第二、三、四節(jié)互感器

1、n電流互感器的作用電流互感器的作用1）將電氣一次回路的大電流變?yōu)槎位芈窐藴实男。㈦姎庖淮位芈返拇箅娏髯優(yōu)槎位芈窐藴实男‰娏鳎娏鳎?A或或1A），），供電給測量儀表和保護裝置繼供電給測量儀表和保護裝置繼電器的電流線圈，使測量儀表和繼電器標準化、電器的電流線圈，使測量儀表和繼電器標準化、小型化、結(jié)構(gòu)輕巧、價格便宜和便于屋內(nèi)安裝。小型化、結(jié)構(gòu)輕巧、價格便宜和便于屋內(nèi)安裝。2）使電氣二次設備與一次高壓部分隔離，）使電氣二次設備與一次高壓部分隔離，并且互感并且互感器的二次側(cè)均有一端可靠接地，從而保證二次設器的二次側(cè)均有一端可靠接地，從而保證二次設備和人身安全。備和人身安全。 （文字、圖形符號）（

2、文字、圖形符號）第二節(jié)第二節(jié) 電流互感器電流互感器電流互感器特點：電流互感器特點：1）的一次繞組串聯(lián)于電氣一次電路中，且匝的一次繞組串聯(lián)于電氣一次電路中，且匝數(shù)很小，流過一次繞組的電流僅由被測電路的負數(shù)很小，流過一次繞組的電流僅由被測電路的負荷電流決定，與二次繞組中的電流大小無關(guān)。荷電流決定，與二次繞組中的電流大小無關(guān)。2）的二次繞組匝數(shù)較多，二次負載的電流線的二次繞組匝數(shù)較多，二次負載的電流線圈相互串聯(lián)后接于二次繞組的兩端。圈相互串聯(lián)后接于二次繞組的兩端。3）由于二次負載電流線圈的阻抗都非常小，所以由于二次負載電流線圈的阻抗都非常小，所以正常情況下，二次側(cè)接近于短路狀態(tài)運行，正常情況下，二次

3、側(cè)接近于短路狀態(tài)運行，不允許開路不允許開路。二、電流互感器的誤差二、電流互感器的誤差n（1）電流互感器）電流互感器結(jié)構(gòu)參數(shù)結(jié)構(gòu)參數(shù)對誤差的影響對誤差的影響nI0 （Z0） 、 Z2n鐵芯的平均長度、鐵芯的截面；二次繞組的內(nèi)鐵芯的平均長度、鐵芯的截面；二次繞組的內(nèi)阻抗、二次繞組匝數(shù)的平方阻抗、二次繞組匝數(shù)的平方（2）電流互感器）電流互感器運行參數(shù)運行參數(shù)對誤差的影響對誤差的影響n1）I1 2）Z2f、 2cos（3）電流互感器二次繞組開路）電流互感器二次繞組開路n由于二次繞組開路會造成鐵心飽和，造成：由于二次繞組開路會造成鐵心飽和，造成：n1）在二次繞組中感生高達幾千伏的尖峰電勢，危及設備和運行

4、人員的安全；n2）由于磁感應強度劇增，引起鐵芯和繞組過熱；n3）會在鐵心中產(chǎn)生剩磁，使互感器特性變壞。n因此:誤差特性誤差特性（4）電流互感器的誤差特性與誤差的改善）電流互感器的誤差特性與誤差的改善誤差的改善誤差的改善3.）減小二次負載電阻。減小二次負載電阻。三電流互感器的準確級和額定容量三電流互感器的準確級和額定容量n電流互感器的準確級次電流互感器的準確級次n 電流互感器的準確級是指在規(guī)定的二次負荷范圍內(nèi)，一次電電流互感器的準確級是指在規(guī)定的二次負荷范圍內(nèi)，一次電流為額定值時的最大電流誤差百分數(shù)。根據(jù)用途的不同，可分流為額定值時的最大電流誤差百分數(shù)。根據(jù)用途的不同，可分為測量級和保護級。為測

5、量級和保護級。n（2）保護級）保護級 舊型號：B、C、D等，在短路情況下，保護級的電流誤差|fi|不應大于10%，這要通過電流互感器的10%誤差曲線來保證。n新型號：靜態(tài)保護級（5P、10P）n 暫態(tài)保護級（ TPX、 TPY 、TPZ ）用于高壓、超高壓系統(tǒng)快速繼電保護2 電流互感器的額定容量電流互感器的額定容量 電流互感器的額定容量是指在額定二次電流和額定二次負電流互感器的額定容量是指在額定二次電流和額定二次負荷阻抗下運行時，二次繞組所輸出的容量。荷阻抗下運行時，二次繞組所輸出的容量。2222NNNZIS因電流互感器的誤差與二次負荷有關(guān)，所以同一臺電流互感因電流互感器的誤差與二次負荷有關(guān)，

6、所以同一臺電流互感器在不同的準確級次時，具有不同的額定容量。器在不同的準確級次時，具有不同的額定容量。對同一臺電流互感器來說，由于誤差隨二次負荷阻抗變化，電流互感器所接二次負荷阻對同一臺電流互感器來說，由于誤差隨二次負荷阻抗變化，電流互感器所接二次負荷阻抗不同時，誤差（測量精度）也不同。為了使用戶知道所接二次負荷抗不同時，誤差（測量精度）也不同。為了使用戶知道所接二次負荷( (阻抗阻抗) )下的誤差下的誤差( (準確級準確級) ) ，對老式互感器廠家一般給出幾個不同準確級，對老式互感器廠家一般給出幾個不同準確級( (誤差誤差) )下的額定二次負荷阻抗下的額定二次負荷阻抗供用戶比對。供用戶比對。

7、例如，例如，LMZ1LMZ110103000/53000/5型電流互感器在型電流互感器在0.50.5級工作時，級工作時，Z ZN2N21.61.6（40VA40VA）；在）；在1 1級工作時，級工作時，Z ZN2N22.42.4（60VA60VA），）， 當當Z Z2L 2L Z ZN2N2時，時，TATA的準確級將下降。的準確級將下降。 Z Z2L =1.52L =1.5時為時為0.50.5級，級， Z Z2L =1.72L =1.7時為時為1 1級，級，Z Z2L =2.52L =2.5時誤差大于時誤差大于1 1級。級。四四. 電流互感器的分類與結(jié)構(gòu)電流互感器的分類與結(jié)構(gòu)n1.分類分類n（

8、1）按安裝地點分類）按安裝地點分類 屋內(nèi)和屋外屋內(nèi)和屋外n（2）按安裝方式分類）按安裝方式分類 支持、穿墻、裝入支持、穿墻、裝入n（3）按一次繞組匝數(shù)）按一次繞組匝數(shù) 單匝、復匝單匝、復匝n（4）按絕緣）按絕緣 干式、澆注干式、澆注、油浸、氣體油浸、氣體n 屋內(nèi)屋內(nèi) 屋外屋外n2.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)油浸式電流互感器n電壓互感器的作用：電壓互感器的作用：1）將電氣一次回路的高電壓變?yōu)槎位芈窐藴实膶㈦姎庖淮位芈返母唠妷鹤優(yōu)槎位芈窐藴实牡碗妷海ǖ碗妷海?00V或或100/ V），供電給測量儀表），供電給測量儀表和保護裝置繼電器的電壓線圈，使測量儀表和和保護裝置繼電器的電壓線圈，使測量儀表和繼電器標準化、小

9、型化、結(jié)構(gòu)輕巧、價格便宜繼電器標準化、小型化、結(jié)構(gòu)輕巧、價格便宜和便于屋內(nèi)安裝。和便于屋內(nèi)安裝。2）使電氣二次設備與一次高壓部分隔離，并且互使電氣二次設備與一次高壓部分隔離，并且互感器的二次側(cè)均接地，從而保證二次設備和人感器的二次側(cè)均接地，從而保證二次設備和人身安全。身安全。3第三節(jié)電壓互感器第三節(jié)電壓互感器一電磁式電壓互感器一電磁式電壓互感器n（1）電磁式電壓互感器的特點：）電磁式電壓互感器的特點：1）電壓互感器）電壓互感器一次繞組匝數(shù)很多，與被測電路并一次繞組匝數(shù)很多，與被測電路并聯(lián)聯(lián)，類似于一臺小容量的降壓變壓器，額定容，類似于一臺小容量的降壓變壓器，額定容量只有幾十伏安到數(shù)百伏安，但結(jié)

10、構(gòu)上有較高量只有幾十伏安到數(shù)百伏安，但結(jié)構(gòu)上有較高的安全系數(shù)。的安全系數(shù)。2）二次二次側(cè)所接測量儀表和繼電器的電壓側(cè)所接測量儀表和繼電器的電壓線圈阻抗線圈阻抗很大很大，正常運行時接近于，正常運行時接近于開路狀態(tài)開路狀態(tài)。（2）電壓互感器的額定變壓比）電壓互感器的額定變壓比2. 電壓互感器的誤差電壓互感器的誤差電壓誤差、相位誤差電壓誤差、相位誤差3.電壓互感器的誤差特性及誤差補償方法電壓互感器的誤差特性及誤差補償方法電壓互感器的誤差特性電壓互感器的誤差特性4.電壓互感器電壓互感器TV的準確級次的準確級次5. 電壓互感器的額定容量電壓互感器的額定容量 電壓互感器的額定容量是指在規(guī)定的最高準確級下所

11、電壓互感器的額定容量是指在規(guī)定的最高準確級下所對應的二次容量。對應的二次容量。 同一臺電壓互感器是否具有唯一的額定容量？同一臺電壓互感器是否具有唯一的額定容量？ 何時具有最大容量？（何時具有最大容量？（對誤差要求不高時）6. 電壓互感器的分類電壓互感器的分類7. 電壓互感器的結(jié)構(gòu)電壓互感器的結(jié)構(gòu)（1）三相式結(jié)構(gòu)）三相式結(jié)構(gòu) 僅用于僅用于20kV及以下電壓等級及以下電壓等級n三相三柱式中性點不能接地，不能測相對地電壓；三相三柱式中性點不能接地，不能測相對地電壓；n三相五柱式可以三相五柱式可以n普通式雙繞組結(jié)構(gòu)普通式雙繞組結(jié)構(gòu)（2）單相式結(jié)構(gòu)：）單相式結(jié)構(gòu)：普通式（普通式（35kV及以下）和串級式

12、（和串級式（110kV及以上）普通式三繞組結(jié)構(gòu)普通式三繞組結(jié)構(gòu)n串級式三繞組結(jié)構(gòu)串級式三繞組結(jié)構(gòu)1鐵心2一次繞組3平衡繞組4連耦繞組5二次繞組6輔助二次繞組2022-6-22二、電容式電壓互感器二、電容式電壓互感器隨著電力系統(tǒng)電壓等級的增高，電磁式電壓互感器的體積越來隨著電力系統(tǒng)電壓等級的增高，電磁式電壓互感器的體積越來越大，成本隨之增加。因此，產(chǎn)生了電容式電壓互感器越大，成本隨之增加。因此，產(chǎn)生了電容式電壓互感器(CVT，capacitive voltage transformer)，電壓等級在，電壓等級在110kV及以上。電及以上。電容式電壓互感器還可兼作載波通信系統(tǒng)的耦合電容器，其原理容

13、式電壓互感器還可兼作載波通信系統(tǒng)的耦合電容器，其原理接線圖如圖接線圖如圖2-25所示。所示。2022-6-22(1)工作原理工作原理電容式電壓互感器實質(zhì)上是一個電容分壓器，被測電壓電容式電壓互感器實質(zhì)上是一個電容分壓器，被測電壓U1加到加到高壓電容高壓電容C1和中壓電容和中壓電容C2上，根據(jù)電容串聯(lián)分壓原理上，根據(jù)電容串聯(lián)分壓原理(按電容量按電容量反比分壓反比分壓)，得，得112112kUUCCCUC式中式中 k 分壓比，且分壓比，且k = C1/(C1+C2)； UC2與一次電壓與一次電壓U1成正比例變化，故可測量出相對地電壓。成正比例變化，故可測量出相對地電壓。 (2)電容式電壓互感器的誤

14、差及其減小誤差的措施電容式電壓互感器的誤差及其減小誤差的措施1)減小分壓器的輸出電流，可減小誤差，故將負載經(jīng)中間變壓減小分壓器的輸出電流，可減小誤差，故將負載經(jīng)中間變壓器器T (阻抗變換阻抗變換)與電容分壓器相連接。與電容分壓器相連接。 當當C 2兩端兩端(即圖中即圖中a、b兩點之間兩點之間,L1很小很小)與負載接通時，電與負載接通時，電流流過電容流流過電容C 1和和 C 2的阻抗而產(chǎn)生電壓降，引起電容式電壓互的阻抗而產(chǎn)生電壓降，引起電容式電壓互感器的電壓誤差和相位誤差。感器的電壓誤差和相位誤差。2022-6-222)為了減小為了減小Zi，在，在b點右側(cè)接入一個補償電抗點右側(cè)接入一個補償電抗L

15、，這時，在中間，這時，在中間變壓器變壓器T向電源看，電源內(nèi)阻抗變?yōu)橄螂娫纯?，電源?nèi)阻抗變?yōu)?(121CCjLjZi由于由于L1的阻抗很小，略去不計，當?shù)淖杩购苄。匀ゲ挥?，?(121CCL時，時，Zi0，即輸出電壓與負載大小無關(guān)。但實際上由于電容器，即輸出電壓與負載大小無關(guān)。但實際上由于電容器有損耗，電抗器也有電阻，不可能使內(nèi)阻抗為零，因此還會有有損耗，電抗器也有電阻，不可能使內(nèi)阻抗為零，因此還會有誤差產(chǎn)生，其誤差大小除受誤差產(chǎn)生，其誤差大小除受U1、Z2L和和cos2影響外，還與系統(tǒng)頻影響外，還與系統(tǒng)頻率有關(guān)，所以系統(tǒng)頻率應保持在率有關(guān)，所以系統(tǒng)頻率應保持在(500.5)Hz范圍內(nèi)。范圍內(nèi)

16、。 2022-6-22(3) 放電間隙放電間隙F的作用的作用 當電壓互感器二次側(cè)發(fā)生短路時，短當電壓互感器二次側(cè)發(fā)生短路時，短路電流可達額定電流的數(shù)十倍，此電流將產(chǎn)生很高的過電壓路電流可達額定電流的數(shù)十倍，此電流將產(chǎn)生很高的過電壓，為防止由于二次側(cè)短路造成的電壓升高而擊穿補償電抗器線圈為防止由于二次側(cè)短路造成的電壓升高而擊穿補償電抗器線圈，在在補償電抗補償電抗L兩端兩端并聯(lián)有放電間隙并聯(lián)有放電間隙F（一般用（一般用保護球隙或保護球隙或避雷避雷器）。器）。(4)防止產(chǎn)生某次諧波鐵磁諧振的措施防止產(chǎn)生某次諧波鐵磁諧振的措施 由于電容式電壓互感由于電容式電壓互感器是由電容器是由電容( (C 1、C

17、2) )和非線性電和非線性電感感元件構(gòu)成元件構(gòu)成 (中間變壓器、補中間變壓器、補償電抗器償電抗器)，在一次突然合閘或二次短路又突然消除，在一次突然合閘或二次短路又突然消除時，由于非時，由于非線性電抗的飽和，可能激發(fā)產(chǎn)生線性電抗的飽和，可能激發(fā)產(chǎn)生內(nèi)部分次內(nèi)部分次(1/3次次)諧波鐵磁諧振諧波鐵磁諧振過電壓，危及過電壓，危及CVT本身的安全，影響二次測量、保護的正常工本身的安全，影響二次測量、保護的正常工作，作，為了抑制諧波的產(chǎn)生，在輔助二次繞組為了抑制諧波的產(chǎn)生，在輔助二次繞組( (剩余電壓繞組剩余電壓繞組) )中中并聯(lián)一個諧振阻尼器并聯(lián)一個諧振阻尼器ZD ( (由一個電感與一個電容并聯(lián)后與一

18、個由一個電感與一個電容并聯(lián)后與一個阻尼電阻串聯(lián)構(gòu)成阻尼電阻串聯(lián)構(gòu)成) ) ，阻尼電阻上流過諧振電流，能在短時內(nèi)將，阻尼電阻上流過諧振電流，能在短時內(nèi)將諧振能量消除諧振能量消除。諧振阻尼器有經(jīng)常接入和諧振時自動接入兩種。諧振阻尼器有經(jīng)常接入和諧振時自動接入兩種方式。方式。 2022-6-22(5)(5)載波附件載波附件( (用于電力載波通訊時選帶載波附件的用于電力載波通訊時選帶載波附件的CVT)排流線圈排流線圈L1的工頻阻抗很小，一般小于的工頻阻抗很小，一般小于10，作用是使電容分，作用是使電容分壓器的工頻電容電流入地，限制電容分壓器低壓端電位（約壓器的工頻電容電流入地，限制電容分壓器低壓端電位

19、（約5V左右），保證了設備和人員的人身安全。保護間隙左右），保證了設備和人員的人身安全。保護間隙P可抑制電容可抑制電容分壓器低壓端產(chǎn)生的沖擊過電壓。接地刀閘分壓器低壓端產(chǎn)生的沖擊過電壓。接地刀閘K在檢修結(jié)合濾波器在檢修結(jié)合濾波器時將電容分壓器低壓端接地便于結(jié)合濾波器的帶電檢修。時將電容分壓器低壓端接地便于結(jié)合濾波器的帶電檢修。 2022-6-22三、電壓互感器的接線方式三、電壓互感器的接線方式a)、b)一臺單相式電壓互感器接線一臺單相式電壓互感器接線 c)兩臺單相雙繞組電壓互感器兩臺單相雙繞組電壓互感器V-V接線接線 d)d)三臺單相三繞組電壓互感器（或一臺三相五柱式電壓互感器）接線三臺單相三

20、繞組電壓互感器（或一臺三相五柱式電壓互感器）接線 e)電容式電壓互感器接線電容式電壓互感器接線2022-6-22 三臺單相式電壓互感器構(gòu)成的完全星形接線方式三臺單相式電壓互感器構(gòu)成的完全星形接線方式 如圖如圖2-26d所示，在所示，在3220kV系統(tǒng)中得到廣泛應用，由于其系統(tǒng)中得到廣泛應用，由于其一次和二次側(cè)中性點均接地，故可以用來測量相間電壓和相對一次和二次側(cè)中性點均接地，故可以用來測量相間電壓和相對地電壓。地電壓。 一臺單相式電壓互感器接線方式一臺單相式電壓互感器接線方式 圖圖2-26a是由一臺單相電壓互感器測量相對地電壓，這種接是由一臺單相電壓互感器測量相對地電壓，這種接線適用于線適用于

21、110220kV中性點直接接地系統(tǒng)中，中性點直接接地系統(tǒng)中，其額定一次電壓其額定一次電壓UN1=UNS/ 。其。其UN2=100V。 圖圖2-26b是由一臺單相電壓互感器測量相間電壓，適用于是由一臺單相電壓互感器測量相間電壓，適用于335kV中性點不接地系統(tǒng)中。其額定一次電壓中性點不接地系統(tǒng)中。其額定一次電壓UN1為所接電網(wǎng)為所接電網(wǎng)的額定電壓的額定電壓UNS。其額定二次電壓。其額定二次電壓UN2=100V。3 兩臺單相式電壓互感器不完全星形兩臺單相式電壓互感器不完全星形(即即VV)接線方式接線方式 如圖如圖2-26c所示，兩臺單相電壓互感器分別接于母線的所示，兩臺單相電壓互感器分別接于母線的

22、A相相B相和相和B相相C相之間，用來測量相間電壓，這種接線常用相之間，用來測量相間電壓，這種接線常用于于320kV小電流接地系統(tǒng)中。其額定一次電壓小電流接地系統(tǒng)中。其額定一次電壓UN1為所接系統(tǒng)為所接系統(tǒng)母線的額定電壓母線的額定電壓UNS，即，即UN1=UNS。其額定二次電壓。其額定二次電壓UN2=100V。 2022-6-22單相金屬性接地時單相金屬性接地時(例如例如A相相)：B、C相相電壓上升為線電壓，開口三角電壓為：電壓上升為線電壓，開口三角電壓為： 二次繞組的額定電壓二次繞組的額定電壓UN2=100/ V。3 輔助二次繞組（開口三角形接線）用于輔助二次繞組（開口三角形接線）用于小電流接

23、地系統(tǒng)的絕緣監(jiān)察裝置時，小電流接地系統(tǒng)的絕緣監(jiān)察裝置時，每相每相輔助二次繞組的額定電壓為輔助二次繞組的額定電壓為100/3V。若每相輔助二次繞組的額定電壓為若每相輔助二次繞組的額定電壓為100/3V，則單相金屬性接地，則單相金屬性接地時，開口三角兩端之間電壓為時，開口三角兩端之間電壓為100V。正常運行時正常運行時：開口三角兩端之間電壓為：開口三角兩端之間電壓為： 其額定一次電壓其額定一次電壓UN1 =UNS / 。3V0cbaxdad,UUUUV100330cos3230cos2xdad,bbbcbcbaUUUUUUUUUoo2022-6-22單相金屬性接地時單相金屬性接地時(例如例如A相相

24、)：B、C相相電壓上升為線電壓，開口三角電壓為：電壓上升為線電壓，開口三角電壓為： 二次繞組的額定電壓二次繞組的額定電壓UN2=100/ V。3 輔助二次繞組（開口三角形接線）用于輔助二次繞組（開口三角形接線）用于小電流接地系統(tǒng)的絕緣監(jiān)察裝置時，小電流接地系統(tǒng)的絕緣監(jiān)察裝置時，每相每相輔助二次繞組的額定電壓為輔助二次繞組的額定電壓為100/3V。若每相輔助二次繞組的額定電壓為若每相輔助二次繞組的額定電壓為100/3V，則單相金屬性接地，則單相金屬性接地時，開口三角兩端之間電壓為時，開口三角兩端之間電壓為100V。正常運行時正常運行時：開口三角兩端之間電壓為：開口三角兩端之間電壓為： 其額定一次電壓其額定一次電壓UN1 =UNS / 。3V0cbaxdad,UUUUV100330cos3230cos2xdad,bbbcbcbaUUUUUUUUUoo2022-6-22 輔助二次繞組（開口三角形接線）用于大電流接地系統(tǒng)的接輔助二次繞組（開口三角形接線）用于大電流接地系統(tǒng)的接地保護時，地保護時，每相輔助二次繞組的額定電壓為每相輔助二次繞組的額定電壓為100V。正常運行。正常運行時，開口三角兩端之間電壓為時，開口三角兩端之間電壓為0V；單相金屬性接地時，開口；單相金屬性接地時，開口三角兩端之間電壓為三角兩端之間電壓為100V。 V0cbaxdad,UUUUV100