、价格保护装置标准化、小型化，结构轻巧、价格便宜。便宜。 互感器的原理与选择优秀互感器的种类和作用互感器的种类和作用（2）所有二次设备可用低电压、小电流的控）所有二次设备可用低电压、小电流的控制电缆来

3、连接，使配电屏内布线简单、安装制电缆来连接，使配电屏内布线简单、安装方便；便于集中管理，可以实现远距离控制方便；便于集中管理，可以实现远距离控制和测量。和测量。（3）二次回路不受一次回路的限制，接线灵）二次回路不受一次回路的限制，接线灵活方便。对二次设备进行维护、调换以及调活方便。对二次设备进行维护、调换以及调整试验时，不需中断一次系统的运行。整试验时，不需中断一次系统的运行。互感器的原理与选择优秀互感器的种类和作用互感器的种类和作用（4）使一次设备和二次设备实电气隔离。使）使一次设备和二次设备实电气隔离。使二次设备和工作人员与高电压部分隔离，保二次设备和工作人员与高电压部分隔离，保证了设备和

4、人身安全。二次设备出现故障也证了设备和人身安全。二次设备出现故障也不会影响到一次侧，提高了一次系统和二次不会影响到一次侧，提高了一次系统和二次系统的安全性和可靠性。系统的安全性和可靠性。（5）取得零序电流、电压分量供反应接地故）取得零序电流、电压分量供反应接地故障的继电保护装置使用。障的继电保护装置使用。 互感器的原理与选择优秀互感器的类型互感器的类型n电流互感器电流互感器n电磁式电流互感器电磁式电流互感器n电压互感器电压互感器n电磁式电压互感器电磁式电压互感器n电容式电压互感器电容式电压互感器互感器的原理与选择优秀电流互感器的特点电流互感器的特点n（1）电流互感器）电流互感器的一次绕组匝数少

5、，截面积的一次绕组匝数少，截面积大，大，串联于被测量电路内；二次绕组串联于被测量电路内；二次绕组匝数多，匝数多，截面积小，截面积小，与测量仪表和继电器的电流线圈与测量仪表和继电器的电流线圈串联。串联。n（2）一次绕组的）一次绕组的阻抗很小，一次绕组的阻抗很小，一次绕组的电电流完全取决于被测电路的负荷电流，而不流完全取决于被测电路的负荷电流，而不是由二次电流的大小决定的。是由二次电流的大小决定的。n（3）在正常运行中，电流互感器是在接近）在正常运行中，电流互感器是在接近于短路的状态下工作。于短路的状态下工作。n（4）运行中的电流互感器二次侧不得开路。）运行中的电流互感器二次侧不得开路。 运行中的

6、电流互感器一旦二次侧开路，铁心运行中的电流互感器一旦二次侧开路，铁心将处于高度饱和状态。一方面导致铁芯损耗加剧、将处于高度饱和状态。一方面导致铁芯损耗加剧、过热而损坏互感器绝缘；另一方面导致磁通波形过热而损坏互感器绝缘；另一方面导致磁通波形畸变为平顶波。畸变为平顶波。 在磁通过零时，将产生很高的尖顶波电势，在磁通过零时，将产生很高的尖顶波电势，其峰值可达几千伏甚至上万伏，这将危及工作人其峰值可达几千伏甚至上万伏，这将危及工作人员、二次回路及设备的安全。员、二次回路及设备的安全。 此外，铁心中的剩磁还会影响互感器的准确此外，铁心中的剩磁还会影响互感器的准确度。故运行中的电流互感器二次侧不得开路。

7、度。故运行中的电流互感器二次侧不得开路。 互感器的原理与选择优秀一、电磁式电流互感器一、电磁式电流互感器1. 工作原理工作原理互感器的原理与选择优秀一、电磁式电流互感器一、电磁式电流互感器n由于电流互感器本身存在由于电流互感器本身存在励磁损耗和磁饱和励磁损耗和磁饱和等等影响，使一次电流影响，使一次电流 在数值上和相位上都在数值上和相位上都有差异，即测量结果有误差。通常用有差异，即测量结果有误差。通常用电流误差电流误差和相位误差和相位误差表示。表示。2. 误差及影响因素误差及影响因素电流误差：电流误差：相位误差：相位误差：互感器的原理与选择优秀一、电磁式电流互感器一、电磁式电流互感器n影响误差的

8、因素：影响误差的因素：2. 误差及影响因素误差及影响因素互感器的原理与选择优秀一、电磁式电流互感器一、电磁式电流互感器n影响误差的因素：影响误差的因素：2. 误差及影响因素误差及影响因素互感器的原理与选择优秀一、电磁式电流互感器一、电磁式电流互感器n影响误差的因素：影响误差的因素：2. 误差及影响因素误差及影响因素互感器的原理与选择优秀一、电磁式电流互感器一、电磁式电流互感器n准确级：n根据测量时误差的大小而划分的，是指根据测量时误差的大小而划分的，是指在规定的二在规定的二次负载范围内，一次电流为额定值时的最大误差次负载范围内，一次电流为额定值时的最大误差。3. 准确级和额定容量准确级和额定容

9、量准确级一次电流为额定电流的百分数(%)误差限值二次负荷变化范围电流误差(%)相位差()0.210201001200.50.350.2201510(0.251)S2N0.5102010012010.750.5604530110201001200.21.511209060互感器的原理与选择优秀一、电磁式电流互感器一、电磁式电流互感器3. 准确级和额定容量准确级和额定容量根据用途的不同，可分为测量级和保护级。根据用途的不同，可分为测量级和保护级。 测量级测量级 : 按测量与计量表计的不同，划分为若干准确级次，如按测量与计量表计的不同，划分为若干准确级次，如0.2级、级、0.5级、级、1级、级、3级

10、等。级等。0.2级用于精密测量；级用于精密测量； 0.5级用于电度计量；级用于电度计量；1、3级用于其他盘式仪表。级用于其他盘式仪表。 保护级保护级:可分为稳态保护用（可分为稳态保护用（P）和暂态保护用（）和暂态保护用（TP）两类，）两类，准确级常用的有准确级常用的有5P、10P和和5PR、10PR。 互感器的原理与选择优秀一、电磁式电流互感器一、电磁式电流互感器n额定容量额定容量：3. 准确级和额定容量准确级和额定容量nS2N是指在额定二次电流是指在额定二次电流I2N和额定二次阻抗和额定二次阻抗Z2N下运下运行时，二次绕组输出的容量，行时，二次绕组输出的容量， S2N = I2N2 Z2N

11、。n两点说明两点说明：n由于二次电流为标准值，所以由于二次电流为标准值，所以S2N常用常用Z2N表示。表示。n由于误差与二次负荷有关，所以同一台电流互感由于误差与二次负荷有关，所以同一台电流互感器使用在不同准确级时，会有不同的额定容量。器使用在不同准确级时，会有不同的额定容量。互感器的原理与选择优秀一、电磁式电流互感器一、电磁式电流互感器3. 准确级和额定容量准确级和额定容量对同一台同一台电流互感器来流互感器来说，在不同准确，在不同准确级时，具有，具有不同的不同的额定容量。例如，定容量。例如，LMZ1103000/5型型电流流互感器在互感器在0.5级工作工作时，ZN21.6（40VA）；在）；

12、在1级工作工作时，ZN22.4（60VA），）， 当当Z2L ZN2时，时，TA的准确级将下降。的准确级将下降。 Z2L =1.5时为时为0.5级，级， Z2L =1.7时为时为1级，级，Z2L =2.5时误差大于时误差大于1级。级。互感器的原理与选择优秀一、电磁式电流互感器一、电磁式电流互感器n按安装地点分：按安装地点分：n户内型户内型n户外型户外型n按结构分：按结构分：n单匝式：贯穿式、母线式单匝式：贯穿式、母线式n多匝式：线圈式、多匝式：线圈式、“8”字型、字型、U字型字型4. 分类分类互感器的原理与选择优秀一、电磁式电流互感器一、电磁式电流互感器n按安装方式分：按安装方式分：n穿墙式穿

13、墙式n支持式支持式n装入式装入式4. 分类分类n按绝缘方式分：按绝缘方式分：n干式：用绝缘胶绝缘，适用于低电压干式：用绝缘胶绝缘，适用于低电压n浇注式：用环氧树脂绝缘，适用于浇注式：用环氧树脂绝缘，适用于1035kVn油浸式：用油绝缘，适用于油浸式：用油绝缘，适用于35kV以上以上互感器的原理与选择优秀电流互感器的种类和型号电流互感器的种类和型号n电流互感器的型号电流互感器的型号 n电流互感器的型号以汉语拼音字母表示，由电流互感器的型号以汉语拼音字母表示，由两部分组成，斜线以前部分包括产品型号符两部分组成，斜线以前部分包括产品型号符号和设计序号号和设计序号 产品名称产品名称 一次绕组安一次绕组

14、安装形式装形式 绝缘形式绝缘形式结构形式结构形式 结构形式，结构形式，用途用途 设计序号设计序号 额定电压额定电压（kVkV） 准确度等级准确度等级 额定电流额定电流（A A） 82346715互感器的原理与选择优秀型号名称字母字母含义型号名称表示字母字母含义产品名称L电流互感器结构形式W户外式一次绕组形式M母线式M母线式F贯穿复匝式G改进式D贯穿单匝式Q加强式安装形式A穿墙式L铝线式B支持式J加大容量Z支柱式用途B保护用R装入式D差动保护用绝缘形式Z浇注绝缘J接地保护用C瓷绝缘X小体积柜用J树脂浇注S手车柜用K塑料外壳油保护方式N不带金属膨胀器互感器的原理与选择优秀LDZJ10 LA10 L

15、MZB6-10 LFZ1-10 LAJ10 10kV树脂浇注绝缘电流互感器树脂浇注绝缘电流互感器LRD235DW2 (装入式装入式) 互感器的原理与选择优秀110KV电流互感器电流互感器 互感器的原理与选择优秀220KV电流互感器电流互感器 互感器的原理与选择优秀浇注绝缘互感器浇注绝缘互感器 n（1）LDZ1-10、LDZJ1-10型环氧树脂浇注绝缘单匝式电流互感器。互感器的原理与选择优秀浇注绝缘互感器浇注绝缘互感器n（2）LMZBJ-10、LMZB-10型环氧树脂浇注绝缘单匝母线式电流互感器。 互感器的原理与选择优秀浇注绝缘互感器浇注绝缘互感器n（3）LFZB-10型环氧树脂浇注绝缘有保护级

16、复匝式电流互感器。互感器的原理与选择优秀浇注绝缘互感器浇注绝缘互感器n（4）LQZ-35型环氧树脂浇注绝缘线圈式电流互感器。互感器的原理与选择优秀油浸式电流互感器油浸式电流互感器n（1）LJW、LCDZ型户外油浸式瓷绝缘电流互感器互感器的原理与选择优秀油浸式电流互感器油浸式电流互感器 n（2）LB、LAB型户外油浸式电流互感器互感器的原理与选择优秀油浸式电流互感器油浸式电流互感器n（3）L型户外油浸式电流互感器互感器的原理与选择优秀SF6气体绝缘电流互感器气体绝缘电流互感器 互感器的原理与选择优秀电流互感器的接线方式电流互感器的接线方式 n（1）单相接线）单相接线n（2）两相）两相V形接线形接

17、线n（3）两相电流差接线）两相电流差接线n（4）星形接线）星形接线 主要用来测量单相负荷电流或三主要用来测量单相负荷电流或三相系统中平衡负荷的某一相电流。相系统中平衡负荷的某一相电流。 又称不完全星形接线，在又称不完全星形接线，在6 6 10kV10kV中性点不接地系统中应用较广中性点不接地系统中应用较广泛。泛。 通常应用于继电通常应用于继电保护线路中。保护线路中。 用来测量负荷用来测量负荷平衡或不平衡的三平衡或不平衡的三相电力系统中的三相电力系统中的三相电流。相电流。 互感器的原理与选择优秀AABCAAAABC单相接线单相接线星形接线星形接线互感器的原理与选择优秀AABCWhUAUBUcIA

18、Ic-Ib不完全星形接线不完全星形接线互感器的原理与选择优秀一、电磁式电流互感器一、电磁式电流互感器A B CAA B CAAAA B CAWh5. 接线接线单相接线单相接线星形接线星形接线不完全星形接线不完全星形接线Lc连接接导线的的计算算长度度(m)，与，与仪表和表和继电器至器至电流互感流互感器安装地点的器安装地点的实际距离距离及电流互感器的接线方式有关。及电流互感器的接线方式有关。 互感器的原理与选择优秀 当当电流互感器采用流互感器采用单相接相接线时，如，如图6-9a所示，往返所示，往返导线中的中的电流相等，流相等，电流互感器的二次流互感器的二次电压为 考考虑到到rL=L/S，故可取，故

19、可取Lc=2L。 当当电流互感器采用星形接流互感器采用星形接线时，如，如图6-9b所示，如果一次所示，如果一次侧负荷荷对称，称，则中中线（返回（返回导线）电流流很小可略去不计，电流互很小可略去不计，电流互感器的二次电压为感器的二次电压为互感器的原理与选择优秀故可取故可取Lc=L。 当当电流互感器采用不完全星形接流互感器采用不完全星形接线时，如，如图6-9c所示，中所示，中线（返回（返回导线）电流等于流等于 电流互感器的二次电压为电流互感器的二次电压为 如果只计阻抗的模，忽略相角的旋转，二次负载电阻近似为如果只计阻抗的模，忽略相角的旋转，二次负载电阻近似为 故近似取故近似取互感器的原理与选择优秀

20、1 1种类和型式选择种类和型式选择 6. 6. 电流互感器的选择电流互感器的选择 根据安装地点可根据安装地点可选择：屋内或屋外式。屋内或屋外式。 根据安装方式可根据安装方式可选择：支持式、装入式（装在支持式、装入式（装在变压器套管或器套管或多油断路器套管中）和穿多油断路器套管中）和穿墙式（兼作穿式（兼作穿墙套管）。套管）。 根据一次根据一次绕组匝数可匝数可选择：单匝匝LDLD（用于大（用于大电流）、多匝流）、多匝LFLF（用于小（用于小电流）和母流）和母线式式LMLM（用于大（用于大电流）。流）。 620kV屋内配屋内配电装置的装置的电流互感器有：流互感器有：瓷瓷绝缘（如（如LDC、LFC和和

21、LMC系列）系列）结构；结构；树脂脂浇注注绝缘（小（小电流回路采用流回路采用LA和和LFZ系列，大系列，大电流回路采流回路采用用LDZ、LMZ、LAJ和和LBJ系列）系列）结构。构。一般多采用一般多采用浇注注绝缘型。型。 35kV及以上配电装置的电流互感器采用油浸瓷箱式绝缘结构及以上配电装置的电流互感器采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器（如屋外的的独立式电流互感器（如屋外的LCW系列）。系列）。互感器的原理与选择优秀一、电磁式电流互感器一、电磁式电流互感器种类和型式的选择：种类和型式的选择：n根据安装地点（如屋内、屋外）和安装方式（如根据安装地点（如屋内、屋外）和安装方式（如穿墙式、支持

22、式、装入式等）选择型式。穿墙式、支持式、装入式等）选择型式。n当一次电流较小时（在当一次电流较小时（在400A及以下）时，宜优先及以下）时，宜优先选用一次绕组多匝式，以提高准确度；选用一次绕组多匝式，以提高准确度；n当采用弱电控制或配电装置距离控制室较远时，当采用弱电控制或配电装置距离控制室较远时，二次额定电流应尽量采用二次额定电流应尽量采用1A，而强电用，而强电用5A。一次回路额定电压和电流的选择：一次回路额定电压和电流的选择：nUNUNs，I1NImax。nI1N应尽可能与最大工作电流接近。应尽可能与最大工作电流接近。6. 选择选择互感器的原理与选择优秀一、电磁式电流互感器一、电磁式电流互

23、感器准确级和额定容量的选择：准确级和额定容量的选择：n为保证测量仪表的准确度，电流互感器的准确级为保证测量仪表的准确度，电流互感器的准确级不得低于所供测量仪表的准确级。不得低于所供测量仪表的准确级。n当所供仪表要求不同准确级时，应按相应最高级当所供仪表要求不同准确级时，应按相应最高级别来确定电流互感器的准确级。别来确定电流互感器的准确级。n互感器按选定准确级所规定的额定容量互感器按选定准确级所规定的额定容量S2N应大于应大于或等于二次侧所接负荷或等于二次侧所接负荷I2N2Z2L，即，即S2NI2N2Z2L。6. 选择选择互感器的原理与选择优秀1)为保保证测量量仪表的准确度，表的准确度，电流互感

24、器的准确流互感器的准确级不得低于所不得低于所供供测量量仪表的准确表的准确级。 用于用于电能能计量的量的电流互感器，准确流互感器，准确级不不应低于低于0.5级，500kV宜采用宜采用0.2级； 供运行供运行监视仪表用的表用的电流互感器，准确流互感器，准确级不不应低于低于1级； 供粗略供粗略测量量仪表用的表用的电流互感器，准确流互感器，准确级可用可用3级； 稳态保保护用的用的电流互感器流互感器选用用P级；暂态保保护用的用的电流互感流互感器器选用用TP级。 2)电流互感器的流互感器的额定容量定容量SN2是指在是指在额定二次定二次电流流IN2和和额定二次定二次阻抗阻抗ZN2下运行下运行时，二次，二次绕

25、组输出的容量，出的容量，即即制造厂家一般提供制造厂家一般提供电流互感器的流互感器的ZN2 (单位位为)值。 3)同一台同一台电流互感器除最高准确流互感器除最高准确级外，外，还有几个有几个较低低测量精度量精度的准确的准确级，对应于不同的准确于不同的准确级，具有不同的，具有不同的额定容量（或定容量（或额定二次阻抗）。定二次阻抗）。 互感器的原理与选择优秀一、电磁式电流互感器一、电磁式电流互感器热稳定和动稳定校验：热稳定和动稳定校验：n对本身带有一次回路导体的电流互感器进行热稳对本身带有一次回路导体的电流互感器进行热稳定校验。电流互感器热稳定能力常以定校验。电流互感器热稳定能力常以1s 允许通过允许

26、通过的热稳定电流的热稳定电流 It 或一次额定电流或一次额定电流 I1N 的倍数的倍数 Kt 来来表示，热稳定校验式为表示，热稳定校验式为 It2Qk或或(KtI1N)2Qk。n动稳定校验包括由同一相的电流相互作用产生的动稳定校验包括由同一相的电流相互作用产生的内部电动力校验，以及不同相的电流相互作用产内部电动力校验，以及不同相的电流相互作用产生的外部电动力校验。生的外部电动力校验。6. 选择选择互感器的原理与选择优秀热稳定校验热稳定校验 对带有一次绕组的电流互感器，热稳定校验条件为对带有一次绕组的电流互感器，热稳定校验条件为 It电流互感器流互感器1s允允许通通过的的热稳定定电流；流； Kt

27、电流互感器的流互感器的1s热稳定倍数，定倍数，Kt = It / IN1。 或或动稳定校验动稳定校验 内部动稳定校验条件为内部动稳定校验条件为 iesish 或或ies、Kes电流互感器的流互感器的动稳定定电流及流及动稳定定电流倍数，流倍数， 互感器的原理与选择优秀 对采用硬采用硬导线连接的瓷接的瓷绝缘电流互感器，相流互感器，相间电动力作用其力作用其瓷帽上。因此，需要瓷帽上。因此，需要进行外部行外部动稳定校定校验，校，校验条件条件为 L电流互感器瓷帽端部到最近一个支柱绝缘子间的距离电流互感器瓷帽端部到最近一个支柱绝缘子间的距离(m)，对母线型电流互感器为，对母线型电流互感器为:电流互感器瓷帽端

28、部到最近一个电流互感器瓷帽端部到最近一个支柱绝缘子间的距离支柱绝缘子间的距离+电流互感器两端瓷帽间的距离；电流互感器两端瓷帽间的距离；a 相间距离相间距离(m)；ish短路冲击电流幅值（短路冲击电流幅值（A）；）；Fal电流互感器瓷帽上的允流互感器瓷帽上的允许力（力（N）。）。 互感器的原理与选择优秀二次负荷的校验二次负荷的校验 为保保证所所选电流互感器的准确流互感器的准确级，其最大相二次，其最大相二次负荷荷S2应不大不大于所于所选准确准确级相相应的的额定容量，即定容量，即 S2SN2 由由 和和 得得 Z2LZN2 其中，其中，二次负荷阻抗为二次负荷阻抗为 Z2L为为ra、rre测量量仪表和

29、表和继电器的器的电流流线圈圈电阻阻()，可由其，可由其线圈消耗的功率求得。圈消耗的功率求得。 rL仪表或表或继电器至器至电流互感器的流互感器的连接接导线电阻阻()； rc接触接触电阻阻()，一般取，一般取0.1。 互感器的原理与选择优秀可将二次负荷校验条件转化为求连接导线的最小截面。可将二次负荷校验条件转化为求连接导线的最小截面。 连接导线的电阻应满足连接导线的电阻应满足 根据根据r =L/S，可得，可得满足准确足准确级要求的要求的连接接导线最小截面最小截面S 为 连接导线的电阻率连接导线的电阻率 Lc连接接导线的的计算算长度度(m)，与，与仪表和表和继电器至器至电流互感流互感器安装地点的器安

30、装地点的实际距离距离及电流互感器的接线方式有关。及电流互感器的接线方式有关。 为保保证连接接导线具有一定的机械具有一定的机械强强度，度，铜导线截面不截面不应小于小于1.5mm2，铝导线截面不截面不应小于小于2.5mm2。 互感器的原理与选择优秀【例例6-6】 选择例例6-5中中10kV出出线上的上的电流互感器。流互感器。电流互感器流互感器接接线和和测量量仪表配置如表配置如图6-10所示，所示，电流互感器至流互感器至测量量仪表的表的实际距离距离为L=25m。 解解 根据根据电流互感器安装在屋内，流互感器安装在屋内，电网的网的额定定电压为10kV，回，回路的最大持路的最大持续工作工作电流流为350

31、A和供和供给电能表能表电流，流，选用用LFZ1-10型屋内复匝型屋内复匝浇注注绝缘式式电流互感器，流互感器，变比比为400/5，准确，准确级为0.5级，额定二次阻抗定二次阻抗ZN2=0.4，热稳定倍数定倍数Kt=80，动稳定倍数定倍数Kes=140。 互感器的原理与选择优秀表表6-5 电流互感器二次负荷（单位：电流互感器二次负荷（单位：VA）图图6-10 6-10 例例6-6 6-6 中的电流互感器接线图中的电流互感器接线图仪表名称及型号仪表名称及型号A A相相C C相相有功电能表有功电能表(DS1)0.50.50.50.5无功电能表无功电能表(DX1)0.50.50.50.5电流表电流表(4

32、6L1-A)0.350.35总计总计1.351.351.01.0电流互感器的二次负荷统计见表电流互感器的二次负荷统计见表6-5，最大相负荷电阻为，最大相负荷电阻为 对采用不完全星形接线互感器，计算长度对采用不完全星形接线互感器，计算长度 满足准确级要求的连接导线最小截面为满足准确级要求的连接导线最小截面为 互感器的原理与选择优秀常用的常用的连接接导线标准截面准截面为0.75、1、1.5、2.5、4、6和和10 mm2，故，故选用用4 mm2的的铜导线。 热稳定校验为热稳定校验为 热稳定满足要求。热稳定满足要求。 内部内部动稳定定满足要求。足要求。通通过以上以上计算可以看出，所算可以看出，所选电

33、流互感器流互感器满足要求。足要求。 浇注绝缘的电流互感器，只校验内部动稳定，即浇注绝缘的电流互感器，只校验内部动稳定，即互感器的原理与选择优秀二、电压互感器二、电压互感器n目前电力系统广泛应用的电压互感器主目前电力系统广泛应用的电压互感器主要有两种：要有两种：n电磁式电磁式n电容分压式电容分压式互感器的原理与选择优秀( (一一) ) 电磁式电压互感器电磁式电压互感器1. 工作原理工作原理互感器的原理与选择优秀电压互感器的特点电压互感器的特点n（1）电压互感器一次绕组匝数较多，二）电压互感器一次绕组匝数较多，二次绕组匝数较少，使用时一次绕组与被测次绕组匝数较少，使用时一次绕组与被测量电路并联，二

34、次绕组与测量仪表或继电量电路并联，二次绕组与测量仪表或继电器等电压线圈并联。器等电压线圈并联。n（2）电压互感器在正常运行时相当于一）电压互感器在正常运行时相当于一个空载运行的降压变压器，其二次电压取个空载运行的降压变压器，其二次电压取决于一次的电压值。决于一次的电压值。n（3）二次侧负荷阻抗较大，正常情况下）二次侧负荷阻抗较大，正常情况下二次电流很小，电压互感器近于开路状态二次电流很小，电压互感器近于开路状态运行，容量较小，要求有较高的安全系数。运行，容量较小，要求有较高的安全系数。 互感器的原理与选择优秀( (一一) ) 电磁式电压互感器电磁式电压互感器n由于电压互感器存在励磁电流和内阻抗

35、，使得由于电压互感器存在励磁电流和内阻抗，使得测量结果的大小和相位都有误差。通常用电压测量结果的大小和相位都有误差。通常用电压误差和相位误差表示。误差和相位误差表示。2. 误差及影响因素误差及影响因素电压误差：电压误差：相位误差：相位误差：互感器的原理与选择优秀( (一一) ) 电磁式电压互感器电磁式电压互感器n影响误差的因素：影响误差的因素：2. 误差及影响因素误差及影响因素互感器的原理与选择优秀( (一一) ) 电磁式电压互感器电磁式电压互感器n准确级：准确级：n在规定的一次电压和二次负荷变化范围内，在规定的一次电压和二次负荷变化范围内，负荷功负荷功率因数为额定值时率因数为额定值时，电压误

36、差的最大误差。，电压误差的最大误差。3. 准确级和额定容量准确级和额定容量准确级误差限值一次电压变化范围频率、功率因数及二次负荷变化范围电压误差(%)相位差()0.20.5130.20.51.03.0102040不规定(0.81.2)UN1(0.251)SN2cosj2=0.8f = fN3P6P3.06.0120240(0.051)UN1互感器的原理与选择优秀( (一一) ) 电磁式电压互感器电磁式电压互感器n额定容量：额定容量：3. 准确级和额定容量准确级和额定容量n由于误差与二次负荷有关，所以同一台电压由于误差与二次负荷有关，所以同一台电压互感器对应于不同的准确级便有不同的容量。互感器对

37、应于不同的准确级便有不同的容量。n额定容量额定容量：对应于最高准确级的容量。：对应于最高准确级的容量。n最大容量最大容量：按照在最高工作电压下长期工作：按照在最高工作电压下长期工作容许发热条件所规定的容量。容许发热条件所规定的容量。互感器的原理与选择优秀( (一一) ) 电磁式电压互感器电磁式电压互感器n按安装地点分：按安装地点分：n户内型户内型n户外型户外型n按相数分：按相数分：n单相：单相：35kV及以上及以上n三相：三相： 35kV以下（三相五柱式）以下（三相五柱式）4. 分类分类互感器的原理与选择优秀图图2-25 三相式电压互感器结构原理示意图三相式电压互感器结构原理示意图a) 三相三

38、柱式结构三相三柱式结构 b) 三相五柱式结构三相五柱式结构互感器的原理与选择优秀 三相三柱式电压互感器三相三柱式电压互感器只能用来测量线电压只能用来测量线电压，由于由于它的一次侧中性点不允许接地，故不能用来测量相对它的一次侧中性点不允许接地，故不能用来测量相对地电压。地电压。 原因原因：要测量相对地电压，它的一次侧中性点必须接：要测量相对地电压，它的一次侧中性点必须接地，当系统发生接地故障时，三相绕组中的零序电流地，当系统发生接地故障时，三相绕组中的零序电流同时流向中性点，产生的三相零序磁通同相位，在三同时流向中性点，产生的三相零序磁通同相位，在三个铁心柱中不能构成零序磁通通路，只能通过气隙和

39、个铁心柱中不能构成零序磁通通路，只能通过气隙和铁外壳构成回路，由于磁阻很大，使得零序电流比正铁外壳构成回路，由于磁阻很大，使得零序电流比正常励磁电流大很多倍，使互感器绕组过热甚至烧毁。常励磁电流大很多倍，使互感器绕组过热甚至烧毁。 三相五柱式电压互感器三相五柱式电压互感器由于两个边柱为零序磁通提由于两个边柱为零序磁通提供了通路，其一次绕组中性点可以接地。这种结构与供了通路，其一次绕组中性点可以接地。这种结构与接线的电压互感器可用来测量线电压，也可以用测量接线的电压互感器可用来测量线电压，也可以用测量相对地电压。相对地电压。互感器的原理与选择优秀( (一一) ) 电磁式电压互感器电磁式电压互感器

40、ABC4. 分类分类互感器的原理与选择优秀1) 35kV及以下及以下TV采用普通式结采用普通式结构构，它与普通小容量变压器相，它与普通小容量变压器相似，图似，图2-26a2-26a和图和图2-26b2-26b所示分所示分别为单相双绕组和单相三绕组别为单相双绕组和单相三绕组TV结构原理示意图。结构原理示意图。 2) 110kV及以上及以上的电磁式电压的电磁式电压互感器普遍互感器普遍制成串级式结构制成串级式结构，其特点是：其特点是：铁心与绕组采用分铁心与绕组采用分级绝缘，级绝缘，节省了绝缘材料，减节省了绝缘材料，减小了重量和体积，降低了成本。小了重量和体积，降低了成本。 结构原理如图结构原理如图2

41、-26c所示：所示： 互感器的原理与选择优秀互感器互感器由两个铁心由两个铁心(元件元件)组成组成，两个铁心互相绝缘；两个铁心互相绝缘；一次绕组一次绕组分成匝数相等的四部分分成匝数相等的四部分，分别，分别绕在两个铁心的上、下铁心柱绕在两个铁心的上、下铁心柱上，按磁通相加方向顺序串联，上，按磁通相加方向顺序串联，接于相与地之间，每个铁心上接于相与地之间，每个铁心上的两个绕组的中点与铁心相连。的两个绕组的中点与铁心相连。 每段绕组对铁心的最高电压为每段绕组对铁心的最高电压为Uph/4，所以，所以每段绕组对每段绕组对铁心的绝缘只需按铁心的绝缘只需按Uph/4设计设计，比普通结构的比普通结构的TV减少减

42、少了了3/4的绝缘。的绝缘。 互感器的原理与选择优秀 连耦绕组的作用连耦绕组的作用:当二次绕组接当二次绕组接通负载后，流过负载电流通负载后，流过负载电流,二次磁二次磁动势产生去磁磁通，使末级铁心动势产生去磁磁通，使末级铁心(下部铁心下部铁心)内的磁通小于上部铁内的磁通小于上部铁心内的磁通，于是使各段线圈感心内的磁通，于是使各段线圈感抗不等，电压分布不均匀。为了抗不等，电压分布不均匀。为了避免这一现象，在两铁心相邻的避免这一现象，在两铁心相邻的铁心柱上，绕有匝数相等、绕向铁心柱上，绕有匝数相等、绕向相同、反向对接的相同、反向对接的连耦绕组连耦绕组4。这。这样，当两个铁心中磁通不相等时，样，当两个

43、铁心中磁通不相等时，连耦绕组内出现环流，使磁通较连耦绕组内出现环流，使磁通较大的铁心去磁和磁通较小的铁心大的铁心去磁和磁通较小的铁心助磁，助磁，从而达到两个铁心内磁通从而达到两个铁心内磁通大致相等，各段绕组电压分布均大致相等，各段绕组电压分布均匀。匀。 互感器的原理与选择优秀 平衡绕组的作用平衡绕组的作用:同一铁心同一铁心的两个铁心柱，由于位置不同，的两个铁心柱，由于位置不同，漏磁通路有差异，会使两铁心漏磁通路有差异，会使两铁心柱中磁通不等，此二铁心柱上柱中磁通不等，此二铁心柱上的两段线圈的电压分布不匀。的两段线圈的电压分布不匀。为此，在同一铁心的上下铁心为此，在同一铁心的上下铁心柱上绕有匝数

44、相等、绕向相同、柱上绕有匝数相等、绕向相同、反向对接的反向对接的平衡绕组平衡绕组3。若两。若两柱中磁通不等，在平衡绕组内柱中磁通不等，在平衡绕组内产生平衡电流，使磁通大者去产生平衡电流，使磁通大者去磁，磁通小者助磁，磁，磁通小者助磁，从而使两从而使两柱中磁通相等，两段线圈电压柱中磁通相等，两段线圈电压分布均匀。分布均匀。 互感器的原理与选择优秀( (一一) ) 电磁式电压互感器电磁式电压互感器n按绝缘方式分：按绝缘方式分：n浇注式：用环氧树脂绝缘，浇注式：用环氧树脂绝缘，3-35kVn油浸式：用油绝缘，油浸式：用油绝缘，110kV及以上及以上n按结构分：按结构分：n普通式：同变压器，普通式：同

45、变压器， 3-35kVn串级式：采用分级绝缘，串级式：采用分级绝缘， 110kV及以上及以上4. 分类分类n按绕组数分：按绕组数分：n双绕组双绕组n三绕组三绕组互感器的原理与选择优秀电压互感器的种类和型号电压互感器的种类和型号n2. 电压互感器的型号 n电压互感器的型号用汉语拼音字母表示，分包括产品型号符号和设计序号，短横线后为电压等级（kV）。 234615产品名称产品名称 相数相数 绝缘形式绝缘形式 结构形式结构形式 设计序号设计序号 额定电压额定电压（kVkV） 型号中各字母含义见表型号中各字母含义见表 型号名称表示字母字母含义型号名称表示字母字母含义用途J电压互感器结构形式及用途X带剩

46、余（零序）绕组相数D单相B三柱带补偿绕组式S三相W五柱三绕组绝缘形式J油浸式G空气（干式）C串级式带剩余（零序）绕组Z浇注成型固体F测量和保护分开的二次绕组Q气体油保护方式N不带金属膨胀器C瓷绝缘R电容分压式互感器的原理与选择优秀浇注式电压互感器浇注式电压互感器 nJDZ10型浇注式单相电压互感器 互感器的原理与选择优秀油浸式电压互感器油浸式电压互感器 n（1）JSJW-10型油浸式三相五柱电压互感器。n（2）JCC-20型串级式电压互感器。n（3）JDXN35电压互感器。互感器的原理与选择优秀SF6气体绝缘电压互感器气体绝缘电压互感器nSF6气体绝缘电压互感器互感器的原理与选择优秀JDZ6,

47、10或或JDZJ6,10 (单相浇注绝缘单相浇注绝缘) JDJ6,10(单相油浸绝缘单相油浸绝缘) 互感器的原理与选择优秀110KV电压互感器电压互感器 互感器的原理与选择优秀220KV电压互感器电压互感器 互感器的原理与选择优秀220KV氧化锌避雷器氧化锌避雷器 互感器的原理与选择优秀电压互感器的技术参数电压互感器的技术参数n（1）额定一次电压。n（2）额定二次电压。n（3）额定变比。 n（4）额定容量。 n（5）额定二次负荷。 n（6）额定电压因数。 n（7）电压互感器的准确级。 供三相系统相间连接的单相电压互感器，其供三相系统相间连接的单相电压互感器，其额定一次电压应为国家标准额定线电压

48、；对于接额定一次电压应为国家标准额定线电压；对于接在三相系统相与地间的单相电压互感器，其额定在三相系统相与地间的单相电压互感器，其额定一次电压应为上述值的一次电压应为上述值的1/ 1/ ，即相电压。，即相电压。 标准值为标准值为100V100V；供三相系统中相与地之间用的单；供三相系统中相与地之间用的单相互感器，当其额定一次电压为某一数值除以时，额相互感器，当其额定一次电压为某一数值除以时，额定二次电压必须除以，以保持额定电压比不变。定二次电压必须除以，以保持额定电压比不变。 接成开口三角形的辅助二次绕组额定电压，用于接成开口三角形的辅助二次绕组额定电压，用于中性点有效接地系统的互感器，其辅助

49、二次绕组额定中性点有效接地系统的互感器，其辅助二次绕组额定电压为电压为100V100V；用于中性点非有效接地系统的互感器，；用于中性点非有效接地系统的互感器，其辅助二次绕组额定电压为其辅助二次绕组额定电压为100V100V或或100V100V3 3。 指一、二次绕组额定电压之比，也称额定指一、二次绕组额定电压之比，也称额定电压比或额定互感比，用电压比或额定互感比，用kuku表示。表示。 指对应于最高准确度级时的容量。通常以视在指对应于最高准确度级时的容量。通常以视在功率的伏安值表示。标准值最小为功率的伏安值表示。标准值最小为10VA10VA，最大为，最大为500VA500VA，共有，共有131

50、3个标准值，负荷的功率因数为个标准值，负荷的功率因数为0.80.8（滞后）。（滞后）。 保证准确级为最高时，电压互感器二次回路保证准确级为最高时，电压互感器二次回路所允许接带的阻抗值。所允许接带的阻抗值。 在规定时间内能满足热性能和准确级要求的在规定时间内能满足热性能和准确级要求的最高一次电压与额定一次电压的比值。最高一次电压与额定一次电压的比值。互感器的原理与选择优秀电压互感器的接线方式电压互感器的接线方式 （1 1）单相电压互感器接线）单相电压互感器接线 测量线电压，用于测量线电压，用于35kV35kV及以下的及以下的中性点非直接接地中性点非直接接地电电网中；用来连接电压表、频率表及电压继

51、电器等。网中；用来连接电压表、频率表及电压继电器等。 用在用在110kV110kV及以上及以上中性点有效接地中性点有效接地系统中测量相对地系统中测量相对地电压。电压。（2 2）V V，V V形接线形接线 不完全星形接线，用来测量三个线电压，不完全星形接线，用来测量三个线电压，应用于应用于20kV20kV及以下中性点不接地或经消弧线圈及以下中性点不接地或经消弧线圈接地的电网中。接地的电网中。（3 3） 一台三相三柱式电压互感器一台三相三柱式电压互感器YynYyn接线，接线，用于测量线电压。用于测量线电压。互感器的原理与选择优秀电压互感器的接线方式电压互感器的接线方式 （4 4）一台三相五柱式电压

52、互感器的）一台三相五柱式电压互感器的YNynVYNynV接接线，测量线电压和相电压，用作绝缘监察装线，测量线电压和相电压，用作绝缘监察装置，广泛应用于小接地电流电网中。置，广泛应用于小接地电流电网中。（5 5）三个单相三绕组电压互感器接成的）三个单相三绕组电压互感器接成的YNyndYNynd接线，主要应用于接线，主要应用于3kV3kV及以上电网中，用于测及以上电网中，用于测量线电压、相电压和零序电压。量线电压、相电压和零序电压。互感器的原理与选择优秀电压互感器的接线方式电压互感器的接线方式图图2-28 电压互感器的接线方式电压互感器的接线方式a)、b)一台单相式电压互感器接线一台单相式电压互感

53、器接线 c)两台单相双绕组电压互感器两台单相双绕组电压互感器V-V接线接线 d)d)三台单相三绕组电压互感器（或一台三相五柱式电压互感器）接线三台单相三绕组电压互感器（或一台三相五柱式电压互感器）接线 e)电容式电压互感器接线电容式电压互感器接线互感器的原理与选择优秀 一台单相式电压互感器接线方式一台单相式电压互感器接线方式 图图2-28a是由一台单相电压互感器测量相对地电压，是由一台单相电压互感器测量相对地电压，这种接线适用于这种接线适用于110220kV中性点直接接地系统中，中性点直接接地系统中，其其额定一次定一次电压UN1=UNS/ 。其。其UN2=100V。 图2-28b是由一台是由一

54、台单相相电压互感器互感器测量相量相间电压，适用于适用于335kV中性点不接地系中性点不接地系统中。其中。其额定一次定一次电压UN1为所接所接电网的网的额定定电压UNS。其。其额定二次定二次电压UN2=100V。互感器的原理与选择优秀 两台两台单相式相式电压互感器不完全星形互感器不完全星形(即即VV)接接线方方式式 如如图2-28c所示，两台所示，两台单相相电压互感器分互感器分别接于母接于母线的的A相相B相和相和B相相C相之相之间，用来，用来测量相量相间电压，这种接种接线常用于常用于320kV小小电流接地系流接地系统中。其中。其额定一定一次次电压UN1为所接系所接系统母母线的的额定定电压UNS，

55、即，即UN1=UNS。其其额定二次定二次电压UN2=100V。 互感器的原理与选择优秀 三台三台单相式相式电压互感器构成的完全星形接互感器构成的完全星形接线方式方式 如如图2-28d所示，在所示，在3220kV系系统中得到广泛中得到广泛应用，由于其一次和二次用，由于其一次和二次侧中性点均接地，故可以用中性点均接地，故可以用来来测量相量相间电压和相和相对地地电压。其。其额定一次定一次电压UN1 =UNS / 。互感器的原理与选择优秀单相金属性接地时单相金属性接地时(例如例如A相相)：B、C相相电压上升为线电压，开口三角电压为：电压上升为线电压，开口三角电压为： 二次二次绕组的的额定定电压UN2=

56、100/ V。 辅助二次助二次绕组（开口三角形接（开口三角形接线）用于用于小小电流接地系流接地系统的的绝缘监察装置察装置时，每相每相辅助二次绕组的额定电压为辅助二次绕组的额定电压为100/3V。若每相辅助二次绕组的额定电压为若每相辅助二次绕组的额定电压为100/3V，则单相金属性接地，则单相金属性接地时，开口三角两端之间电压为时，开口三角两端之间电压为100V。正常运行时正常运行时：开口三角两端之间电压为：开口三角两端之间电压为：互感器的原理与选择优秀 辅助二次助二次绕组（开口三角形接（开口三角形接线）用于）用于大大电流接地系流接地系统的接的接地保地保护时，每相辅助二次绕组的额定电压为每相辅助

57、二次绕组的额定电压为100V。正常运行时，。正常运行时，开口三角两端之间电压为开口三角两端之间电压为0V；单相金属性接地时，开口三角两；单相金属性接地时，开口三角两端之间电压为端之间电压为100V。 正常运行时：正常运行时：单相金属性接地时单相金属性接地时(例如例如A相相)：相相电压没有变，开口三角电压为：电压没有变，开口三角电压为：若每相辅助二次绕组的额定电若每相辅助二次绕组的额定电压为压为100V，则单相金属性接地，则单相金属性接地时，开口三角两端之间电压为时，开口三角两端之间电压为100V。互感器的原理与选择优秀(4) 三相五柱式电压互感器三相五柱式电压互感器 接接线与与图2-28d类似

58、类似，可，可用来测量相间电压和相对地电压用来测量相间电压和相对地电压，它它只用于只用于315kV系系统中。中。这种种电压互感器在其内部已完成了互感器在其内部已完成了绕组的的连接，故接，故UN1=UNS；UN2=100V（二次绕组线电压）（二次绕组线电压）；每相；每相辅助二次助二次绕组的的额定定电压为为100/3V。 (5) 电压互感器与电力系统的连接电压互感器与电力系统的连接 3 35kV的电压互感器需的电压互感器需经隔离开关和熔断器经隔离开关和熔断器接入高压电接入高压电网。高压侧熔断器的作用：保护高压电网不因一次绕组或引线网。高压侧熔断器的作用：保护高压电网不因一次绕组或引线短路危及一次系统

59、的安全。短路危及一次系统的安全。 110kV及以上的电压互感器及以上的电压互感器只经隔离开关只经隔离开关接入高压电网，其接入高压电网，其回路中不使用熔断器，其理由之一是，回路中不使用熔断器，其理由之一是，110kV及以上的电压互及以上的电压互感器可靠性高；其二是，感器可靠性高；其二是，110kV及以上的熔断器制造困难，价及以上的熔断器制造困难，价格昂贵。格昂贵。 电压互感器二次侧不能短路，否则会烧坏，所以电压互感器电压互感器二次侧不能短路，否则会烧坏，所以电压互感器二次侧一般要装熔断器作为二次侧短路的保护。二次侧一般要装熔断器作为二次侧短路的保护。互感器的原理与选择优秀电压互感器的接线电压互感

60、器的接线110220kV335kV320kV用一台单相用一台单相电压互感器电压互感器测量相电压测量相电压用一台单相用一台单相电压互感器电压互感器测量相间电压测量相间电压用两台单相用两台单相电压互感器电压互感器接成不完全星形接成不完全星形测量各相间电压测量各相间电压互感器的原理与选择优秀电压互感器的接线电压互感器的接线3220kV110500kV用三台单相三绕组用三台单相三绕组电压互感器电压互感器构成构成YN, yn, d0接线接线电容式电压互感器接线电容式电压互感器接线互感器的原理与选择优秀( (二二) ) 电容式电压互感器电容式电压互感器n实质上是一个电容分压器实质上是一个电容分压器1. 工

61、作原理工作原理abC1C2当当a、b间接上负荷时间接上负荷时，由于，由于C1、C2有内阻压有内阻压降，使降，使 UC2 小于电容分压值，小于电容分压值，而且负荷电流而且负荷电流越大，误差越大。越大，误差越大。当当a、b间开路时，按反比分压，有间开路时，按反比分压，有abZiabL互感器的原理与选择优秀( (二二) ) 电容式电压互感器电容式电压互感器n实质上是一个电容分压器实质上是一个电容分压器1. 工作原理工作原理abC1C2abLTVZ2L实际上，由于实际上，由于电容器有损耗、电抗器有电阻电容器有损耗、电抗器有电阻，使内阻不可，使内阻不可能为零，能为零，因此负荷变化时，还会有误差产生因此负

62、荷变化时，还会有误差产生。减小分压器的输出电流，可减小误差，故将测量仪表减小分压器的输出电流，可减小误差，故将测量仪表(Z2L)经中间变压器经中间变压器TV升压后与分压器连接。升压后与分压器连接。互感器的原理与选择优秀( (二二) ) 电容式电压互感器电容式电压互感器2. 过电压过电压abC1C2abLTVZ2Lrd 二次侧短路引起的过电流和过电压二次侧短路引起的过电流和过电压所以所以应加放电间隙应加放电间隙E。E 铁磁谐振过电压铁磁谐振过电压 由于电容式电压互感器是由电容和非线性电抗所构成，由于电容式电压互感器是由电容和非线性电抗所构成，当受到二次侧短路、断开等冲击瞬变作用时，当受到二次侧短

63、路、断开等冲击瞬变作用时，由于非线性电由于非线性电抗的饱和，可能激发产生某次谐波铁磁谐振。抗的饱和，可能激发产生某次谐波铁磁谐振。抑制方法是装设阻尼电阻抑制方法是装设阻尼电阻rd（谐振时自动投入）。（谐振时自动投入）。互感器的原理与选择优秀( (二二) ) 电容式电压互感器电容式电压互感器n优点：优点：n制造简单，重量轻，成本低，电压等级越高越明显；制造简单，重量轻，成本低，电压等级越高越明显；n分压电容兼作载波通讯的耦合电容。分压电容兼作载波通讯的耦合电容。n缺点：缺点：n输出容量小；输出容量小；n误差比电磁式大，且受频率的影响；误差比电磁式大，且受频率的影响；n暂态特性不如电磁式暂态特性不

64、如电磁式PT好。好。3. 特点特点互感器的原理与选择优秀 电压互感器的二次互感器的二次负荷阻抗很大，一次荷阻抗很大，一次电流很小，流很小，不存在不存在额定定电流流选择问题。外部。外部电网短路网短路电流不通流不通过电压互感器，故互感器，故不不进行短路行短路稳定性校定性校验。 1种类和型式选择种类和型式选择 应根据安装地点及使用条件来选择电压互感器的种类和型式。应根据安装地点及使用条件来选择电压互感器的种类和型式。 620kV屋内：一般采用油浸屋内：一般采用油浸绝缘或或树脂脂浇注注绝缘的的电磁式磁式电压互感器。互感器。 35110kV：一般采用油浸：一般采用油浸绝缘的的电磁式磁式电压互感器。互感器

65、。 220kV及以上：当容量和准确度等及以上：当容量和准确度等级满足要求足要求时，一般采用，一般采用电容式容式电压互感器。互感器。 需要需要测量零序量零序电压时，620kV可以采用三相五柱式三可以采用三相五柱式三绕组电压互感器，或三台互感器，或三台单相式三相式三绕组电压互感器。互感器。 35kV及以上只有及以上只有单相式相式电压互感器互感器。 (三三) 电压互感器的选择电压互感器的选择互感器的原理与选择优秀 一次一次绕组接于接于线电压上上时，一次绕组额定电压选一次绕组额定电压选UNs ，一次绕，一次绕组接于相电压上时，一次绕组额定电压选组接于相电压上时，一次绕组额定电压选 。2额定电压的选择额

66、定电压的选择 电压互感器一次侧的额定电压应满足电网电压要求，二次侧的电压互感器一次侧的额定电压应满足电网电压要求，二次侧的额定电压按测量表计和保护要求，已标准化为额定电压按测量表计和保护要求，已标准化为100V。电压互感。电压互感器一次绕组及二次绕组额定电压的具体数值与电压互感器的相器一次绕组及二次绕组额定电压的具体数值与电压互感器的相数和接线方式有关。数和接线方式有关。 二次绕组额定电压选二次绕组额定电压选100V或或 V。 单相式相式电压互感器用于互感器用于测量量线电压或用两台接成不完全星形或用两台接成不完全星形接接线时，一次，一次绕组额定定电压选电网网额定定电压UNs，二次，二次绕组额定

67、定电压选100V； 三台单相式电压互感器接成星形接线时，三台单相式电压互感器接成星形接线时， 一次一次绕组电压额定定选 二次绕组额定电压选二次绕组额定电压选 互感器的原理与选择优秀 用于用于中性点直接接地中性点直接接地系系统，辅助二次助二次绕组额定定电压选100V，用于用于中性点不接地系中性点不接地系统，辅助二次助二次绕组额定定电压选100/3V。 三相式三相式电压互感器接于互感器接于电网的网的线电压上，三相上，三相绕组为一整体，一整体，一次一次绕组额定定电压(线电压)选UNs，二次，二次绕组额定定电压(线电压)选100V。 3准确级的选择准确级的选择 电压互感器的准确互感器的准确级：指在：指

68、在规定的二次定的二次负荷和一次荷和一次电压变化化范范围内，二次内，二次负荷功率因数荷功率因数为额定定值时，最大，最大电压误差的百分差的百分数。数。 发电厂和厂和变电所中所中电压互感器的准确互感器的准确级分分为0.2、0.5、1、3级及及3P和和 6P级（保（保护级）。）。 为保保证测量量仪表的准确度，表的准确度，电压互感器的准确互感器的准确级不得低于不得低于所所供供测量量仪表的准确表的准确级。 4二次负荷的校验二次负荷的校验 互感器的原理与选择优秀为保保证所所选电压互感器的准确互感器的准确级，其，其最大相二次最大相二次负荷荷S2应不大不大于所于所选准确准确级相相应的一相的一相额定容量定容量SN

69、2，否，否则准确准确级将相将相应降降低，校低，校验条件条件为 S2SN2 1)根据负荷的接线方式和电压互感器的接线方式，根据负荷的接线方式和电压互感器的接线方式，尽量使各相尽量使各相负荷分配均匀。负荷分配均匀。 2)计算每一仪表线圈消耗的有功功率和无功功率计算每一仪表线圈消耗的有功功率和无功功率 。 3)计算各相或相间二次负荷，即计算各相或相间二次负荷，即 若电压互感器与负荷的接线方式相同，即可进行校验，即若电压互感器与负荷的接线方式相同，即可进行校验，即 式中式中 S0、分分别为接在同一相或同一相接在同一相或同一相间中的各中的各仪表表线圈圈消耗的消耗的视在功率和功率因数角。在功率和功率因数角

70、。 S2SN2 互感器的原理与选择优秀4)若电压互感器与负荷的接线方式不同若电压互感器与负荷的接线方式不同 互感器为星形、负荷为不完全星形接线，用表互感器为星形、负荷为不完全星形接线，用表6-10中相应公中相应公式计算出电压互感器式计算出电压互感器每相每相有功功率负荷和无功功率负荷有功功率负荷和无功功率负荷 ，并与，并与互感器接线方式相同的负荷相加，可得二次负荷为互感器接线方式相同的负荷相加，可得二次负荷为 互感器为不完全星形、负荷为星形接线用表互感器为不完全星形、负荷为星形接线用表6-10中相应公式中相应公式计算出电压互感器计算出电压互感器相间相间有功功率负荷和无功功率负荷有功功率负荷和无功

71、功率负荷 ，并与互，并与互感器接线方式相同的负荷相加，可得二次负荷为感器接线方式相同的负荷相加，可得二次负荷为 取最大相负荷进行比较取最大相负荷进行比较。互感器的原理与选择优秀取最大的相间负荷进行比较。取最大的相间负荷进行比较。互感器的原理与选择优秀【例【例6-7】 选择某某变电站屋内站屋内10kV母母线上的上的电压互感器。母互感器。母线上接有上接有5回出回出线和和1台主台主变压器，共装有有功器，共装有有功电能表能表6只，无功只，无功电能表能表6只，有功功率表只，有功功率表1只，无功功率表只，无功功率表1只，母只，母线电压表表1 1只及只及绝缘监察察电压表表3只。只。 解解 根据根据电压互感器

72、安装在屋内，互感器安装在屋内，电网的网的额定定电压为10kV10kV，供，供给电能表能表电压及用于及用于绝缘监察，察，选用用JSJW-10型三相五柱式型三相五柱式电压互感器互感器（也可（也可选用用3 3只只单相相JDZJ型型浇注注绝缘电压互感器），互感器），额定定电压为10/0.1kV10/0.1kV，辅助二次助二次绕组为0.1/3kV0.1/3kV，准确，准确级为0.50.5级，三相，三相额定容量定容量SN2=120VA=120VA。电压互感器与互感器与测量量仪表的接表的接线方方式如式如图6-116-11所示，与所示，与电压互感器接互感器接线方式不同（不完全星形部方式不同（不完全星形部分）的

73、各相分）的各相间二次二次负荷分配在表荷分配在表6-76-7中示出。中示出。 互感器的原理与选择优秀仪表名称及型号仪表名称及型号仪表电压线圈仪表电压线圈ABAB相相BCBC相相线圈消耗线圈消耗功率功率/VA/VAcoscossinsin仪表仪表数目数目P PababQ QababP PbcbcQ Qbcbc有功功率表有功功率表(46D1-(46D1-W)W)0.61010.600.60无功功率表无功功率表(46D1-(46D1-var)var)0.51010.500.50有功电能表有功电能表(DS1)(DS1)1.50.380.92563.428.3253.428.325无功电能表无功电能表(D

74、X1)(DX1)1.50.380.92563.428.3253.428.325电压表电压表(46L1-V)(46L1-V)0.31010.30总计总计7.9416.658.2416.65表表6-7 电压互感器各相间二次负荷分配电压互感器各相间二次负荷分配根据表根据表6-7计算不完全星形部分负荷的视在功率和功率因数，即计算不完全星形部分负荷的视在功率和功率因数，即 互感器的原理与选择优秀利用表利用表6-10中的中的计算公式，并算公式，并计及与及与电压互感器接互感器接线方式相同方式相同的的绝缘监察察电压表功率表功率P，得，得A相相负荷荷为 互感器的原理与选择优秀B相负荷为相负荷为 由于由于Sab与

75、与Sbc接近，接近，ab与与bc接近，可知接近，可知B相相负荷最大，即荷最大，即 故选用故选用JSJW-10型电压互感器满足要求。型电压互感器满足要求。 互感器的原理与选择优秀( (四四) ) 电压互感器的选择电压互感器的选择种类和型式的选择种类和型式的选择： 1) 在在 635 kV 屋内配电装置中，一般采用油浸式或浇注屋内配电装置中，一般采用油浸式或浇注式电压互感器；式电压互感器；110220kV 配电装置特别是母线上装设的电配电装置特别是母线上装设的电压互感器，通常采用串级式电磁式电压互感器；当容量和准压互感器，通常采用串级式电磁式电压互感器；当容量和准确级满足要求时，通常多在出线上采用

76、电容式电压互感器。确级满足要求时，通常多在出线上采用电容式电压互感器。 2) 在在 500kV配电装置中，配置有双套主保护，并考虑到配电装置中，配置有双套主保护，并考虑到后备保护、自动装置和测量的要求，电压互感器应具有三个后备保护、自动装置和测量的要求，电压互感器应具有三个二次绕组，即两个主二次绕组和一个辅助二次绕组。二次绕组，即两个主二次绕组和一个辅助二次绕组。 3) 为节省投资，在为节省投资，在20kV及以下配电装置中，可选用三及以下配电装置中，可选用三相式电压互感器（选用三相五柱式，而不是三相三柱式）。相式电压互感器（选用三相五柱式，而不是三相三柱式）。 4) 用于接入精度要求较高的计费

77、电能表时，不宜采用三用于接入精度要求较高的计费电能表时，不宜采用三相式电压互感器。相式电压互感器。根据装设地点和使用条件选择种类和型式。根据装设地点和使用条件选择种类和型式。互感器的原理与选择优秀( (四四) ) 电压互感器的选择电压互感器的选择一次额定电压和二次额定电压的选择：一次额定电压和二次额定电压的选择： 3 35 kV电压互感器一般经隔离开关和熔断器电压互感器一般经隔离开关和熔断器接入高压电网。接入高压电网。110 kV及以上的互感器可靠性较高，及以上的互感器可靠性较高，电压互感器只经过隔离开关与电网连接。电压互感器只经过隔离开关与电网连接。 电压互感器一次绕组额定电压电压互感器一次

78、绕组额定电压 U1N，应根据互，应根据互感器的接线方式来确定其相电压或相间电压。感器的接线方式来确定其相电压或相间电压。 1) 用一台单相电压互感器测量相对地电压或相用一台单相电压互感器测量相对地电压或相间电压；间电压； 2) 用三台单相或三相式电压互感器测量相间电用三台单相或三相式电压互感器测量相间电压或相对地电压；压或相对地电压； 3) 用两台单相电压互感器接成不完全星形测量用两台单相电压互感器接成不完全星形测量两个相间电压。两个相间电压。互感器的原理与选择优秀( (四四) ) 电压互感器的选择电压互感器的选择一次额定电压和二次额定电压的选择：一次额定电压和二次额定电压的选择： 电压互感器

79、二次绕组额定电压通常是电压互感器二次绕组额定电压通常是供额定电供额定电压为压为100V的仪表和继电器的电压绕组使用的仪表和继电器的电压绕组使用。显然，。显然，单个单相式电压互感器的二次绕组电压为单个单相式电压互感器的二次绕组电压为100V，而，而其余可获得相间电压的接线方式，二次绕组电压为其余可获得相间电压的接线方式，二次绕组电压为100/互感器的原理与选择优秀( (四四) ) 电压互感器的选择电压互感器的选择容量和准确级的选择容量和准确级的选择： 根据仪表和继电器的接线要求，选择电压互感器的接线根据仪表和继电器的接线要求，选择电压互感器的接线方式，并尽可能将负荷均匀分布在各相上，然后计算各相

80、负方式，并尽可能将负荷均匀分布在各相上，然后计算各相负荷大小，按照所接仪表的准确级和容量，选择互感器的准确荷大小，按照所接仪表的准确级和容量，选择互感器的准确级和额定容量。级和额定容量。互感器的原理与选择优秀三、互感器在主接线中配置原则三、互感器在主接线中配置原则n互感器在主接线中的配置与互感器在主接线中的配置与测量仪表、测量仪表、同步点的选择、保护和自动装置的要求同步点的选择、保护和自动装置的要求以及主接线的形式有关。以及主接线的形式有关。n互感器的配置包括：互感器的配置包括：n电压互感器的配置；电压互感器的配置；n电流互感器的配置。电流互感器的配置。n图图6-14为发电厂中互感器配置示例。

81、为发电厂中互感器配置示例。互感器的原理与选择优秀1. 电压互感器电压互感器的配置的配置n除旁路母线外，除旁路母线外，一般工作及备用一般工作及备用母线都装有一组母线都装有一组电压互感器，用电压互感器，用于同步、测量仪于同步、测量仪表和保护装置。表和保护装置。n旁路母线上是否旁路母线上是否装设电压互感器装设电压互感器要根据出线同期要根据出线同期方式而定。方式而定。(1) 母线母线互感器的原理与选择优秀1. 电压互感器电压互感器的配置的配置n 35 kV 及以上输及以上输电线路，当对端电线路，当对端有电源时，装有有电源时，装有一台单相电压互一台单相电压互感器，用于监视感器，用于监视线路有无电压、线路

82、有无电压、进行同步和设置进行同步和设置重合闸。重合闸。(2) 线路线路互感器的原理与选择优秀1. 电压互感器电压互感器的配置的配置n一般装一般装 23 组电组电压互感器。压互感器。n一组供自动调节一组供自动调节励磁装置，采用励磁装置，采用三只单相、双绕三只单相、双绕组互感器。组互感器。n另一组供测量仪另一组供测量仪表、同期和保护表、同期和保护装置使用，采用装置使用，采用三相五柱式或三三相五柱式或三只单相接地专用只单相接地专用互感器。互感器。(3) 发电机发电机互感器的原理与选择优秀1. 电压互感器电压互感器的配置的配置n当互感器负荷太当互感器负荷太大时，可增设一大时，可增设一组不完全星形连组不

83、完全星形连接的互感器，专接的互感器，专供测量仪表用供测量仪表用。(3) 发电机发电机n大、中型发电机大、中型发电机中性点常接有单中性点常接有单相电压互感器，相电压互感器，用于用于 100% 定子定子接地保护。接地保护。互感器的原理与选择优秀1. 电压互感器电压互感器的配置的配置n变压器低压侧有变压器低压侧有时为了满足同期时为了满足同期或继电保护的要或继电保护的要求，设有一组电求，设有一组电压互感器。压互感器。(4) 变压器变压器互感器的原理与选择优秀2. 电流互感器电流互感器的配置的配置n对于中性点接地对于中性点接地系统，一般按三系统，一般按三相配置；相配置；n对于中性点非接对于中性点非接地系

84、统，依具体地系统，依具体情况按二相或三情况按二相或三相配置相配置 (1) 为了满足测量和为了满足测量和保护装置的需要，在保护装置的需要，在发电机、变压器、出发电机、变压器、出线、母线分段及母联线、母线分段及母联断路器、旁路断路器断路器、旁路断路器等回路中均设有电流等回路中均设有电流互感器。互感器。互感器的原理与选择优秀2. 电流互感器电流互感器的配置的配置n如有两组电流互如有两组电流互感器，应尽可能感器，应尽可能设在断路器两侧，设在断路器两侧，使断路器处于交使断路器处于交叉保护范围之中。叉保护范围之中。 (2) 保护用电流互保护用电流互感器的装设地点，感器的装设地点，应按尽量消除主保应按尽量消

85、除主保护装置的死区来设护装置的死区来设置。置。互感器的原理与选择优秀2. 电流互感器电流互感器的配置的配置 (3) 为了防止电流为了防止电流互感器套管闪络造互感器套管闪络造成母线故障，电流成母线故障，电流互感器通常布置在互感器通常布置在断路器的出线或变断路器的出线或变压器侧，即尽可能压器侧，即尽可能不在紧靠母线侧装不在紧靠母线侧装设电流互感器。设电流互感器。互感器的原理与选择优秀2. 电流互感器电流互感器的配置的配置 (4) 为了减轻内部为了减轻内部故障对发电机的损故障对发电机的损伤，用于自动调节伤，用于自动调节励磁装置的电流互励磁装置的电流互感器应布置在发电感器应布置在发电机定子绕组的出线机

86、定子绕组的出线侧。侧。 为了便于分析和为了便于分析和在发电机并入系统在发电机并入系统前发现内部故障，前发现内部故障，用于测量仪表的电用于测量仪表的电流互感器宜装在发流互感器宜装在发电机中性点侧。电机中性点侧。互感器的原理与选择优秀 电压互感器配置电压互感器配置 母线：除母线：除旁路母线旁路母线外，一般工作及备用母线都装外，一般工作及备用母线都装有一组有一组PTPT，用于同步、测量仪表和保护装置。，用于同步、测量仪表和保护装置。线路：线路： 35KV35KV及以上输电线路，当对端有电源及以上输电线路，当对端有电源时，为了监视线路有无电压、进行同步和设置重时，为了监视线路有无电压、进行同步和设置重

87、合闸，装有一台单相合闸，装有一台单相PTPT。变压器变压器 变压器低压侧有时为了满足同步或继变压器低压侧有时为了满足同步或继电保护的要求，设一组电保护的要求，设一组PTPT 。互感器的原理与选择优秀 电压互感器配置电压互感器配置 发电机发电机 一般装一般装2 23 3组组PTPT。一组（三只单相、。一组（三只单相、双绕组）供自动调节励磁装置。另一组供测量双绕组）供自动调节励磁装置。另一组供测量仪表、同步和保护装置使用，该互感器采用三仪表、同步和保护装置使用，该互感器采用三相五柱式或三只单相接地专用互感器，其开口相五柱式或三只单相接地专用互感器，其开口三角形供发电机在未并列之前检查是否接地。三角

88、形供发电机在未并列之前检查是否接地。当互感器负荷太大时，可增设一组不完全星形当互感器负荷太大时，可增设一组不完全星形连接的互感器，专供测量仪表用。连接的互感器，专供测量仪表用。5 5万万KWKW及以上及以上发电机中性点接有单相发电机中性点接有单相PTPT，用于，用于100100定子接地定子接地保护。保护。互感器的原理与选择优秀电流互感器配置电流互感器配置 为了满足测量和保护装置的需要，在为了满足测量和保护装置的需要，在发电机发电机、变压变压器器、出线出线、母线分段及母联断路器、旁路断路器等回、母线分段及母联断路器、旁路断路器等回路中均设有路中均设有CTCT。对于中性点直接接地系统，一般按三。对

89、于中性点直接接地系统，一般按三相配置；对于中性点非直接接地系统，依据具体情况相配置；对于中性点非直接接地系统，依据具体情况（如负荷是否对称、保护灵敏度是否满足等）按二相（如负荷是否对称、保护灵敏度是否满足等）按二相或三相配置。或三相配置。为了防止支持式为了防止支持式CTCT套管闪络造成母线故障，套管闪络造成母线故障，CTCT通通常布置在断路器的出线或变压器侧。常布置在断路器的出线或变压器侧。互感器的原理与选择优秀为了减轻内部故障时发电机的损伤，用于自动调节为了减轻内部故障时发电机的损伤，用于自动调节励磁装置的励磁装置的CTCT应布置在发电机定子绕组的出线侧。为应布置在发电机定子绕组的出线侧。为

90、了便于分析和在发电机并入系统前发现内部故障，用了便于分析和在发电机并入系统前发现内部故障，用于测量仪表的于测量仪表的CTCT宜装在发电机中性点侧宜装在发电机中性点侧 。对于保护用对于保护用CTCT的装设地点，应尽量消除主保护装置的装设地点，应尽量消除主保护装置的不保护区来设置。例如：若有两组的不保护区来设置。例如：若有两组CTCT，且位置允许，且位置允许时，应设在断路器两侧，使断路器处于交叉保护范围时，应设在断路器两侧，使断路器处于交叉保护范围中。中。互感器的原理与选择优秀220kVI母220kVII母10kVI母10kVII母返回返回互感器的原理与选择优秀220kVI母220kVII母10k

91、VI母10kVII母互感器的原理与选择优秀220kVI母220kVII母221线路线路线路保护线路保护1线路保护线路保护2母线保护母线保护仪表仪表电度表电度表返回返回互感器的原理与选择优秀10kVI母10kVII母张庄煤矿张庄煤矿线路保护线路保护仪表仪表电度表电度表发电机差动保护发电机差动保护发电机差动保护发电机差动保护自动励磁调节自动励磁调节仪表仪表仪表仪表返回返回互感器的原理与选择优秀变压器差动保护变压器差动保护变压器差动保护变压器差动保护220kV母线保护母线保护仪表仪表调度表调度表零序保护零序保护返回返回互感器的原理与选择优秀四、高压互感器的新进展四、高压互感器的新进展n电子式互感器电

92、子式互感器n传感原理与传统互感器相同，区别只是传感部分不传感原理与传统互感器相同，区别只是传感部分不传送功率而只传送信号，再由电子放大器放大后送传送功率而只传送信号，再由电子放大器放大后送到负荷，依靠光导纤维传递光信号，并作为互感器到负荷，依靠光导纤维传递光信号，并作为互感器高低压侧之间的绝缘。高低压侧之间的绝缘。n电光式互感器电光式互感器n利用材料的磁光效应或电光效应，将电流的变化转利用材料的磁光效应或电光效应，将电流的变化转换成激光或光波，经过光通道传送到低压侧，再转换成激光或光波，经过光通道传送到低压侧，再转变成电信号，经放大后供仪表和继电器使用。变成电信号，经放大后供仪表和继电器使用。n由于采用了电光变换和光导纤维传递，使互感器造由于采用了电光变换和光导纤维传递，使互感器造价降低、尺寸减小、频率特性改善，因而成为高压价降低、尺寸减小、频率特性改善，因而成为高压互感器的发展方向。互感器的发展方向。互感器的原理与选择优秀