電流、電壓互感器

1、u變壓器u電壓、電流互感器u高壓斷路器u高壓隔離開關(guān)u避雷器u高壓熔斷器l消弧線圈l站用變l電力電容器l電抗器l繼電保護及自動裝置l直流系統(tǒng)1.與測量儀表配合，對線路的電壓、電流、電能進行測量；與繼電器配合，對系統(tǒng)和電氣設(shè)備進行過電壓、過電流和單相接地等保護2.將測量儀表、繼電保護裝置和線路的高電壓隔離開，以保證操作人員和設(shè)備的安全3.將電壓和電流變換成統(tǒng)一的標準值，以利于儀表和繼電器的標準化1、電壓互感器的原理、結(jié)構(gòu)及銘牌數(shù)據(jù)意義 電壓互感器實際上是一個降壓變壓器，它的一次線圈匝數(shù)很多，二次線圈匝數(shù)很少，一次側(cè)并聯(lián)地接在電力系統(tǒng)中，二次側(cè)可并接儀表、繼電保護和自動裝置的電壓線圈等負載，由于這

2、些負載阻抗很大，通過的電流很小，因此，電壓互感器的工作狀態(tài)相當于變壓器的空載運行。電壓互感器一次側(cè)作用著一個恒壓源，它不受互感器二次負載的影響（因電壓互感器二次線圈阻抗很小，吸取系統(tǒng)功率很?。?。 電壓互感器二次回路不允許短路，因為其正常運行時二次基本上是開路狀態(tài)，二次繞組匝數(shù)少，阻抗較小。若二次短路后，鐵芯中的磁勢失去平衡，在二次回路中會產(chǎn)生很大的短路電流，造成繼電保護和自動裝置誤動作，甚至燒毀互感器。 電壓互感器一次線圈中性點必須接地（工作接地），二次線圈的中性點必須接地（保護接地）。 35KV及以下電壓互感器一般采用電磁型干式、環(huán)氧樹脂澆注和油浸式三種。35KV采用JDJJ型或JDJ型，三

3、個單相一次星形接線，二次線圈兩套，其一主線圈接保護和表計，輔助線圈接成開口三角形用來反映系統(tǒng)接地零序電壓的變化。 銘牌技術(shù)參數(shù)：A、變比及額定電壓：35000/100/100/V；110000/100/100 B、等級與容量：由于電壓互感器的誤差隨它的負荷值改變而改變，所以其容量是和一定的準確度相適應(yīng)的。一般說的電壓互感器的額定容量指的是對應(yīng)于最高準確度的容量值。負荷功率越大，準確度會降低。 2、電壓互感器的運行與操作規(guī)定 電壓互感器在額定容量下允許長期運行,但在任何情況下,不允許超過最大容量運行。 電壓互感器在運行中不能短路。如果在運行中,發(fā)生短路現(xiàn)象,二次電路的阻抗值大大減少,就會出現(xiàn)很大

4、的短路電流,使二次線圈嚴重過熱而燒毀。因此,在運行中值班人員要注意檢查高、低壓側(cè)熔斷器應(yīng)良好,如果發(fā)現(xiàn)有發(fā)熱及熔斷現(xiàn)象,應(yīng)及時處理。 在雙母線接線中,兩個母線上的電壓互感器如需二次并列運行時,則應(yīng)先將一次側(cè)實連,即合上母聯(lián)開關(guān),然而再合上電壓互感器二次并列小開關(guān)。否則,若高壓側(cè)電壓不平衡,低壓側(cè)并列后回路內(nèi)會產(chǎn)生較大的環(huán)流,容易引起低壓熔斷器熔斷,致使保護裝置失去電壓互感器電源。 電壓互感器在運行中,發(fā)生一次側(cè)高壓熔斷器熔斷時,運行人員應(yīng)正確判斷,匯報領(lǐng)導(dǎo),停用有關(guān)保護及自動裝置,然后拉開電壓互感器的隔離開關(guān),取下二次側(cè)熔絲(或斷開電壓互感器二次小開關(guān))。在排除電壓互感器本身故障后,更換熔斷的

5、高壓熔絲,將電壓互感器投入運行,正常后投上保護及自動裝置。3、造成電壓互感器高壓側(cè)熔絲熔斷的原因有:1)互感器內(nèi)部線圈發(fā)生匝間、層間或相間短路及一相接地等故障。2)電壓互感器一、二次回路故障,可能造成電壓互感器過電流。若電壓互感器二次側(cè)熔絲容量選擇不合理,也有可能造成一次側(cè)熔絲熔斷。 3)當中性點不接地系統(tǒng)中發(fā)生一相接地時,其他兩相電壓升高倍;或由于間歇性電弧接地,可能產(chǎn)生數(shù)倍的過電壓。這些過電壓都會使互感器鐵芯飽和,將使電流急劇增加而造成熔絲熔斷。 4)系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振。在中性點不接地系統(tǒng)中,由于發(fā)生單相接地或用戶電壓互感器數(shù)量的增加,使母線或線路的電容與電壓互感器的電感構(gòu)成振蕩回路,在一定

6、的條件下,會引起鐵磁諧振故障。這時,電壓互感器上將產(chǎn)生過電壓或過電流。電流的激增,除了造成一次側(cè)熔絲熔斷外,還常導(dǎo)致電壓互感器的燒毀事故。 在電壓互感器運行中,發(fā)生二次側(cè)熔絲熔斷(或電壓互感器小開關(guān)跳閘),運行人員應(yīng)正確判斷,匯報領(lǐng)導(dǎo),停用有關(guān)保護及自切裝置。4、造成電壓互感器二次側(cè)熔絲熔斷的原因有:1)二次回路導(dǎo)線受潮、腐蝕及損傷而發(fā)生一相接地,便可能發(fā)展成二相接地短路。2)電壓互感器內(nèi)部存在著金屬性短路,也會造成電壓互感器二次電路短路。在二次短路后,其回路阻抗減少,所以通過二次電路的電流增加,導(dǎo)致二次側(cè)熔絲熔斷。 3）二次熔絲熔斷時,運行人員應(yīng)及時調(diào)換二次熔絲。若更換后再次熔斷,則不應(yīng)再更

7、換,應(yīng)查明原因后再處理。 10KV非接地系統(tǒng)允許單相接地運行1-2小時，這是因為在中性點不直接接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地時，由于故障電流很小，而且三相之間的線電壓仍然保持對稱，對于負荷的供電沒有影響，因此，在一般情況下都允許運行1-2小時，而不必立即跳閘，但是在單相接地以后，其他兩相的對地電壓要升高3倍。如果長期運行，對于某些在額定電壓下磁通就飽和的電壓互感器會因嚴重飽和而使電壓互感器燒壞。 由以上分析可以看出，若10KV系統(tǒng)發(fā)生預(yù)告信號應(yīng)立即去檢查，防止10KV系統(tǒng)長期帶接地點運行。 電壓互感器的操作。 電壓互感器投入運行時，一般在母線送電前投入運行（本系統(tǒng)有諧振者除外），相應(yīng)母線停電后，即退出

8、運行。 電壓互感器送電時，先合一次刀閘，再投入二次保險器或快速小開關(guān)，停電時與此相反。母線充電后應(yīng)檢查該母線三相電壓指示正確。 電壓互感器單元接地或本身內(nèi)部有劈啪聲或其它噪聲，禁止用隔離開關(guān)切除故障電壓互感器，應(yīng)采用斷路器切除。4、 電壓互感器的故障分析及處理法.電壓互感器實際上就是一種容量很小的降壓變壓器,其工作原理、構(gòu)造及連接方式都應(yīng)與電力變壓器相同。正常運行時,應(yīng)有均勻的輕微的嗡嗡聲,運行異常時常伴有噪聲及其它現(xiàn)象：1電壓互感器響聲異常：若系統(tǒng)出現(xiàn)諧振或饋線單相接地故障,電壓互感器會出現(xiàn)較高的哼哼聲。如其內(nèi)部出現(xiàn)劈啪聲或其它噪聲,則說明內(nèi)部故障,應(yīng)立即停用故障電壓互感器。2高壓熔斷器熔體

9、,接連熔斷23次。3電壓互感器因內(nèi)部故障過熱如匝間短路、鐵芯短路產(chǎn)生高溫,使其油位急劇上升,并由于膨脹作用產(chǎn)生冒油。 （4）電壓互感器內(nèi)發(fā)生臭味或冒煙,說明其連接部位松動或互感器高壓側(cè)絕緣損傷等。 (5)繞組與外殼之間或引線與外殼之間有火花放電,說明繞組內(nèi)部絕緣損壞或連接部位接觸不良。（6）電壓互感器因密封件老化而引起嚴重漏油故障等。處理該異常狀態(tài)時,禁止使用隔離開關(guān)或取下高壓熔斷器等方法停用故障的電壓互感器,應(yīng)采用由高壓斷路器切斷故障互感器所處母線的方式停用故障電壓互感器。 l當電壓互感器的二次回路短路時，距離保護將因電壓降低而動作，且動作較快，而熔斷器的熔斷時間較長，斷線閉鎖需等熔絲熔斷才

10、動作，故不能可靠地起閉鎖作用。改用快速電磁開關(guān)后，電壓互感器二次回路短路時，能保證快速跳開，使斷線閉鎖迅速動作將保護閉鎖?？焖匐姶砰_關(guān)在跳開的同時切斷距離保護的直流電源，防止距離保護誤動作。l一次側(cè)不裝保護裝置，主要是考慮110kv及以上的電壓互感器均采用串聯(lián)絕緣結(jié)構(gòu)，絕緣裕度大，內(nèi)部線圈和絕緣引起事故的可能性不大，而外部引線又均采用硬母線連接，不易發(fā)生相間短路。此外，110kv及以上的系統(tǒng)均為中性點直接接地系統(tǒng)，每相電壓互感器始終只承受相電壓，不會承受線電壓運行。而其二次側(cè)均采用自動過負荷小開關(guān)作為保護，靈敏度較高，不致因二次回路發(fā)生故障而威脅電壓互感器本身。l嘉澤紅寺堡電壓互感器:TYD-

11、110/3-0.02H（110kv母線） TYD-110/3-0.01H（110kv進線） l JDJ2-35（35kv母線）l電壓互感器的一二次接線應(yīng)保證極性正確當兩臺同型號的電壓互感器接成V形時，必須注意極性的正確，否則會導(dǎo)致互感器線圈燒壞l電壓互感器的一二次繞組都應(yīng)裝設(shè)熔斷器以防止發(fā)生短路故障。電壓互感器的二次繞組不準短路，否則電壓互感器將因過熱而燒毀l電壓互感器二次繞組、鐵芯和外殼都必須可靠接地，在繞組絕緣損壞時，二次繞組對地電壓不會升高，以保證人身和設(shè)備安全l電壓互感器二次繞組的電壓降一般不得超過額定電壓的0.5，接用0.5級電能表時不得超過0.25l瓷件有無裂紋損壞或異音放電現(xiàn)象l

12、油標、油位是否正常，是否漏油l接線端子是否松動l接線有無過熱變色l吸潮劑是否變色l電壓指示無異常l瓷套管破裂、嚴重放電l高壓線圈的絕緣擊穿、冒煙、發(fā)出焦臭味l電壓互感器內(nèi)部有放電聲及其它噪聲，線圈與外殼之間或引線與外殼之間有火花放電現(xiàn)象l漏油嚴重，油標中看不見油面l外殼溫度超過允許溫升，并繼續(xù)上升l高壓熔體連續(xù)兩次熔斷，當運行中的電壓互感器發(fā)生接地、短路、冒煙著火故障時對于6kv-35kv裝有0.5A熔體膠合格限流電阻時，可用隔離開關(guān)將電壓互感器切斷，對于10kv以上電壓互感器，不得帶故障將隔離開關(guān)拉開，否則，將導(dǎo)致母線發(fā)生故障l應(yīng)將有關(guān)保護和自動裝置停用，以免造成裝置失壓誤動作。為防止電壓互

13、感器反充電，停用時應(yīng)將二次側(cè)保險取下，再拉開一次隔離開關(guān)l停用的電壓互感器，在帶電前應(yīng)進行試驗和檢查，必要時，可先安裝在母線上運行一段時間，再投入運行l(wèi)應(yīng)一面加強監(jiān)視，一面向調(diào)度員申請將電壓互感器停用。1） 高壓側(cè)熔斷器連續(xù)熔斷。2） 內(nèi)部繞組與外殼之間或引出線與外殼之間有放電及異常音響。3） 套管有嚴重裂紋及放電。4） 嚴重漏油。l電壓互感器正常運行中二次側(cè)接近開路狀態(tài)，一般二次側(cè)電壓可達100伏，如果短路產(chǎn)生短路電流，造成熔斷器熔斷，影響表計指示，還可引起繼電保護誤動，若熔斷器選用不當可能會損壞電壓互感器二次繞組等。l電壓互感器二次回路經(jīng)常發(fā)生的故障包括：熔斷器熔斷，隔離開關(guān)輔助接點接觸不

14、良，二次接線松動等。故障的結(jié)果是使繼電保護裝置的電壓降低或消失，對于反映電壓降低的保護繼電器和反映電壓、電流相位關(guān)系的保護裝置，譬如方向保護、阻抗繼電器等可能會造成誤動和拒動。l電壓互感器出現(xiàn)以下現(xiàn)象須立即停止運行： （1）高壓側(cè)熔斷路接連熔斷二、三次。（2）引線端子松動過熱（3）內(nèi)部出現(xiàn)放電異音或噪聲 （4）見到放電，有閃絡(luò)危險。（5）發(fā)出臭味，或冒煙（6）溢油l1、系統(tǒng)發(fā)生單項間歇性電弧接地，引起電壓互感器的鐵磁諧振2、熔斷器長期運行，自然老化熔斷3、電壓互感器本身內(nèi)部出現(xiàn)單相接地或相間短路鼓障4、二次側(cè)發(fā)生短路而二次側(cè)熔斷器未熔斷，也可能造成高壓熔斷器的熔斷l(xiāng)LH-11型距離保護的啟動元

15、件與測量元件都通有10mA的助磁電流，當電壓互感器電壓消失后，執(zhí)行元件因瞬間制動力矩消失，在助磁電流的作用下，接點閉合不返回，因此，一旦電壓互感器電壓消失后，首先將保護退出，然后解除本保護直流，使啟動元件與測量元件的執(zhí)行元件返回。在投入保護時，一定要首先投保護的電壓回路，然后再投直流。l防止絕緣擊穿時二次惻串入高壓,危及人身和設(shè)備的安全,該接地為保護接地。l切換電壓互感器時應(yīng)保證不斷開低周減載裝置的電源。一般兩臺電壓互感器均可并列運行，因而在切換電壓互感器時，先用低壓并列開關(guān)將兩臺電壓互感器并列后，再斷開停用的電壓互感器，保證低周減載裝置不失去電源。當電壓互感器不能并列時，切換電壓互感器前，應(yīng)

16、先停用低周減載裝置的直流電源。l電壓互感器一次熔斷器的保護范圍是：電壓互感器的內(nèi)部故障（匝間短路故障熔絲可能不熔斷），或在電壓互感器與電網(wǎng)連接線上的短路故障。 電壓互感器二次熔斷器的保護范圍是：二次熔斷器以下回路的短路引起的持續(xù)短路故障（一般二次保險以下回路的故障一次熔斷器不熔斷）。l（1）不使保護自動裝置失去電壓。（2）必須進行電壓切換（3）防止反充電，取下二次熔斷器（包括電容器）（4）二次負荷全部斷開后，斷開互感器一次側(cè)電源。l1）阻抗保護（距離保護）；（2）高頻保護；（3）方向保護；（4）低周減載和低電壓減載；（5）低電壓閉鎖；（6）自投裝置；（7）同期重合閘。l（1） 激磁電流的存在；

17、 （）有內(nèi)阻；（）因為一次電壓影響激磁電流，因此也影響誤差的大?。唬ǎ┒呜摵勺兓瘯r，將影響的二次及一次電流的變化，故亦將對誤差產(chǎn)生相應(yīng)的影響；（）二次負荷的功率因數(shù)角的變化將會改變二次電流以及二次電壓的相位，故其對誤差將產(chǎn)生一定的影響l一次繞組電壓為接入系統(tǒng)的線電壓，主二次繞組相電壓為100/3V，輔助二次繞組相電壓為100/3V。 電流互感器工作原理：電流互感器是在閉合鐵芯上繞上幾個繞組所組成的,如圖所示。一次繞組匝數(shù)(1)較少,串接在需要測量電流的回路中,一次繞組流過的電流(I1)就是被測回路的電流，它隨著負荷大小而變化，電流的變化范圍很大。二次繞組的匝數(shù)(2)較多,串接在測量儀表或繼電

18、保護回路里。因測量儀表、繼電保護回路的阻抗很小,所以電流互感器二次繞組回路在正常工作時接近于短路狀態(tài)。一次電流流經(jīng)一次繞組產(chǎn)生磁勢（I11）,總是被二次繞組感應(yīng)產(chǎn)生的磁勢（I22）所平衡。故有：I11= I22此磁勢平衡關(guān)系式表明,電流互感器的一、二次電流與它們的匝數(shù)成反比 。電流互感器工作原理特點電流互感器工作原理特點A、電流互感器工作時二次繞組不能開路。電流互感器正常工作時,二次繞組所串接的負載(電流線圈)阻抗很小,接近于工作在短路狀態(tài)下,所以在二次繞組中產(chǎn)生的電勢也不大。這表明電流互感器正常工作時鐵芯內(nèi)的主磁通量是很小的。當電流互感器二次繞組開路時,相當于負載阻抗變?yōu)闊o限大,二次電流及二

19、次去磁的磁勢均為零,而一次電流的大小又不隨二次開路而變小,則很大的一次磁勢將在鐵芯內(nèi)產(chǎn)生很大的主磁通量,使二次繞組中產(chǎn)生很高的電勢,可有幾千伏。二次回路出現(xiàn)高電壓將威脅人身安全,造成儀表、保護裝置、電流互感器二次繞組等絕緣的損壞。 B、電流互感器的一次電流變化范圍很大。因為一次繞組串接在被測回路中,所以一次電流可在零至額定電流之間大范圍內(nèi)變動。在短路情況下,電流互感器還需變換比額定電流大數(shù)倍甚至數(shù)十倍的短路電流。一次電流在很大范圍內(nèi)變化時,互感器仍要保持測量所需的準確度。 C、電流互感器的結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足熱穩(wěn)定和電動穩(wěn)定的要求。由于電流互感器是串聯(lián)在一次系統(tǒng)的電路中,當電網(wǎng)發(fā)生短路時,短路電流要通過

20、相應(yīng)電流互感器的一次繞組,因此,電流互感器的結(jié)構(gòu)應(yīng)能滿足熱穩(wěn)定和電動穩(wěn)定的要求。 銘牌數(shù)據(jù)意義：A、額定電壓：電流互感器一般只標額定電壓,即一次繞組所接線路的線電壓,與電壓互感器的額定一次電壓相同。因此它不是一次繞組的端電壓,而是指一次繞組對二次繞組和地的絕緣水平,只說明電流互感器的絕緣強度而與容量無關(guān)。 B、額定一次電流和二次電流：額定一次電流是決定互感器誤差和溫升的一個參數(shù),它取決于系統(tǒng)的額定電流,通常系統(tǒng)中常見到的有200、300、600、1200、1500A等。額定二次電流則是一個標準電流一般為5A或1A它取決于二次設(shè)備的標準化。 l容式CT/套管利用電容分壓原理調(diào)整電場,使導(dǎo)電管的徑

21、向和軸向電場分布更均勻,保證了設(shè)備的局部放電量很低,從而具有耐壓高、體積小及性能好等優(yōu)點,目前,在110kV及以上電壓等級的設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)用。電容式CT/套管的末屏通過小套管引出,便于測量介質(zhì)損耗因數(shù)和電容量C、變比：額定電流比指額定一次電流與二次電流之比,一般不以其比值表示,而寫成比式。 如：200/5 2400/5 100/5 2200/5 D、額定負荷：額定負荷系指電流互感器二次所接電氣儀表、儀器或繼電保護及自動裝置、連接導(dǎo)線等的總阻抗,其值是變化的,所以規(guī)定有額定負荷。國家標準和IEC規(guī)定額定負荷均以VA(伏安)為單位。E、誤差限值和準確級：電流互感器符合變壓器原理,由此可知,當一

22、、二次電流變化時,也由于其勵磁電流的大小、負荷大小及其性質(zhì)的不同,二次電流乘以電流比總是與一次電流有差值，若采用百分數(shù)表示,則稱為電流誤差。誤差隨著一次電流的增加而增加，當二次負載阻抗增加時，誤差也隨之增大。7、電流互感器運行與操作規(guī)定 電流互感器的負荷電流對獨立式電流互感器應(yīng)不超過其額定值的110%,對套管式電流互感器,應(yīng)不超過其額定值的120%(宜不超過110%),如長時間過負荷,會使測量誤差加大和使繞組過熱或損壞。 電流互感器在運行時,它的二次回路始終是閉合的,因其二次負荷電阻的數(shù)值比較小,接近于短路狀態(tài)。電流互感器的二次繞組在運行中不允許造成開路,因為出現(xiàn)開路時,在二次繞組中會感應(yīng)出一

23、個很大的電動勢,這個電動勢可達數(shù)千伏,因此,無論對工作人員還是對二次回路的絕緣都是很危險的,在運行中要格外當心。 油浸式電流互感器應(yīng)裝設(shè)金屬膨脹器或微正壓裝置,以監(jiān)視油位和使絕緣油免受空氣中的水分和雜質(zhì)影響(現(xiàn)在已改進為金屬膨脹器式全密封結(jié)構(gòu))。 電流互感器的二次繞組至少應(yīng)有一個端子可靠接地,它屬于保護接地。為了防止二次回路多點接地造成繼電保護拒動作,對電流差動保護等每套保護只允許有一點接地,接地點一般設(shè)在保護屏上。 電流互感器與電壓互感器的二次回路不允許互相連接。因為,電壓互感器二次回路是高阻抗回路,電流互感器二次回路是低阻抗回路。如果接于電壓互感器二次,會造成電壓互感器短路；如果電壓回路接

24、于電流互感器的二次,會使電流互感器近似開路。這樣是極不安全的。 在運行中,電流互感器如有開路現(xiàn)象,會引起電流儀表、繼電保護的不正確動作(或指示)。運行人員在檢查中如聽到電流互感器有異聲,應(yīng)迅速進行檢查判斷。如二次端子有放電火花聲,此時應(yīng)先匯報領(lǐng)導(dǎo),停用有關(guān)保護，將一次電流減少或降到零,在做好安全措施后,將松開的端子接上,或?qū)⒍芜B接片接通。如電流互感器嗡嗡聲消失,則說明故障已排除,電流互感器二次回路正常。如檢查發(fā)現(xiàn)互感器有焦味或冒煙等情況,則應(yīng)匯報調(diào)度,立即拉開該電流互感器的斷路器,進行隔離處理。l1、嚴禁將電流互感器二次側(cè)開路l2、短路電流互感器二次繞組,必須使用短路片或短路線,短路應(yīng)妥善可靠,嚴禁用導(dǎo)線纏繞l3、嚴禁在電流互感器與短路端子之間的回路和導(dǎo)線上進行任何工作l4、工作認真謹慎,不得將回路的永久接地點斷開l5、工作時,必須有專人監(jiān)護,使用絕緣工具,并站在絕緣墊上.lLB6-110W2-2400/5 40KA（110kv戶外） LZZBJ9-10 100/5A（中性點）lLB6-35W-21000/5A LB6-35W-2400/5A LB6-35W-2100/5A（35kv戶外） l電流互感器的一次線圈串聯(lián)接入被測電路，二次線圈與測量儀表連接，一二次線圈極性應(yīng)正確l電流互感器二次線圈和鐵芯均應(yīng)可靠接地l二次側(cè)的負載阻抗不得大于電流互感器的額定負載阻