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1、第六章 电气设备的原理与选择2021/9/152021/9/151 1n导体和电器选择的一般条件 在发电厂和变电所得设计中，需选择各种电器设备，并确定它们的型式和技术参数。选择时应从实际出发，根据我国目前产品种类和供应情况，在保证安全、可靠和留有裕度的前提下，力求经济，选择合适的设备。按正常工作条件选择电器设备额定电压额定电压和和最高工作电压最高工作电压所选电器的最高工作电压不得低于所接电网的最高运行电压 电网的电压波动一般不超过额定电压的1.15倍电气设备的最高工作电压为额定电压的1.11.15倍2021/9/152021/9/152 2UN=Uns额定电流额定电流 电器的额定电流指在一定环
2、境温度下，长时间内电器所能允许通过的电流。IN=ImaxImax最大持续工作电流最大持续工作电流Imax的计算方法：的计算方法：2021/9/152021/9/153 3T1T2G1G2DL1DL2DL3DL4DL5PN1SN1发电机、变压器、调相机回路：Imax=1.05Ie（由于电压下降5时，出力不变）。若变压器有过负荷运行的情况，按过负荷确定（1.32倍的变压器额定电流） 练习：计算DL1、DL4、DL5的最大持续工作电流主母线、母联断路器：Imax取母线上最大一台发电机或变压器的Imax。DL6练习：计算DL6的最大持续工作电流母线分段电抗器及分段断路器：相邻两段母线上最大一台发电机额
3、定电流的5080。练习：计算DL3的最大持续工作电流2021/9/152021/9/154 4出线：除考虑正常负荷电流外，还应考虑事故时由其它回路转移过来的负荷 按当地环境条件校验按当地环境条件校验 ：海拔对电器设备最高允许工作电压的影响 当电器设备的安装在制造厂规定的海拔高度以上时，由于海拔高度的增加，空气密度和湿度相应减少，使空气间隙和瓷绝缘的放电特性下降，影响电器设备的外绝缘强度，制造厂规定的电器设备的最大工作电压就要下降。对此须进行校正。试验指出，海拔高度为10003500米范围内，按1/100米进行补偿，即海拔每增高100米，电器设备最高允许工作电压应降低1。2021/9/15202
4、1/9/155 5环境温度对允许持续工作电流的影响 我国目前生产的电器，设计时取周围介质温度40度。如果周围环境温度高于40度时，每增高1度，设备的允许电流按减少1.8%修正；如果周围环境温度低于40度时，每降低1度，设备的允许电流按增加0.5%修正；电器设备结构、类型的选择 选择电器时，应考虑电器的运行环境。屋外配电装置的电器，经常受到风、雨、雾、露、积雪、薄冰、灰尘和有害气体的影响，工作条件比屋内配电装置的电器差，因此电器常制成屋内装置和屋外装置两种。周围环境污秽的地区、海边、盐湖区等，必须注意加强电器绝缘，采用特殊绝缘结构的加强型电器，或选用额定电压高一级的电器。2021/9/15202
5、1/9/156 6按短路情况校验 短路热稳定校验 短路电流通过电器时，电器各部件温度（或发热效应）应不超过制造厂规定的短路时发热最高允许值。满足热稳定的条件是：电动力稳定校验 电动力稳定是指电器所能承受短路电流引起的机械效应的能力。在校验时，须用短路电流的最大幅值或有效值与制造厂规定的最大允许电流进行比较。It2t=Qkies=ish2021/9/152021/9/157 7下列几种情况不校验热稳定或动稳定1.用熔断器保护的电器，其热稳定由熔断时间保证，故可不验算热稳定。2.采用有限流电阻的熔断器保护的设备。其回路电流被电阻限制。3.装设在电压互感器回路中的裸导体和电器。短路电流计算条件 容量
6、和接线 按本工程的最终容量计算，并考虑本工程建成后510年的电力系统远景发展规划，按可能发生最大短路电流的正常接线方式进行短路计算。2021/9/152021/9/158 8短路种类 一般按三相短路进行验算。选择短路计算点 在短路计算接线中，选择通过电器的短路电流为最大的点为短路计算点。1.两侧都有电源的设备，比较两侧短路电流大小，选择电流大的作为短路计算点。2.母联断路器考虑母线向备用母线充电时候可以流过的短路电流。3.带电抗器的出线，选择短路点于电抗器后，以选择轻型电器。2021/9/152021/9/159 9T1T2G1G2DL1DL2DL3DL4DL5PN1SN1DL6练习：请选择如
7、图所示电厂的短路点2021/9/152021/9/151010短路计算时间 验算热稳定的计算时间tktprtbrtk短路计算时间tpr继电保护时间，一般考虑后备保护时间tbr 断路器的全开断时间tbr tin tatin 断路器固有分闸时间ta 断路器开断的电弧持续时间2021/9/152021/9/151111断路器开断时，电弧持续时间，对少油断路器为0.040.06 s ，对SF6和压缩空气断路器约为0.020.04s。电器的开断时间 开断电器应能在最严重的情况下开断短路电流。电器的开断时间选择为tktprltintprl 主保护动作时间2021/9/152021/9/151212n高压断
8、路器的原理与选择 断路器转有灭弧装置，用于电路中切断电流2021/9/152021/9/1513132021/9/152021/9/1514142021/9/152021/9/1515152021/9/152021/9/151616电弧形成的物理过程开关电器切断有电流流过的线路时，触头间电压大于1020伏，电流大于80100mA，切断电路的瞬间，触头间会产生强烈的白光，称为电弧。电弧放电的特征电弧放电的特征能量集中，温度很高，亮度很强。能量集中，温度很高，亮度很强。电弧由三部分组成：阴极区、阳极区、弧柱区。电弧由三部分组成：阴极区、阳极区、弧柱区。电弧的气体放电是自持放电，维持电弧稳定燃烧的电
9、电弧的气体放电是自持放电，维持电弧稳定燃烧的电压很低。压很低。电弧是一束游离气体，质量极轻，容易变形电弧是一束游离气体，质量极轻，容易变形。2021/9/152021/9/151717电弧的危害开关电器在开断有电流的电路时，电弧的产生是不可避免开关电器在开断有电流的电路时，电弧的产生是不可避免的。电弧产生后，若不能在的。电弧产生后，若不能在1 13 3个周波内尽快熄灭，将带个周波内尽快熄灭，将带来很大的危害：来很大的危害：电弧的温度很高，可达电弧的温度很高，可达5000500070007000度以上，常超过金度以上，常超过金属的汽化点，可能烧坏开关电器的金属触头属的汽化点，可能烧坏开关电器的金
10、属触头。烧坏开关电器的绝缘。如，烧坏瓷绝缘的表面，甚至烧坏开关电器的绝缘。如，烧坏瓷绝缘的表面，甚至完全损坏，或者使有机绝缘材料炭化，以致失去绝缘性完全损坏，或者使有机绝缘材料炭化，以致失去绝缘性能。能。若电弧长时间不熄灭，不仅烧坏开关电器，而且造成系若电弧长时间不熄灭，不仅烧坏开关电器，而且造成系统事故，威胁电力系统安全运行统事故，威胁电力系统安全运行。2021/9/152021/9/151818电弧产生的物理过程u电弧的产生和维持是触头间中性质点（分子和原电弧的产生和维持是触头间中性质点（分子和原子）被游离的结果。游离就是中性质点转化为带电子）被游离的结果。游离就是中性质点转化为带电质点。
11、游离的过程有四种形式质点。游离的过程有四种形式：强电场发射。当触头刚分开时，触头间产生很强的电强电场发射。当触头刚分开时，触头间产生很强的电场强度（场强度（E/sE/s），大于），大于310310（-6-6）时，阴极表面电子）时，阴极表面电子就会被电场力拉出，而形成触头间的自由电子。这种就会被电场力拉出，而形成触头间的自由电子。这种游离方式，称为游离方式，称为2021/9/152021/9/151919热电子发射。热电子发射。触头触头由金属制成，常温下，金属内部存在由金属制成，常温下，金属内部存在有大量的自由电子。随着有大量的自由电子。随着温度升高温度升高，自由电子能量升高，自由电子能量升高，
12、运动加剧，有的运动加剧，有的电子会跑出金属表面电子会跑出金属表面，形成热电子发射。，形成热电子发射。特别是电弧形成后，弧隙间的高温使阴极表面受热会出线特别是电弧形成后，弧隙间的高温使阴极表面受热会出线强烈的只热点，不断发射出电子，在电场力作用下，不断强烈的只热点，不断发射出电子，在电场力作用下，不断向阳极作加速运动向阳极作加速运动。碰撞游离。阴极表面发射出的碰撞游离。阴极表面发射出的电子电子和弧隙中原有的少数电和弧隙中原有的少数电子在电场力作用下，向阳极方向运动，不断地子在电场力作用下，向阳极方向运动，不断地与其它粒子发与其它粒子发生碰撞生碰撞，如气体原子、分子。只要电子的动能大于原子或分，如
13、气体原子、分子。只要电子的动能大于原子或分子的游离能，就可子的游离能，就可使束缚在原子核周围的电子释放出来使束缚在原子核周围的电子释放出来，形，形成自由电子和正离子，这种现象称为碰撞游离。新产生的电成自由电子和正离子，这种现象称为碰撞游离。新产生的电子同样会使所碰撞的中性质点游离。碰撞游离连续进行，导子同样会使所碰撞的中性质点游离。碰撞游离连续进行，导致触头间充满了电子和离子，具有很大的电导，在外加电压致触头间充满了电子和离子，具有很大的电导，在外加电压作用下，触头间介质可能被击穿而形成电弧。作用下，触头间介质可能被击穿而形成电弧。2021/9/152021/9/152020热游离。电弧产生后
14、，弧隙的温度很高，在高温作用下，热游离。电弧产生后，弧隙的温度很高，在高温作用下，气体的不规则热运动速度增加。具有足够动能的中性质点互气体的不规则热运动速度增加。具有足够动能的中性质点互相碰撞时，又可能游离出电子和正离子，这种现象称为热游相碰撞时，又可能游离出电子和正离子，这种现象称为热游离。一般气体开始发生热游离的温度为离。一般气体开始发生热游离的温度为900090001000010000；金；金属蒸气的游离温度约为属蒸气的游离温度约为4000400050005000。因为开关电器的电弧。因为开关电器的电弧中总有一些金属蒸气，而弧心温度总大于中总有一些金属蒸气，而弧心温度总大于4000400
15、050005000，所，所以热游离的强度足可维持电弧的燃烧。以热游离的强度足可维持电弧的燃烧。u去游离的形式。电弧中发生游离的同时，还进行着使去游离的形式。电弧中发生游离的同时，还进行着使带电质点减少的去游离过程，去游离的主要形式为复合带电质点减少的去游离过程，去游离的主要形式为复合和扩散和扩散2021/9/152021/9/152121复合去游离。复合是指正离子和负离子互相吸引，结合在复合去游离。复合是指正离子和负离子互相吸引，结合在一起，电荷互相中和的过程。两异号电荷要在一定时间内，一起，电荷互相中和的过程。两异号电荷要在一定时间内，处在很近的范围内，才能完成复合过程，两者相对速度值处在很
16、近的范围内，才能完成复合过程，两者相对速度值越大，复合的可能性越小。由于电子质量小，易于加速，越大，复合的可能性越小。由于电子质量小，易于加速，其运动速度约为正离子的其运动速度约为正离子的10001000倍，所以电子与正离子直接倍，所以电子与正离子直接复合几率很小。通常，电子在碰撞时，先附在中性质点上，复合几率很小。通常，电子在碰撞时，先附在中性质点上，形成负离子，速度大大减慢，而负离子与正离子的复合比形成负离子，速度大大减慢，而负离子与正离子的复合比电子与正离子间的复合容易得多。电子与正离子间的复合容易得多。扩散去游离。扩散是指带电质点从电弧内部逸出而进入周扩散去游离。扩散是指带电质点从电弧
17、内部逸出而进入周围介质中的现象，使弧道中带电质点减少。围介质中的现象，使弧道中带电质点减少。游离和去游离是电弧燃烧的两个相反过程，游离过程使弧道游离和去游离是电弧燃烧的两个相反过程，游离过程使弧道中带电离子增加，有助于电弧燃烧；去游离过程使弧道中带中带电离子增加，有助于电弧燃烧；去游离过程使弧道中带电离子减少，有利于电弧熄灭。电离子减少，有利于电弧熄灭。2021/9/152021/9/152222高压断路器熄灭交流电弧的基本方法高压断路器熄灭交流电弧的基本方法利用灭弧介质利用灭弧介质介质的传热能力、介质强度、热游离温度和热容量，介质的传热能力、介质强度、热游离温度和热容量，这些参数越大，去游离
18、作用越强，电弧越容易熄灭。这些参数越大，去游离作用越强，电弧越容易熄灭。类型类型灭弧能力灭弧能力（对比空气）（对比空气）特性特性空气断路器空气断路器空气空气空气断路器空气断路器氢氢7.5倍倍绝缘油在高温下绝缘油在高温下分解出氢气分解出氢气油断路器油断路器SF6100倍倍负电性，吸附电负电性，吸附电子子SF6断路器断路器真空真空15倍倍碰撞游离小、浓碰撞游离小、浓度差和温度差大度差和温度差大真空断路器真空断路器2021/9/152021/9/152323采用特殊金属材料作灭弧触头采用特殊金属材料作灭弧触头 采用熔点高、导热系数和热容量大的耐高温金属采用熔点高、导热系数和热容量大的耐高温金属作触头
19、材料，可减少热电子发射和电弧中的金属蒸气，作触头材料，可减少热电子发射和电弧中的金属蒸气，抑制游离作用。且还要有抗电弧、抗熔焊能力。常用抑制游离作用。且还要有抗电弧、抗熔焊能力。常用铜、钨合金和银、钨合金。铜、钨合金和银、钨合金。利用气体或油吹动电弧利用气体或油吹动电弧纵吹，横吹，环吹，磁吹纵吹，横吹，环吹，磁吹采用多断口熄弧采用多断口熄弧2021/9/152021/9/1524242021/9/152021/9/152525每个断口的恢复电压减小每个断口的恢复电压减小每个断口在电弧电流过零后都产生近阴极效应，每个断口在电弧电流过零后都产生近阴极效应，加起来的绝缘强度增大加起来的绝缘强度增大电
20、弧拉长，降低弧隙的电场强度，并有助于冷却电弧拉长，降低弧隙的电场强度，并有助于冷却和带电离子扩散和带电离子扩散增大断路器触头的分离速度增大断路器触头的分离速度2021/9/152021/9/152626高压断路器选择高压断路器选择 断路器的种类和形式的选择断路器的种类和形式的选择 按灭弧介质和灭弧方式分为：多油、少油、压缩空气、按灭弧介质和灭弧方式分为：多油、少油、压缩空气、SF6SF6、真空等、真空等 操动机构操动机构作用：断路器进行合闸、分闸操作，并保持在合闸状态，这些任务作用：断路器进行合闸、分闸操作，并保持在合闸状态，这些任务全靠操动机构完成。全靠操动机构完成。 操动系统的动作过程，实
21、际上是使操动元件（如合闸元件或分闸元操动系统的动作过程，实际上是使操动元件（如合闸元件或分闸元件）获得动能，再通过拐臂和连杆机构，将动能传到触头，去实现件）获得动能，再通过拐臂和连杆机构，将动能传到触头，去实现合闸或分闸，操动系统中独立于断路器本体的那一部分，称为操动合闸或分闸，操动系统中独立于断路器本体的那一部分，称为操动机构。其它作为传递动力的部分，称传动机构。即操动系统由操动机构。其它作为传递动力的部分，称传动机构。即操动系统由操动机构和传动机构组成。机构和传动机构组成。 2021/9/152021/9/152727类型类型特性特性适用场合适用场合手动机构手动机构 人力直接作为合闸动力人
22、力直接作为合闸动力 电磁机构电磁机构 电磁铁将电能变成机械能电磁铁将电能变成机械能作为合闸动力的机构作为合闸动力的机构 10kV、35kV气动机构气动机构 以压缩空气储能和传递能以压缩空气储能和传递能量的机构量的机构 空气断路器空气断路器弹簧机构弹簧机构 利用弹簧储存的能量进行利用弹簧储存的能量进行合闸的机构合闸的机构 广泛应用广泛应用液压机构液压机构 利用高压压缩气体（氮气）利用高压压缩气体（氮气）作为能源，液压油作为传作为能源，液压油作为传递能量的媒介，注入带有递能量的媒介，注入带有活塞的工作缸中，推动活活塞的工作缸中，推动活塞作功，使断路器进行合塞作功，使断路器进行合闸和分闸的机构闸和分
23、闸的机构 少油断路器少油断路器2021/9/152021/9/152828额定电压选择额定电压选择 UN = UNS高压断路器的额定电压反映了相间、相对地及触头间隙高压断路器的额定电压反映了相间、相对地及触头间隙的绝缘水平，为保证受端电压水平，输电线路的始端电的绝缘水平，为保证受端电压水平，输电线路的始端电压高于线路额定电压。因此国标中对高压电器，规定了压高于线路额定电压。因此国标中对高压电器，规定了对应各级额定电压的最高电压。对应各级额定电压的最高电压。220KV220KV及以下及以下1.15Ue1.15Ue，330KV330KV及以上及以上1.1Ue1.1Ue额定电流选择额定电流选择 IN
24、 = Imax 2021/9/152021/9/152929开断电流选择开断电流选择 断路器的额定开断电流断路器的额定开断电流I INbrNbr是表明断路器灭弧能力的是表明断路器灭弧能力的参数，指在额定电压下可能开断的最大电流，不应小于实参数，指在额定电压下可能开断的最大电流，不应小于实际开断瞬间的短路电流周期分量际开断瞬间的短路电流周期分量I Iptpt。 INbr = Ipt短路关合电流的选择短路关合电流的选择 断路器合闸前，线路有短路故障，断路器在合闸过程中，动、静触断路器合闸前，线路有短路故障，断路器在合闸过程中，动、静触头在未接触时，产生电弧，有短路电流流过，容易使触头熔焊和受到电头
25、在未接触时，产生电弧，有短路电流流过，容易使触头熔焊和受到电动力破坏。且断路器在关合短路电流时，接通后又跳闸，此时还要能够动力破坏。且断路器在关合短路电流时，接通后又跳闸，此时还要能够切除短路电流。为保证断路器在关合短路时的安全，其额定关合电流切除短路电流。为保证断路器在关合短路时的安全，其额定关合电流INclINcl 不应小于短路电流最大冲击值不应小于短路电流最大冲击值ish ish 2021/9/152021/9/153030INcl = ish 热稳定校验热稳定校验 动稳定校验动稳定校验 2021/9/152021/9/153131n隔离开关的选择 主要用途主要用途 隔离电压。在检修电气
26、设备时，用隔离开关将隔离电压。在检修电气设备时，用隔离开关将被检修的设备与电源电压隔离，构成足够大的、被检修的设备与电源电压隔离，构成足够大的、明显可见的空气绝缘间隔，以确保检修安全。明显可见的空气绝缘间隔，以确保检修安全。倒闸操作。用隔离开关配合断路器，进行电路倒闸操作。用隔离开关配合断路器，进行电路的切换操作，改变运行方式。的切换操作，改变运行方式。 分合小电流。隔离开关没有灭弧装置，不能用分合小电流。隔离开关没有灭弧装置，不能用来接通和切断负荷电流和短路电流，但具有一来接通和切断负荷电流和短路电流，但具有一定的分合小电感电流和电容电流的能力，一般定的分合小电感电流和电容电流的能力，一般可
27、进行以下操作：可进行以下操作：2021/9/152021/9/153232分、合避雷器、电压互感器和空载母线分、合避雷器、电压互感器和空载母线分、合励磁电流不超过分、合励磁电流不超过2A2A的空载变压器的空载变压器关、合电容电流不超过关、合电容电流不超过5A5A的空载线路的空载线路。隔离开关的选择隔离开关的选择 种类和形式的选择种类和形式的选择 安装地点：屋内式和屋外式安装地点：屋内式和屋外式绝缘支柱数目：单柱、双柱、三柱绝缘支柱数目：单柱、双柱、三柱额定电压选择额定电压选择 UN = UNS2021/9/152021/9/153333额定电流选择额定电流选择 IN = Imax 热稳定校验热
28、稳定校验 动稳定校验动稳定校验 2021/9/152021/9/153434n互感器的原理与选择互感器的原理与选择 一、互感器的作用一、互感器的作用 互感器包括互感器包括电流互感器电流互感器（TA CTTA CT）和）和电压互感器电压互感器（TV PTTV PT），），是一次系统和二次系统间的联络元件，用以分别向测量仪表、是一次系统和二次系统间的联络元件，用以分别向测量仪表、继电器的电流线圈和电压线圈供电，正确反映电气设备的正常继电器的电流线圈和电压线圈供电，正确反映电气设备的正常运行和故障情况。运行和故障情况。主要作用：主要作用：1.1.将一次回路的高电压和大电流变为二次回路标准的低电压将一
29、次回路的高电压和大电流变为二次回路标准的低电压（100V100V）和小电流（）和小电流（5A5A、1A1A），使测量仪表和保护装置标准化、），使测量仪表和保护装置标准化、小型化，并使其结构轻巧、价格便宜和便于屏内安装。小型化，并使其结构轻巧、价格便宜和便于屏内安装。2021/9/152021/9/1535352.使二次设备与高压部分隔离，且互感器二次侧均接地，使二次设备与高压部分隔离，且互感器二次侧均接地，从而保证了设备和人身安全。从而保证了设备和人身安全。二、电磁式电流互感器二、电磁式电流互感器 AKwhPT工作原理工作原理: : 2021/9/152021/9/153636AKwh特点特点
30、: : 1.一次绕组串联在电路中，匝数很少。故一次绕组中一次绕组串联在电路中，匝数很少。故一次绕组中的电流完全取决于被测电路的负荷电流，而与二次电的电流完全取决于被测电路的负荷电流，而与二次电流大小无关。流大小无关。2.二次绕组所接仪表的电流线圈阻抗很小，正常情况二次绕组所接仪表的电流线圈阻抗很小，正常情况下，在接近于短路状态下运行。下，在接近于短路状态下运行。2021/9/152021/9/153737变比变比: : 额定电流比额定电流比 ，一次、二次额定电流之比，一次、二次额定电流之比 电流互感器的误差电流互感器的误差： 2021/9/152021/9/153838z0 由于由于CTCT本
31、身存在本身存在励磁损耗励磁损耗和和磁饱和磁饱和等影响，一次电流和二次等影响，一次电流和二次电流测量值得数值和相位都有差异，即测量结果有误差电流测量值得数值和相位都有差异，即测量结果有误差。 电流误差电流误差: 相位差相位差: z2l2021/9/152021/9/153939电流互感器的准确级和额定容量CT的准确级CTCT根据测量时误差的大小而划分为不同的准确级。准确级是根据测量时误差的大小而划分为不同的准确级。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电指在规定的二次负荷范围内，一次电流为额定值时的最大电流误差。流误差。准确值准确值电流误差限值（）电流误差限值（）0.20.2
32、（一次电流为额定电流的（一次电流为额定电流的100120）0.50.5（一次电流为额定电流的（一次电流为额定电流的100120）11（一次电流为额定电流的（一次电流为额定电流的100120）33（一次电流为额定电流的（一次电流为额定电流的50120）准确值准确值电流误差限值（）电流误差限值（）5P1（一次电流为额定电流下）（一次电流为额定电流下）10P3（一次电流为额定电流下）（一次电流为额定电流下）稳态保护电流互感器的准确级稳态保护电流互感器的准确级2021/9/152021/9/154040CT的额定容量CTCT的额定容量是指的额定容量是指CTCT在额定二次电流（在额定二次电流（5A 1A
33、5A 1A）ININ2 2和和额定二次阻抗额定二次阻抗ZNZN2 2下运行时，二次绕组输出容量下运行时，二次绕组输出容量由于由于CTCT的误差和二次负荷有关。同一个的误差和二次负荷有关。同一个CTCT在不同的二在不同的二次负荷下，准确级不同，额定容量也不同。如：次负荷下，准确级不同，额定容量也不同。如：SN2=10VA(ZN2=0.4SN2=10VA(ZN2=0.4欧欧) )，当，当Z2l0.4Z2l0.4Z2l0.4时，准确级降为时，准确级降为1 1级，对应的额定级，对应的额定容量为容量为15VA15VA（ZN2=0.6ZN2=0.6）。）。2021/9/152021/9/154141电流互
34、感器的运行参数对误差的影响电流互感器的运行参数对误差的影响一次电流一次电流I I1 1的影响的影响一次电流一次电流I I1 1在额定值在额定值I IN N时，磁导率接近最大，此时，磁导率接近最大，此时电流误差和相角差最小。时电流误差和相角差最小。2021/9/152021/9/154242二次负载阻抗及功率因数对误差的影响二次负载阻抗及功率因数对误差的影响 二次负载阻抗二次负载阻抗Z Z2l2l与误差成正比，因此二次侧接入的与误差成正比，因此二次侧接入的仪表或继电器及连接导线的总阻抗不能大于额定二次阻仪表或继电器及连接导线的总阻抗不能大于额定二次阻抗，以保证其准确级。抗，以保证其准确级。CT二
35、次绕组不允许开路z0z2l2021/9/152021/9/154343z0z2l 正常运行时：正常运行时：Z Z0 0 Z Z2121, I, I2 2 I I1 1 , I , I0 0 0 0 当二次开路时：当二次开路时：Z Z2121, I, I2 2 0 0，I I0 0 I I1 1 此时此时E E I I2 2ZZ0 0 ，铁心饱和，感应出很高电压。，铁心饱和，感应出很高电压。2021/9/152021/9/154444电流互感器的分类和结构原理电流互感器的分类和结构原理按安装地点分屋内和屋外式。按安装地点分屋内和屋外式。20KV20KV及以下制成屋内及以下制成屋内式，式，35KV
36、35KV及以上多制成屋外式。及以上多制成屋外式。按安装方式分为穿墙式、支持式、装入式。按安装方式分为穿墙式、支持式、装入式。按绝缘可分为干式、浇注式、油浸式等。按绝缘可分为干式、浇注式、油浸式等。按一次绕组匝数分为单匝式和多匝式。按一次绕组匝数分为单匝式和多匝式。2021/9/152021/9/154545电流互感器的选择电流互感器的选择一次回路的额定电压和电流的选择一次回路的额定电压和电流的选择UN1=UNSIN1=Imax二次额定电流的选择二次额定电流的选择 CT CT的二次额定电流有的二次额定电流有5A5A和和1A1A两种，一般弱电系统用两种，一般弱电系统用1A1A，强电系统用，强电系统
37、用5A5A。当配电装置距离控制室较远，为能。当配电装置距离控制室较远，为能使电流互感器能多带二次负荷或减小电缆截面，提高准使电流互感器能多带二次负荷或减小电缆截面，提高准确级，应尽量采用确级，应尽量采用1A1A。2021/9/152021/9/154646种类和形式的选择种类和形式的选择 应根据安装地点（屋内、屋外）和安装方式（如穿墙式、应根据安装地点（屋内、屋外）和安装方式（如穿墙式、支持式、装入式）选择其形式。支持式、装入式）选择其形式。准确级和额定容量的选择准确级和额定容量的选择CTCT的准确级不得低于所供测量仪表的准确级。的准确级不得低于所供测量仪表的准确级。CTCT二次侧所接负荷二次
38、侧所接负荷S2S2应不大于该准确级所规定的应不大于该准确级所规定的额定容量额定容量SN2SN2。CTCT的接线方式：的接线方式：2021/9/152021/9/154747AAAAABCABC单相接线单相接线星形接线星形接线2021/9/152021/9/154848AABCWhUAUBUcIAIc-Ib不完全星形接线不完全星形接线2021/9/152021/9/154949热稳定校验热稳定校验It2=QkCTCT的热稳定能力常以的热稳定能力常以1s1s允许通过的热稳定电允许通过的热稳定电流流I It t或一次额定电流或一次额定电流I IN1N1的倍数的倍数K Ki i来表示来表示。动稳定校验
39、动稳定校验单匝式单匝式多匝式多匝式外部电动力外部电动力内部电动力内部电动力ies=ishFal=0.51.73107ishL/a2021/9/152021/9/155050三、三、电压互感器的原理与选择电压互感器的原理与选择电压互感器按其工作原理分为电磁式和电容分电压互感器按其工作原理分为电磁式和电容分压式两种压式两种。电磁式电压互感器电磁式电压互感器工作原理其工作原理和变压器相同工作原理其工作原理和变压器相同特点：特点：容量很小，类似一台小容量变压器，但结构上要容量很小，类似一台小容量变压器，但结构上要求有较高的安全系数。求有较高的安全系数。二次侧所接测量仪表和继电器的电压线圈阻抗很二次侧所
40、接测量仪表和继电器的电压线圈阻抗很大，互感器在近于空载状态下运行。大，互感器在近于空载状态下运行。2021/9/152021/9/155151z0z2l正常运行时，正常运行时，Z Z2l 2l ZZ0 0二次短路时，二次短路时，2021/9/152021/9/155252电容式电压互感器电容式电压互感器 电压越高，电磁式电压互感器的体积越大，成本越高。因此研制电容电压越高，电磁式电压互感器的体积越大，成本越高。因此研制电容式电压互感器式电压互感器2021/9/152021/9/155353练习：做戴维南等效，练习：做戴维南等效，思考如何得到理想电流思考如何得到理想电流源源2021/9/1520
41、21/9/155454z0zl为获取理想电流源，可为获取理想电流源，可以在回路中串接电感以在回路中串接电感Z Zl l2021/9/152021/9/155555LLTVEE2021/9/152021/9/155656电压互感器的接线电压互感器的接线 一台单相互感器，测某一相对地电压。一台单相互感器，测某一相对地电压。 一台单相互感器，测相间电压。一台单相互感器，测相间电压。 三台单相三绕组电压互感器接成三台单相三绕组电压互感器接成YN YN 、yn yn 、d0 d0 或或 YN YN 、y y 、d0d0，用于测量相间电压和相对地的电压，用于测量相间电压和相对地的电压，辅助二次绕组接成开口
42、三角形，供接入交流电网绝辅助二次绕组接成开口三角形，供接入交流电网绝缘监视仪表缘监视仪表和继电器用和继电器用 3 335KVPT35KVPT的一次侧经隔离开关和熔断器接入高压电网。的一次侧经隔离开关和熔断器接入高压电网。在在110KV110KV及以上配电装置中，考虑到互感器及配电装置可靠性及以上配电装置中，考虑到互感器及配电装置可靠性较高，且制造高压熔断器比较困难，价格贵，因此，较高，且制造高压熔断器比较困难，价格贵，因此，PTPT只经过只经过隔离开关与电网连接。隔离开关与电网连接。2021/9/152021/9/155757电压互感器选择电压互感器选择 PTPT为与电网并联的电压变换设备，不
43、须选择额定电流，为与电网并联的电压变换设备，不须选择额定电流，PTPT不会受不会受到外部电网短路电流的侵袭，不须进行短路动稳定、热稳定校验到外部电网短路电流的侵袭，不须进行短路动稳定、热稳定校验。PTPT的内部故障，由专用的熔断器快速切除的内部故障，由专用的熔断器快速切除。一次回路电压的选择 0.8UN1UNs1.2UN1二次回路电压的选择二次回路电压的选择 2021/9/152021/9/155858种类和型式选择种类和型式选择 PTPT的种类和型式应根据装设地点和使用条件进行选择。的种类和型式应根据装设地点和使用条件进行选择。在在6 635KV35KV屋内配电装置中，一般采用油浸式或浇注式
44、；屋内配电装置中，一般采用油浸式或浇注式；110110220KV220KV，常采用串级式电磁，常采用串级式电磁PTPT；110-500KV 110-500KV 的配电装置，当容量和的配电装置，当容量和准确级满足要求时，可采用电容式电压互感器准确级满足要求时，可采用电容式电压互感器。容量和准确级选择容量和准确级选择 1.1.根据仪表和继电器接线要求，选择根据仪表和继电器接线要求，选择PTPT的接线方式，并尽可能将的接线方式，并尽可能将负荷均匀分布在各相上。负荷均匀分布在各相上。2.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级和额定容量。即电压互感器的准确级不得低于所供测量仪表准确级和额定容量。即电压互感器的准确级不得低于所供测量仪表的准确级；电压互感器对应于要求准确级的额定二次容量不应小于的准确级；电压互感器对应于要求准确级的额定二次容量不应小于电压互感器二次最大相的负荷。电压互感器二次最大相的负荷。2021/9/152021/9/155959
