電氣工程基礎(chǔ)章

1、電力工程基礎(chǔ)合肥工業(yè)大學(xué) 電氣與自動化工程學(xué)院第二章 電氣設(shè)備的原理與功能內(nèi)容提要：2.1 概述2.2 同步發(fā)電機2.3 電力變壓器2.4 電動機2.5 高壓斷路器2.6 互感器合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動化工程學(xué)院發(fā)電機升壓變輸電線路降壓變用電設(shè)備水庫水輪機第二章 電氣設(shè)備的原理與功能2.1 概述一、發(fā)電廠和變電站的作用合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動化工程學(xué)院二、電氣設(shè)備的粗分類第二章 電氣設(shè)備的原理與功能2.1 概述一、發(fā)電廠和變電站的作用合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動化工程學(xué)院二、電氣設(shè)備的粗分類3、電氣設(shè)備的細分類（見書本）生產(chǎn)、輸送和分配電能；根據(jù)電力負荷的變化啟停機組、調(diào)整運行方式和運行參數(shù)

2、；根據(jù)電力系統(tǒng)要求投切線路；監(jiān)視主要設(shè)備的工作狀態(tài)；對主要設(shè)備進行定期的檢修和維護；迅速消除故障，盡量減小故障的影響。一次設(shè)備：直接生產(chǎn)和輸送電能的設(shè)備。如發(fā)電機、變壓器、開關(guān)電器、載流導(dǎo)體、避雷器、互感器等。二次設(shè)備：對一次設(shè)備進行測量、監(jiān)視和操作的設(shè)備。如繼電器、儀表、自動裝置等。2.2 同步發(fā)電機一、發(fā)電機的基本結(jié)構(gòu)合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動化工程學(xué)院二、發(fā)電機工作原理三、同步發(fā)電機的額定運行方式四、發(fā)電機勵磁系統(tǒng)2.2 同步發(fā)電機一、發(fā)電機的基本結(jié)構(gòu)合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動化工程學(xué)院臥式（一般為汽輪發(fā)電機）立式（一般為水輪發(fā)電機）二、發(fā)電機工作原理蒸汽熱能（火電廠）水能（水電廠）汽輪

3、機或水輪機帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組通有直流電流，在空間中形成磁場在空間中形成一個旋轉(zhuǎn)的磁場變化的磁力線切割定子線圈定子線圈中有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生，形成發(fā)電機的端電壓發(fā)電機發(fā)電的過程就是將原動機轉(zhuǎn)軸上的動能通過發(fā)電機轉(zhuǎn)子與定子間的磁場耦合作用，在定子繞組上變成電能的過程。三、同步發(fā)電機的額定運行方式合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動化工程學(xué)院1、發(fā)電機的額定值發(fā)電機的額定容量是指在額定電壓、額定頻率、額定功率因數(shù)和額定冷卻介質(zhì)溫度等條件下，發(fā)電機所能長期連續(xù)發(fā)出的最大功率。3、同步發(fā)電機的非正常工作狀態(tài)2、發(fā)電機帶負荷運行與負荷調(diào)整運行當(dāng)發(fā)電機啟動后的轉(zhuǎn)速和電壓接近電力系統(tǒng)值時，依靠自動準(zhǔn)同期并列裝

4、置可以將發(fā)電機并入大電網(wǎng)。并列后再使發(fā)電機帶負荷運行。有功負荷的調(diào)整是通過汽輪機的調(diào)速器進行的，即調(diào)整汽輪機的進汽量的大小。無功功率和電壓的調(diào)整是通過改變發(fā)電機勵磁電流的大小來實現(xiàn)的。發(fā)電機過負荷運行、異步運行、不對稱運行等。一般表現(xiàn)為溫度升高。2.2 同步發(fā)電機額定運行方式：發(fā)電機按照制造廠商銘牌規(guī)定數(shù)據(jù)運行的方式。四、發(fā)電機勵磁系統(tǒng)產(chǎn)生可調(diào)磁場的直流勵磁電流稱為發(fā)電機的勵磁電流，為發(fā)電機提供可調(diào)節(jié)勵磁電流的設(shè)備，構(gòu)成發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)。勵磁功率單元（提供直流勵磁功率）勵磁調(diào)節(jié)器（自動調(diào)節(jié)勵磁電流大小）2.2 同步發(fā)電機2.3 電力變壓器合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動化工程學(xué)院一、變壓器的結(jié)構(gòu)形式

5、和分類二、變壓器工作原理三、變壓器的額定值四、變壓器的過負荷能力五、自耦變壓器2.3 電力變壓器合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動化工程學(xué)院電力變壓器定義：利用電磁感應(yīng)原理把一種電壓等級交流電能轉(zhuǎn)換成相同頻率的另一電壓等級的交流電能的靜止電氣設(shè)備。一、變壓器的結(jié)構(gòu)形式和分類結(jié)構(gòu)形式：心式 線圈包圍鐵心殼式 鐵心包圍線圈分類：用途：電力變壓器、互感器、和特殊用途變壓器相數(shù)：單相變壓器和三相變壓器繞組：兩繞組變壓器、三繞組變壓器和自耦變壓器冷卻介質(zhì)：油浸式變壓器、干式變壓器和水冷式變壓器2.3 電力變壓器合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動化工程學(xué)院二、變壓器工作原理空載運行：負載運行：電流關(guān)系：電壓關(guān)系：阻抗變換

6、：2.3 電力變壓器合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動化工程學(xué)院三、變壓器的額定值額定容量 額定電壓、頻率下，額定電流輸出，溫升不超過極限值時的變壓器容量；額定電壓 根據(jù)變壓器絕緣強度、鐵心飽和限制和允許溫升所規(guī)定的一次側(cè)電壓值；額定電流 根據(jù)額定電壓和額定容量計算出的電流；阻抗電壓 短路阻抗與一次側(cè)額定電流乘積；如何測量？短路損耗 二次繞組短接時變壓器所吸取有功功率；空載損耗 空載實驗變壓器所吸取有功功率；空載電流百分值 空載試驗變壓器所流入電流的三相算術(shù)平均值；鏈接組號 代表變壓器各相繞組的連接法和相位關(guān)系的符號。2.3 電力變壓器合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動化工程學(xué)院四、變壓器的過負荷能力定義：在

7、較短時間內(nèi)所能輸出的功率。分類：正常情況過負荷能力和事故情況下過負荷能力。五、自耦變壓器一次繞組和二次繞組之間有電的聯(lián)系，二次繞組是一次繞組的一部分。合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動化工程學(xué)院2.4 電動機電機是完成機械能和電能相互轉(zhuǎn)化的機械，其中將機械能轉(zhuǎn)化為電能的稱為發(fā)電機，而將電能轉(zhuǎn)化為機械能的成為電動機。2.5 高壓斷路器合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動化工程學(xué)院一、工作原理二、斷路器的基本技術(shù)數(shù)據(jù)三、斷路器的型號含義四、斷路器的類型2.5 高壓斷路器合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動化工程學(xué)院一、工作原理電力系統(tǒng)中最重要的開關(guān)電器，其作用主要是投切線路或設(shè)備；快速切除故障。斷路器最關(guān)鍵的問題是如何熄滅在

8、開斷電路時形成的電弧。電弧怎么形成的？電弧使電路不能斷開；高溫?zé)龤в|頭；使周圍空氣膨脹形成爆炸力。2.5 高壓斷路器合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動化工程學(xué)院一、工作原理電弧產(chǎn)生的過程：觸頭剛剛分離時間隙很小強電場發(fā)射電子形成電弧電弧使陰極出現(xiàn)炙熱點陰極表面出現(xiàn)熱電子發(fā)射碰撞游離使觸頭間充滿電子和離子電子速度高時撞擊中性質(zhì)點弧隙溫度高氣體熱運動速度增加金屬蒸氣發(fā)生熱游離維持電弧電弧的游離過程電弧怎么形成的？電弧怎么熄滅？正負離子互相中和形成復(fù)合去游離帶電質(zhì)子從電弧內(nèi)部逸出形成擴散去游離電弧的去游離過程2.5 高壓斷路器合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動化工程學(xué)院一、工作原理電力系統(tǒng)中最重要的開關(guān)電器，其作用

9、主要是投切線路或設(shè)備；快速切除故障。斷路器開斷交流電：電弧的游離過程電弧的去游離過程交流電弧過零后是否重燃，取決于弧隙中游離過程和去游離過程的競爭結(jié)果。電流過零時若弧隙介質(zhì)的能力達到不會被弧隙外施電壓擊穿的程度，電弧熄滅電弧熄滅后弧隙介質(zhì)強度的恢復(fù)過程以耐受電壓表示，與結(jié)構(gòu)和滅弧介質(zhì)有關(guān)常用介質(zhì)：油、空氣、真空、六氟化硫合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動化工程學(xué)院一、工作原理迅速拉長電弧利用液體或氣體進行吹弧，分為橫吹和縱吹，使電弧拉長、冷卻。分自能式滅弧和外能式滅弧。吹弧工程上采用的熄滅交流電弧的方法：提高斷路器的分閘速度，采用多斷開結(jié)構(gòu)。采用真空設(shè)法降低觸頭間氣體的壓力，使碰撞游離的數(shù)量大為減少，

10、且恢復(fù)介質(zhì)絕緣強度的速度很快。提高弧隙介質(zhì)壓力斷路器觸頭兩端并聯(lián)小電阻，可抑制電弧燃燒及自然熄弧后恢復(fù)電壓的變化。在多斷口斷路器觸頭上并聯(lián)大電阻可使斷口之間電壓分布均勻?；∠恫⒙?lián)電阻有利于加強正負離子復(fù)合過程。2.5 高壓斷路器合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動化工程學(xué)院二、斷路器的基本技術(shù)數(shù)據(jù)1、額定電壓。指斷路器長期工作的標(biāo)準(zhǔn)電壓（線電壓）。它決定著斷路器的絕緣尺寸及熄弧條件?？稍?.11.15倍的系統(tǒng)額定電壓下正常工作。2、額定電流。指斷路器長時間允許通過的最大工作電流。它決定著斷路器的導(dǎo)電回路和幾何尺寸。3、額定開斷電流。指斷路器在額定電壓下能保證正常開斷的最大短路電流（即觸頭剛分離瞬間通過斷

11、路器的電流的有效值）。它是斷路器開斷能力的一個重要參數(shù)。以短路電流周期分量有效值表示，以kA為單位。它與斷路器的工作電壓有關(guān)，當(dāng)電壓低于額定電壓時，其值可以提高，但一般有其極限值，稱為極限開斷電流。我國目前斷路器的額定電壓有10kV、20kV、35kV、60kV、110kV、220kV、330kV和500kV。我國斷路器額定電流有200A、400A、600A、1250A、1600A、2000A、3150A、4000A、5000A、6300A、8000A、10000A、12500A、16000A、20000A等。2.5 高壓斷路器合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動化工程學(xué)院二、斷路器的基本技術(shù)數(shù)據(jù)4、短

12、路關(guān)合電流。指斷路器在額定電壓下，能可靠關(guān)合、開斷的最大短路電流稱為額定關(guān)合電流，它是表證斷路器滅弧能力、觸頭和操作機構(gòu)性能的重要參數(shù)之一。用于考核斷路器合閘于有潛伏性故障回路時的性能。5、熱穩(wěn)定電流。又稱短時耐受電流，指斷路器承受短路電流熱效應(yīng)的能力。我國規(guī)定4s內(nèi)所能承受的熱穩(wěn)定電流為額定熱穩(wěn)定電流。通常其值等于額定開斷電流。6、動穩(wěn)定電流。又稱極限通過電流，指斷路器承受短路電流電動力效應(yīng)的能力，指斷路器處于合閘位置時，允許通過的短路電流最大峰值，又稱峰值耐受電流，以短路電流的第一個半波峰值電流來表示。它決定著導(dǎo)電部分及支持絕緣子部分的機械強度，及觸頭的結(jié)構(gòu)形式。2.5 高壓斷路器合肥工業(yè)

13、大學(xué) .電氣與自動化工程學(xué)院二、斷路器的基本技術(shù)數(shù)據(jù)7、全開斷（分閘）時間。指斷路器從接到分閘命令瞬間到電弧完全熄滅為止的時間間隔。是用來表證斷路器開斷過程快慢的一種參數(shù)。其值等于斷路器固有分閘時間與熄弧時間之和。8、合閘時間。指斷路器從接到合閘命令瞬間到各相的觸點均接觸為止的時間間隔。電力系統(tǒng)對合閘時間一般要求不高，但希望穩(wěn)定。2.5 高壓斷路器9、額定斷流容量。綜合反映斷路器的開斷能力。對于一般斷路器，如未特別注明，當(dāng)使用電壓低于額定電壓時，其額定開斷電流不變，因而斷流容量就要相應(yīng)降低。10kV斷路器額定斷流容量為500MVA，當(dāng)使用電壓為6kV時，其斷流容量為多少？合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與

14、自動化工程學(xué)院三、斷路器的型號含義1、第一單元代表產(chǎn)品名稱，用字母表示。S-少油斷路器；D-多油斷路器；K-空氣斷路器L-六氟化硫斷路器；Z-真空斷路器；W-磁吹斷路器3、第三單元代表設(shè)計系列序號，用數(shù)字表示。2、第二單元代表安裝場所，用字母表示：N-戶內(nèi)式；W-戶外式。4、第四單元代表額定電壓（kV）。5、第五單元代表工作特性，用字母表示：G-改進型；F-分相操作。6、第六單元代表額定電流（A）。7、第七單元代表額定開斷電流（kA）。ZN28-10/1250-31.5型的QF2.5 高壓斷路器合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動化工程學(xué)院三、斷路器的型號含義ZN28-10/1250-31.5型的QF2

15、.5 高壓斷路器ZN28-10/1250-31.5型的QF斷路器的符號斷路器的額定開斷電流（kA）斷路器的額定電流（A）斷路器的額定電壓（kV）斷路器滅弧介質(zhì)斷路器安裝場所斷路器設(shè)計序號額定電壓為10kV、額定電流為1250A、額定開斷電流為31.5kA的28型戶內(nèi)式高壓真空斷路器。合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動化工程學(xué)院四、斷路器的類型1、油斷路器利用絕緣油作為滅弧介質(zhì)，分為多油式和少油式。其中多油式斷路器中的油既作滅弧介質(zhì)也作為絕緣介質(zhì)；而少油式斷路器中的油僅作滅弧介質(zhì)。2、真空斷路器利用真空的高介質(zhì)強度來熄滅電弧和作為絕緣。碰撞游離不是真空間隙擊穿產(chǎn)生電弧的主要因素。真空斷路器絕緣強度高，熄

16、弧能力強，燃弧時間短（0.01s，又稱半周波斷路器），壽命長，防火防爆，適合頻繁操作。在35kV以下的配電裝置中得到廣泛應(yīng)用。3、壓縮空氣斷路器利用壓縮空氣作為滅弧、絕緣和傳動介質(zhì)。比油斷路器的開斷能力強，開斷時間短，不易爆炸和著火，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，價格較高。切除近距離故障和小電感電流時，需要在斷路器的斷口并聯(lián)電阻。4、六氟化硫斷路器利用六氟化硫作為滅弧介質(zhì)。絕緣性能和滅弧性能強，電氣性能好，在高壓和超高壓系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動化工程學(xué)院四、斷路器的類型類別結(jié)構(gòu)特點技術(shù)性能特點運行維護特點及型號舉例油斷路器多油式以油作為滅弧介質(zhì)和絕緣介質(zhì)；觸頭系統(tǒng)及滅弧室安置在接地點油箱中；

17、結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，易于加裝單匝環(huán)形電流互感器及電容分壓裝置；耗鋼、耗油量大，體積大；屬自能式滅弧結(jié)構(gòu)。額定電流不易做得大；滅弧裝置簡單，滅弧能力差；開斷小電流時，燃弧時間較長；開斷電路速度較慢；油量多，有火災(zāi)的可能。只生產(chǎn)35kV電壓級產(chǎn)品。運行維護簡單；噪聲低，需配備一套油處理裝置。DW-35系列少油式油量少，油主要用作滅弧介質(zhì)，對地絕緣主要依靠固體介質(zhì)；結(jié)構(gòu)簡單，制造方便；可配用電磁操動機構(gòu)、液壓操動機構(gòu)或彈簧操動機構(gòu)；采用積木式結(jié)構(gòu)可制成各種電壓等級產(chǎn)品。開斷電流大，對35kV以下可采用加并聯(lián)回路以提高額定電流，35kV以上為積木式結(jié)構(gòu)；全開斷時間短。運行經(jīng)驗豐富，噪聲低；油量少，易劣

18、化，常需要檢修或換油，需要一套油處理裝置，不易頻繁操作。SN10-10系列等壓縮空氣斷路器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，工藝和材料要求高；以壓縮空氣作為滅弧介質(zhì)、操動介質(zhì)和弧隙絕緣介質(zhì)，操動機構(gòu)與斷路器何為一體，體積和重量比較小。額定電流和開斷電流都可做得較大；適于開斷大容量電路，動作快，開斷時間短。開斷時噪聲很大，維修周期長，無火災(zāi)危險；需要一套壓縮空氣裝置，價格較高。KW4-110330SF6斷路器利用SF6氣體作滅弧介質(zhì)；結(jié)構(gòu)簡單，但工藝和密封要求嚴(yán)格，對材料要求高；體積小、重量輕；有戶外敞開式及戶內(nèi)落地罐式之別，也用于GIS封閉式組合電器。額定電流和開斷電流都可做得很大；開斷性能好，可適于各種工況開斷；

19、SF6氣體滅弧、絕緣性能好；所以斷開電壓可做得較高。噪聲低，維護工作量??；不檢修間隔周期長；運行穩(wěn)定，安全可靠，壽命長，目前價格較高。LN2-10/600、LW-500真空斷路器體積小，重量輕；滅弧室工作及材料要求高；以真空作為絕緣和滅弧介質(zhì)；觸頭不易氧化?？蛇B續(xù)多次操作，開斷性能好，滅弧迅速、動作時間短；開斷電流及斷口電壓不能做的很高，目前主要生產(chǎn)35kV以下級。運行維護簡單，無火災(zāi)危險，噪聲低，可頻繁操作。ZN-10/600、ZN-35/12502.6 互感器合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動化工程學(xué)院一、電流互感器1、電流互感器工作原理及特性2、電流互感器的誤差3、電流互感器的準(zhǔn)確度等級及額定容

20、量4、電流互感器接線及分類二、電壓互感器1、電磁式電壓互感器2、電容式電壓互感器3、電壓互感器的接線與分類2.6 互感器合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動化工程學(xué)院一、電流互感器互感器的主要作用是把高電壓變換成低電壓、把大電流變換成小電流，以提供測量和繼電保護所需的信號，并使測量儀表和繼電保護裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化，并且把高壓與低壓部分相互隔離，且互感器二次側(cè)均接地，保證運行人員和設(shè)備的安全。1、電流互感器工作原理及特性TA的一次繞組線徑較粗而匝數(shù)一般很少，而二次繞組線徑較細且匝數(shù)較多。二次繞組回路中的阻抗都很小，所以電流互感器在正常工作時，近于短路狀態(tài)，這是它與電力變壓器的主要區(qū)別。一次繞組磁動勢二次繞

21、組磁動勢合成（勵磁）磁動勢正常時較小合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動化工程學(xué)院一、電流互感器1、電流互感器工作原理及特性一次繞組磁動勢二次繞組磁動勢合成（勵磁）磁動勢正常時較小當(dāng)一次繞組中通過一次電流時，產(chǎn)生磁動勢 ，大部分被二次電流所產(chǎn)生的磁動勢 所平衡，只有很小的磁動勢 產(chǎn)生的磁通在二次繞組內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，以負擔(dān)阻抗很小的二次回路內(nèi)的損耗。TA的一次、二次額定電流之比，稱為電流互感器的額定變比KN，其值近似等于電流互感器一次、二次繞組的匝數(shù)比，即如果不正常時會怎么樣？合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動化工程學(xué)院一、電流互感器1、電流互感器工作原理及特性正常時較小如果不正常時會怎么樣？當(dāng)電流互感器二次側(cè)

22、繞組開路時，鐵心中的合成磁動勢將較正常情況下增大很多倍，并使鐵心嚴(yán)重飽和。二次繞組將在磁通過零時，感應(yīng)出很高的尖頂波電動勢，危害人員和設(shè)備，另外鐵心會嚴(yán)重過熱損害互感器。因此電流互感器在運行中，二次回路是不允許開路的。由于電流互感器是串聯(lián)在一次系統(tǒng)電路中，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生短路時，短路電流要通過相應(yīng)電流互感器的一次繞組，因此TA的結(jié)構(gòu)應(yīng)該能滿足熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定的要求。一次電流的大小決定于一次側(cè)負載，與二次側(cè)負載無關(guān)。而其二次側(cè)電流值理想情況下僅取決于一次電流。一次側(cè)電流變化范圍很大，需要互感器仍能保持測量所需要的準(zhǔn)確級。合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動化工程學(xué)院2、電流互感器的誤差相量圖中以二次電流為基準(zhǔn)相量

23、，二次電壓超前二次電流一個二次負荷功率因數(shù)角 ；二次電動勢超前二次電流一個二次總阻抗角 ；鐵心磁通超前二次電動勢90度角；勵磁磁動勢超前鐵心磁通一個鐵心損耗角 ；一次磁動勢與二次磁動勢的負值的夾角為 ；abcd合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動化工程學(xué)院2、電流互感器的誤差abcd由于電流互感器本身存在有勵磁損耗及磁飽和等因素影響，一次電流 與 在數(shù)值及相位上都有差異，稱為誤差。電流誤差。又稱為比值差，指二次電流的測量值乘以額定變比后所得的一次電流近似值與一次電流之差，并以后者的百分?jǐn)?shù)表示。角誤差。又稱為相角差，指旋轉(zhuǎn)180度的二次電流相量與一次電流之間的夾角，并規(guī)定旋轉(zhuǎn)180度的二次電流超前一次電流

24、時為正值，反之為負夾角。TA的誤差主要與一次電流、鐵心的質(zhì)量和結(jié)構(gòu)尺寸及二次回路阻抗大小等因素有關(guān)。合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動化工程學(xué)院一、電流互感器3、電流互感器的準(zhǔn)確度等級及額定容量準(zhǔn)確度等級。根據(jù)測量誤差的大小，TA可以分為不同的準(zhǔn)確度等級。常見的有：0.2、0.5、1.0、3、5P、10P。準(zhǔn)確度等級一次電流為額定電流的百分?jǐn)?shù)（%）誤差限值二次負荷的變化范圍電流誤差（%）角誤差（）0.210201000.50.350.22015100.251倍額定容量0.5102010010.750.56045301.0102010021.5112090603501203.0不規(guī)定0.51倍額定容量一

25、次電流越接近額定電流時，誤差越小；達到額定電流時，其電流誤差值的百分?jǐn)?shù)與準(zhǔn)確度等級相等。用于保護合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動化工程學(xué)院一、電流互感器3、電流互感器的準(zhǔn)確度等級及額定容量準(zhǔn)確度等級。根據(jù)測量誤差的大小，TA可以分為不同的準(zhǔn)確度等級。常見的有：0.2、0.5、1.0、3、5P、10P。一次電流越接近額定電流時，誤差越??；達到額定電流時，其電流誤差值的百分?jǐn)?shù)與準(zhǔn)確度等級相等。用于保護二次繞組額定電流（5A或1A）電流互感器的額定容量。TA使用在不同的準(zhǔn)確度等級時，其額定容量也不同。二次繞組額定阻抗某10kV電流互感器銘牌上注明：容量15VA，0.5級；容量30VA，1級；容量75VA，

26、3級。二次額定阻抗0.6歐二次額定阻抗3歐二次額定阻抗1.2歐誤差與二次負荷阻抗的關(guān)系？合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動化工程學(xué)院一、電流互感器3、電流互感器的準(zhǔn)確度等級及額定容量電流互感器的10%誤差曲線用于電氣測量的電流互感器要求在正常工作范圍內(nèi)有較高的準(zhǔn)確度，而當(dāng)電路發(fā)生短路時，則希望能夠過早飽和，以避免設(shè)備受損。用于繼電保護的電流互感器，主要在系統(tǒng)發(fā)生故障時工作。規(guī)定其最大復(fù)合誤差不得超過-10%。電流互感器的10%誤差曲線，是指在保證電流誤差不超過-10%的條件下，一次電流對額定電流的倍數(shù)與允許最大二次負荷阻抗之間的關(guān)系曲線。01243510204030曲線隨著負荷阻抗的增大而減小先求一次

27、短路電流的最大倍數(shù)，再根據(jù)10%誤差曲線查得可允許的最大二次負荷阻抗值。誤差與二次負荷阻抗的關(guān)系？合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動化工程學(xué)院一、電流互感器4、電流互感器接線及分類不完全星形接線完全星形接線單相接線反映一次電路相應(yīng)相的電流，可作為一般測量和過負荷保護等。反映各相的電流，作為三相電能、過電流保護及監(jiān)測三相不平衡之用。又稱為兩相兩繼電器接線，用于測量三相電流、三相電能、過電流保護之用。合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動化工程學(xué)院一、電流互感器4、電流互感器接線及分類電流互感器按使用場合的不同，可分為戶內(nèi)用和戶外用兩類。20kV及以下一般為戶內(nèi)式，35kV及以上多為戶外式。按絕緣的不同，可分為干式、

28、澆注式和油浸式。干式用絕緣膠浸漬，多用于戶內(nèi)低壓電流互感器，澆注式以環(huán)氧樹脂作絕緣介質(zhì)，油浸式多為戶外式。按安裝方式的不同，可分為穿墻式、支持式和裝入式。穿墻式裝在墻壁或金屬結(jié)構(gòu)的孔洞中，可節(jié)約穿墻套管；支持式安裝在平臺或支柱上；裝入式套裝中35kV及以上的變壓器或斷路器的套管上，故也稱為套管式。按一次繞組匝數(shù)多少的不同，可分為單匝式和多匝式兩大類。合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動化工程學(xué)院二、電壓互感器（分為電磁式和電容式電壓互感器）1、電磁式電壓互感器電壓互感器的工作原理與特性TV的一次、二次電壓之比，稱為電壓互感器的額定變比KN，其值近似等于電壓互感器一次、二次繞組的匝數(shù)比，即二次繞組額定電壓

29、為100V或 V電磁式電壓互感器的構(gòu)造、連接及工作原理與普通變壓器基本相同。但其容量很小，相當(dāng)于一臺小容量變壓器；一次側(cè)繞組匝數(shù)很多，阻抗很大；二次繞組負載阻抗很大，因而電壓互感器正常工作時接近空載狀態(tài)。TV與電路并聯(lián)連接；一次側(cè)電壓不受電壓互感器二次負載的影響；二次繞組近似工作在空載狀態(tài)。二次繞組不允許短路。若二次側(cè)短路，將產(chǎn)生很大的短路電流損壞電壓互感器。故一般在二次側(cè)出口處安裝熔斷器或快速斷路器，用于過載和短路保護。合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動化工程學(xué)院二、電壓互感器（分為電磁式和電容式電壓互感器）1、電磁式電壓互感器由于電壓互感器存在勵磁電流和內(nèi)阻抗，使二次電壓折算到一次側(cè)的值與一次電壓

30、的大小不等，相位差也不等于180度，即電壓互感器的策略結(jié)果會存在誤差。通常用電壓誤差（比值差）和角誤差（相角差）來表示。電壓互感器的誤差電壓誤差角誤差影響誤差的主要因素有一、二次繞組的阻抗、空載電流的大小、二次負荷的負荷大小及功率因數(shù)以及一次側(cè)電壓值。指二次電壓折算到一次側(cè)的值與實際一次電壓之差，以百分?jǐn)?shù)表示，即：指二次電壓相量旋轉(zhuǎn)180度后與一次電壓相量直接的夾角，超前于一次電壓時，角誤差為正，反之則為負值。影響誤差的因素？合肥工業(yè)大學(xué) .電氣與自動化工程學(xué)院二、電壓互感器（分為電磁式和電容式電壓互感器）1、電磁式電壓互感器電壓互感器的準(zhǔn)確度等級與額定容量電壓互感器的額定容量是指對應(yīng)于最高準(zhǔn)確度等級的容量。而按照在最高工作電壓下長期容許發(fā)熱條件得到的容量為最大極限容量。電壓互感器的準(zhǔn)確度等級是指在規(guī)定的一次電壓和二次負荷變化范圍內(nèi)，負荷功率因數(shù)為額定值時，電壓誤差的最大值。