互感器知識(shí)培訓(xùn)(2014.2)課件

互感器知識(shí)培訓(xùn)永濟(jì)電機(jī)高級(jí)技工學(xué)校許艷妮互感器

互感器的種類(lèi)與工作原理電流互感器電壓互感器

第一節(jié)互感器的種類(lèi)與工作原理互感器是一種特殊的變壓器，是指把線(xiàn)路上的高電壓變換成低電壓，把線(xiàn)路上的大電流變換成小電流，以便于各種測(cè)量?jī)x表和繼電保護(hù)裝置使用?；ジ衅鞯淖饔茫海?）用來(lái)使儀表、繼電器等二次設(shè)備與主電路絕緣。

這即可避免主電路的高電壓直接引入儀表、繼電器等二次設(shè)備，又可防止繼電器、儀表等二次設(shè)備的故障影響主電路，提高一、二次設(shè)備的安全性和可靠性，并有利于人身安全。（2）用來(lái)擴(kuò)大儀表、繼電器等二次設(shè)備的應(yīng)用范圍。

例如用5A的電流表或100V電壓表，通過(guò)不同變比的電流、電壓互感器可測(cè)量任意高的電流或電壓。而且可使二次儀表、繼電器的規(guī)格統(tǒng)一，有利于這些設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化?；ジ衅鞯姆诸?lèi)電流互感器（縮寫(xiě)CT，文字符號(hào)TA）電流互感器可用在交換電流的測(cè)量、交換電度的測(cè)量和電力拖動(dòng)線(xiàn)路中的保護(hù)。

第二節(jié)電流互感器電流互感器是將一次側(cè)的大電流，按比例變?yōu)檫m合通過(guò)儀表或繼電器使用的，額定電流為5A或1A的變換設(shè)備。電流互感器的工作原理

電力系統(tǒng)中廣泛采用的是電磁式電流互感器。它的工作原理和變壓器相似。電流互感器一、二次電流之比稱(chēng)為電流互感器的變流比

式中——一次線(xiàn)圈的額定電流，A；

——二次線(xiàn)圈的額定電流，A；電流互感器原理圖結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1）一次繞組串聯(lián)在電路中，并且匝數(shù)很少,有的電流互感器還沒(méi)有一次繞組，利用穿過(guò)其鐵芯的一次電路（如母線(xiàn)）作為一次繞組；而且一次繞組導(dǎo)體相當(dāng)粗；其二次繞組匝數(shù)相當(dāng)多，導(dǎo)體較細(xì)。

2）電流互感器二次繞組與儀表、繼電器等的電流線(xiàn)圈串聯(lián)，形成一個(gè)閉合回路。由于這些電流線(xiàn)圈阻抗很小，所以正常情況下，電流互感器在近于短路的狀態(tài)下運(yùn)行。穿墻式電流互感器（2）支持式電流互感器LCWD1—35型支持式電流互感器電流互感器結(jié)構(gòu)（以L(fǎng)MZJ1-0.5為例）

1—銘牌

2—一次母線(xiàn)穿孔

3—鐵心，外繞二次繞組，樹(shù)脂澆注

4—安裝板

5—二次接線(xiàn)端子12345銘牌型號(hào)：如LQJ-10；(為線(xiàn)圈式、樹(shù)脂澆注，UN=10KV）額定工作電壓額定一次電流、額定二次電流、變比額定負(fù)荷：電流互感器二次側(cè)以外的回路阻抗都是CT的負(fù)荷，通常以視在功率伏安或阻抗歐姆表示。額定功率因數(shù)：二次額定負(fù)荷阻抗的有功部分與額定視在功率之比準(zhǔn)確等級(jí)：0.01，0.02，0.05，0.1，0.2，0.5，1，3，10測(cè)量常用的等級(jí)有0.2，0.5，1.0，0.2S，0.5S；保護(hù)用常用等級(jí)有5P，10P電力系統(tǒng)常用0.1、0.2、0.5、1、3高壓電流互感器多制成不同準(zhǔn)確度級(jí)的兩個(gè)鐵芯和兩個(gè)副繞組的型式，分別接測(cè)量?jī)x表和繼電器，以滿(mǎn)足測(cè)量和繼電保護(hù)的不同要求。供測(cè)量用電流互感器的鐵芯在一次側(cè)短路時(shí)應(yīng)該容易飽和，以限制二次側(cè)電流增長(zhǎng)的倍數(shù)。供繼電保護(hù)用的鐵芯，在一次側(cè)短路時(shí)不應(yīng)飽和，使二次側(cè)的電流與一次側(cè)的電流成正比例增加,

以適應(yīng)保護(hù)靈敏度的要求。零序電流互感器零序電流保護(hù)的基本原理是基于基爾霍夫電流定律：流入電路中任一節(jié)點(diǎn)的復(fù)電流的代數(shù)和等于零。在線(xiàn)路與電氣設(shè)備正常的情況下，各相電流的矢量和等于零，因此，零序電流互感器的二次側(cè)繞組無(wú)信號(hào)輸出，執(zhí)行元件不動(dòng)作。當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)的各相電流的矢量和不為零，故障電流使零序電流互感器的環(huán)形鐵芯中產(chǎn)生磁通，零序電流互感器的二次側(cè)感應(yīng)電流使執(zhí)行元件動(dòng)作，帶動(dòng)脫扣裝置，切換供電網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到接地故障保護(hù)的目的。電流互感器的接線(xiàn)形式一相式接線(xiàn)

電流線(xiàn)圈通過(guò)的電流反應(yīng)一次電路相應(yīng)相的電流。通常用于負(fù)荷平衡的三相電路如低壓動(dòng)力線(xiàn)路中，供測(cè)量電流、電能或接過(guò)負(fù)荷保護(hù)裝置之用。兩相電流差接線(xiàn)

這種接線(xiàn)適用于中性點(diǎn)不接地的三相三線(xiàn)制電路中供作電流繼電保護(hù)之用。由向量圖可知，互感器公共線(xiàn)上的電流為ia-ic,其量值為相電流的倍。

它由三只完全相同的電流互感器構(gòu)成。此種接線(xiàn)方式適和于高壓大電流接地系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)二次回落、低壓三相四線(xiàn)制電路。采用此種接線(xiàn)方式，二次回路的電纜芯數(shù)較少。但由于二次繞組流過(guò)的電流分別為IA、IB、IC，當(dāng)三相負(fù)載不平衡時(shí)，則公共線(xiàn)中有電流IN流過(guò)。此時(shí)，總公共線(xiàn)斷開(kāi)就會(huì)產(chǎn)生計(jì)量誤差，因此，公共線(xiàn)是不允許斷開(kāi)的。三相星形接線(xiàn)兩相V形接線(xiàn)

也稱(chēng)為兩相不完全星型接線(xiàn)。在中性點(diǎn)不接地的三相三線(xiàn)制電路中，廣泛用于測(cè)量三相電流、電能及作為過(guò)電流繼電保護(hù)之用。這種接線(xiàn)方式是根據(jù)三相交流電路中三相電流之和為零的原理構(gòu)成的,公共線(xiàn)上的電流為ia+ic=-ib，反應(yīng)的是B相的相電流。+

1）電流互感器的二次側(cè)在使用時(shí)絕對(duì)不可開(kāi)路。

使用過(guò)程中拆卸儀表或繼電器時(shí)，應(yīng)事先將二次側(cè)短路。安裝時(shí)，接線(xiàn)應(yīng)可靠，不允許二次側(cè)安裝熔絲；

2）二次側(cè)必須有一端接地。防止一、二次側(cè)絕緣損壞，高壓竄入二次側(cè)，危及人身和設(shè)備安全；

3）一次側(cè)串接在線(xiàn)路中，二次側(cè)與繼電器或測(cè)量?jī)x表串接。

4）接線(xiàn)時(shí)要注意其端子的極性。電流互感器一、二次側(cè)的極性端子，都用字母表明極性。按照規(guī)定我國(guó)互感器和變壓器的繞組端子，均采用“減極性”標(biāo)號(hào)法。當(dāng)一次側(cè)電流從同名端流入，則二次側(cè)電流從同名端流出。電流互感器在接線(xiàn)中的注意事項(xiàng)一、電流互感器發(fā)生二次開(kāi)路的后果1、二次側(cè)繞組及開(kāi)路兩點(diǎn)間產(chǎn)生很高的尖峰波電壓（可達(dá)幾千伏），威脅設(shè)備絕緣和人身安全。2、鐵芯損耗增加，發(fā)熱嚴(yán)重，有燒壞絕緣的可能。3、鐵芯中將產(chǎn)生剩磁，使電流互感器變比誤差和相角誤差加大，影響計(jì)量準(zhǔn)確性。三、電流互感器發(fā)生二次開(kāi)路的處理方法

1、根據(jù)原理可知，電流互感器運(yùn)行中二次繞組開(kāi)路產(chǎn)生高電壓，其重要原因是一次負(fù)載電流很大。因此在處理中應(yīng)盡可能停電處理；如不能停電也要設(shè)法轉(zhuǎn)移或降低一次負(fù)載電流，待負(fù)載高峰過(guò)去后，再停電處理。

2、如果是因二次回路中螺釘壓接點(diǎn)上螺釘松動(dòng)而造成的開(kāi)路，在盡可能降低負(fù)載電流和采取必要的安全措施（有監(jiān)護(hù)人、注意操作者身體各部位距帶電體安全距離，戴絕緣手套，使用基本絕緣安全用具等）的情況下，可以不停電修理。這一項(xiàng)操作視為帶電作業(yè)，要按帶電作業(yè)制定安全措施并實(shí)施。

3、如果是高壓電流互感器二次繞組出線(xiàn)端口處開(kāi)路，則限于安全距離，人員不能靠近，必須在停電以后才能處理。四、電流互感器二次回路接線(xiàn)的要求1、電流互感器二次回路接線(xiàn)不允許有開(kāi)關(guān)、不允許有保險(xiǎn)、不允許有接頭。2、導(dǎo)線(xiàn)截面不得小于2.5mm2獨(dú)（單）股絕緣銅導(dǎo)線(xiàn)。3、外殼和二次回路的一點(diǎn)應(yīng)良好接地。4、電流互感器的極性和相序必須正確。第三節(jié)電壓互感器電壓互感器是將一次側(cè)的高電壓按比例變?yōu)檫m合于儀器、儀表和保護(hù)控制裝置使用的變換設(shè)備。電壓互感器及其二次回路的重要性：

電壓互感器作為一重要的一次設(shè)備在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用。同時(shí)，因?yàn)殡妷夯ジ衅魇且环N公用設(shè)備，無(wú)論是互感器本身出現(xiàn)問(wèn)題或是其二次回路出現(xiàn)問(wèn)題，都將給整個(gè)二次系統(tǒng)帶來(lái)嚴(yán)重影響。保障電壓互感器及其二次回路的穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。電壓互感器的分類(lèi)

1.按照結(jié)構(gòu)分類(lèi)：三相三柱式三相式三相五柱式單相電壓互感器2.按照安裝位置不同母線(xiàn)PT:測(cè)量母線(xiàn)電壓

線(xiàn)路PT:測(cè)量線(xiàn)路電壓3.按照原理分類(lèi)

電磁式電壓互感器電容式電壓互感器JDZ—15JZW—24JSX6—35JDJ—10干式電壓互感器澆注式電壓互感器JDZ2—1型JZW—12型

油浸式電壓互感器JSJW—10型JDJ2—35型電容式電壓互感器1油壓計(jì)

2膨脹膜

3電容單元

4絕緣油

5瓷絕緣子

6密封件

7外殼

8低壓端子箱/中性(N)和高頻(HF)端子

9串聯(lián)電感

10中壓互感器

11鐵磁諧振效應(yīng)陰尼電路

（5）電壓互感器配置電磁式電壓互感器

工作原理:

電磁式電壓互感器的工作原理和變壓器相同，可以說(shuō)是一個(gè)被限定結(jié)構(gòu)和使用形式的特殊變壓器。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1）容量很小，類(lèi)似一臺(tái)小容量變壓器，但結(jié)構(gòu)上要求有較高的安全系數(shù)；

2）電壓互感器二次繞組所接儀表的電壓線(xiàn)圈阻抗很大，正常情況下，電壓互感器在近于開(kāi)路的狀態(tài)下運(yùn)行。1一次接線(xiàn)端子2高壓絕緣套管3一、二次繞組，樹(shù)脂澆注絕緣4鐵心5二次接線(xiàn)端子1234560kV及以下系統(tǒng)，一次側(cè)一般經(jīng)過(guò)隔離開(kāi)關(guān)和熔斷器接入高壓電網(wǎng)。電壓互感器一次側(cè)熔斷器的作用：（1）保護(hù)電壓互感器本身，當(dāng)電壓互感器本身故障時(shí)，熔斷器迅速熔斷，防止事故擴(kuò)大；（2）防止高壓電網(wǎng)受電壓互感器本身及其引線(xiàn)的影響。110kV及以上系統(tǒng)，電壓互感器一次側(cè)不裝熔斷器（1）主要原因是考慮到系統(tǒng)滅弧問(wèn)題較大，熔斷器的斷流容量亦很難滿(mǎn)足要求，熔斷器制造困難；（2）這一類(lèi)互感器采用單相串級(jí)式，絕緣強(qiáng)度高，發(fā)生事故的可能性比較??；（3）110kV及以上系統(tǒng)，中性點(diǎn)一般采用直接接地，接地故障時(shí)，瞬時(shí)跳閘，不會(huì)過(guò)電壓運(yùn)行。電壓互感器的一次側(cè)與二次側(cè)電壓互感器的二次側(cè)：（1）裝設(shè)熔斷器或低壓斷路器，當(dāng)電壓互感器二次側(cè)及回路發(fā)生故障時(shí)，能夠快速熔斷或切斷，保證電壓互感器不遭受損壞及不造成保護(hù)誤動(dòng)。（2）計(jì)量、測(cè)量二次繞組裝設(shè)熔斷器。（3）保護(hù)用二次繞組裝設(shè)快速低壓斷路器。二次熔絲熔斷時(shí)，運(yùn)行人員應(yīng)及時(shí)更換二次熔絲。若再次熔斷，則不應(yīng)再更換，應(yīng)查明原因后再處理。此時(shí)禁止進(jìn)行兩臺(tái)PT二次側(cè)的并列操作，防止將故障引入另一臺(tái)PT。

使用電壓互感器應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

1）電壓互感器的二次側(cè)在工作時(shí)不能短路

在正常工作時(shí)，其二次側(cè)近于開(kāi)路狀態(tài)，電流很小，當(dāng)二次側(cè)短路時(shí)，其電流很大（二次側(cè)阻抗很小）將燒毀設(shè)備甚至危及人身安全。

2）電壓互感器的二次側(cè)必須有一端接地。防止一、二次側(cè)擊穿時(shí)，高壓竄入二次側(cè)，危及人身和設(shè)備安全。

3）電壓互感器接線(xiàn)時(shí)，應(yīng)注意一、二次側(cè)接線(xiàn)端子的極性。以保證測(cè)量的準(zhǔn)確性。

4）電壓互感器的一、二次側(cè)通常都應(yīng)裝設(shè)熔絲作為短路保護(hù)，同時(shí)一次側(cè)應(yīng)裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)作為安全檢修用使用電壓互感器