第二、三、四節(jié)互感器

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?biāo)準(zhǔn)的小電流（5A或1A），供電給測(cè)量?jī)x表和保護(hù)裝置繼電器的電流線圈，使測(cè)量?jī)x表和繼電器標(biāo)準(zhǔn)化、小型化、結(jié)構(gòu)輕巧、價(jià)格便宜和便于屋內(nèi)安裝。2）使電氣二次設(shè)備與一次高壓部分隔離，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(shè)備和人身安全。（文字、圖形符號(hào)）第二節(jié)電流互感器2/2/20232/2/20232/2/20232/2/2023電流互感器ＴＡ特點(diǎn)：1）ＴＡ的一次繞組串聯(lián)于電氣一次電路中，且匝數(shù)很小，流過(guò)一次繞組的電流僅由被測(cè)電路的負(fù)荷電流決定，與二次繞組中的電流大小無(wú)關(guān)。2）ＴＡ的二次繞組匝數(shù)較多，二次負(fù)載的電流線圈相互串聯(lián)后接于二次繞組的兩端。3）由于二次負(fù)載電流線圈的阻抗都非常小，所以正常情況下，ＴＡ二次側(cè)接近于短路狀態(tài)運(yùn)行，不允許開(kāi)路。2/2/2023二、電流互感器的誤差2/2/20232/2/20232/2/20232/2/2023（1）電流互感器結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)誤差的影響I0（Z0）、Z2鐵芯的平均長(zhǎng)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2/2/2023（2）電流互感器運(yùn)行參數(shù)對(duì)誤差的影響

1）I1

2）Z2f、

2/2/2023（3）電流互感器二次繞組開(kāi)路2/2/20232/2/2023由于二次繞組開(kāi)路會(huì)造成鐵心飽和，造成：1）在二次繞組中感生高達(dá)幾千伏的尖峰電勢(shì)，危及設(shè)備和運(yùn)行人員的安全；2）由于磁感應(yīng)強(qiáng)度劇增，引起鐵芯和繞組過(guò)熱；3）會(huì)在鐵心中產(chǎn)生剩磁，使互感器特性變壞。因此:電流互感器二次繞組開(kāi)路2/2/2023誤差特性（4）電流互感器的誤差特性與誤差的改善1.）2/2/2023誤差的改善2.）3.）減小二次負(fù)載電阻。2/2/2023三．電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)和額定容量電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)次電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)是指在規(guī)定的二次負(fù)荷范圍內(nèi)，一次電流為額定值時(shí)的最大電流誤差百分?jǐn)?shù)。根據(jù)用途的不同，可分為測(cè)量級(jí)和保護(hù)級(jí)。2/2/2023（2）保護(hù)級(jí)

舊型號(hào)：B、C、D等，在短路情況下，保護(hù)級(jí)的電流誤差|fi|不應(yīng)大于10%，這要通過(guò)電流互感器的10%誤差曲線來(lái)保證。2/2/2023新型號(hào)：靜態(tài)保護(hù)級(jí)（5P、10P）暫態(tài)保護(hù)級(jí)（TPX、TPY、TPZ）用于高壓、超高壓系統(tǒng)快速繼電保護(hù)2/2/20232．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(fù)荷阻抗下運(yùn)行時(shí)，二次繞組所輸出的容量。因電流互感器的誤差與二次負(fù)荷有關(guān)，所以同一臺(tái)電流互感器在不同的準(zhǔn)確級(jí)次時(shí)，具有不同的額定容量。對(duì)同一臺(tái)電流互感器來(lái)說(shuō)，由于誤差隨二次負(fù)荷阻抗變化，電流互感器所接二次負(fù)荷阻抗不同時(shí)，誤差（測(cè)量精度）也不同。為了使用戶(hù)知道所接二次負(fù)荷(阻抗)下的誤差(準(zhǔn)確級(jí))

，對(duì)老式互感器廠家一般給出幾個(gè)不同準(zhǔn)確級(jí)(誤差)下的額定二次負(fù)荷阻抗供用戶(hù)比對(duì)。例如，LMZ1－10－3000/5型電流互感器在0.5級(jí)工作時(shí)，ZN2＝1.6Ω（40VA）；在1級(jí)工作時(shí)，ZN2＝2.4Ω（60VA），當(dāng)Z2L>ZN2時(shí)，TA的準(zhǔn)確級(jí)將下降。Z2L=1.5Ω時(shí)為0.5級(jí)，

Z2L=1.7Ω時(shí)為1級(jí)，Z2L=2.5Ω時(shí)誤差大于1級(jí)。2/2/2023四.電流互感器的分類(lèi)與結(jié)構(gòu)1.分類(lèi)（1）按安裝地點(diǎn)分類(lèi)屋內(nèi)和屋外（2）按安裝方式分類(lèi)支持、穿墻、裝入（3）按一次繞組匝數(shù)單匝、復(fù)匝（4）按絕緣干式、澆注、油浸、氣體屋內(nèi)屋外2.結(jié)構(gòu)2/2/2023油浸式電流互感器2/2/20232/2/20232/2/20232/2/2023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?biāo)準(zhǔn)的低電壓（100V或100/V），供電給測(cè)量?jī)x表和保護(hù)裝置繼電器的電壓線圈，使測(cè)量?jī)x表和繼電器標(biāo)準(zhǔn)化、小型化、結(jié)構(gòu)輕巧、價(jià)格便宜和便于屋內(nèi)安裝。2）使電氣二次設(shè)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(shè)備和人身安全。第三節(jié)電壓互感器2/2/2023一．電磁式電壓互感器2/2/20232/2/2023（1）電磁式電壓互感器的特點(diǎn)：1）電壓互感器一次繞組匝數(shù)很多，與被測(cè)電路并聯(lián)，類(lèi)似于一臺(tái)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)構(gòu)上有較高的安全系數(shù)。2）二次側(cè)所接測(cè)量?jī)x表和繼電器的電壓線圈阻抗很大，正常運(yùn)行時(shí)接近于開(kāi)路狀態(tài)。2/2/2023（2）電壓互感器的額定變壓比2/2/20232.電壓互感器ＴＶ的誤差

電壓誤差、相位誤差2/2/20233.電壓互感器的誤差特性及誤差補(bǔ)償方法2/2/2023電壓互感器的誤差特性2/2/20232/2/20232/2/20232/2/20234.電壓互感器TV的準(zhǔn)確級(jí)次2/2/20235.電壓互感器ＴＶ的額定容量電壓互感器ＴＶ的額定容量是指在規(guī)定的最高準(zhǔn)確級(jí)下所對(duì)應(yīng)的二次容量。同一臺(tái)電壓互感器是否具有唯一的額定容量？何時(shí)具有最大容量？（對(duì)誤差要求不高時(shí)）2/2/20236.電壓互感器的分類(lèi)2/2/20237.電壓互感器的結(jié)構(gòu)

（1）三相式結(jié)構(gòu)

僅用于20kV及以下電壓等級(jí)

三相三柱式中性點(diǎn)不能接地，不能測(cè)相對(duì)地電壓；三相五柱式可以2/2/2023普通式雙繞組結(jié)構(gòu)（2）單相式結(jié)構(gòu)：普通式（35kV及以下）和串級(jí)式（110kV及以上）普通式三繞組結(jié)構(gòu)2/2/2023串級(jí)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2/2/20232/2/20232/2/2023二、電容式電壓互感器隨著電力系統(tǒng)電壓等級(jí)的增高，電磁式電壓互感器的體積越來(lái)越大，成本隨之增加。因此，產(chǎn)生了電容式電壓互感器(CVT，capacitivevoltagetransformer)，電壓等級(jí)在110kV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，其原理接線圖如圖2-25所示。2/2/2023(1)工作原理電容式電壓互感器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)電容分壓器，被測(cè)電壓U1加到高壓電容C1和中壓電容C2上，根據(jù)電容串聯(lián)分壓原理(按電容量反比分壓)，得式中k

——分壓比，且k

=

C1/(C1+C2)；UC2——與一次電壓U1成正比例變化，故可測(cè)量出相對(duì)地電壓。

(2)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(fù)載經(jīng)中間變壓器T(阻抗變換)與電容分壓器相連接。當(dāng)C2兩端(即圖中a、b兩點(diǎn)之間,L1很小)與負(fù)載接通時(shí)，電流流過(guò)電容C1和C2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。2/2/20232)為了減小Zi，在b點(diǎn)右側(cè)接入一個(gè)補(bǔ)償電抗L，這時(shí)，在中間變壓器T向電源看，電源內(nèi)阻抗變?yōu)橛捎贚1的阻抗很小，略去不計(jì)，當(dāng)時(shí)，Zi＝0，即輸出電壓與負(fù)載大小無(wú)關(guān)。但實(shí)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(huì)有誤差產(chǎn)生，其誤差大小除受U1、Z2L和cosφ2影響外，還與系統(tǒng)頻率有關(guān)，所以系統(tǒng)頻率應(yīng)保持在(50±0.5)Hz范圍內(nèi)。

2/2/2023(3)放電間隙F的作用

當(dāng)電壓互感器二次側(cè)發(fā)生短路時(shí)，短路電流可達(dá)額定電流的數(shù)十倍，此電流將產(chǎn)生很高的過(guò)電壓，為防止由于二次側(cè)短路造成的電壓升高而擊穿補(bǔ)償電抗器線圈，在補(bǔ)償電抗L兩端并聯(lián)有放電間隙F（一般用保護(hù)球隙或避雷器）。(4)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器是由電容(C1、C2)和非線性電感元件構(gòu)成(中間變壓器、補(bǔ)償電抗器)，在一次突然合閘或二次短路又突然消除時(shí)，由于非線性電抗的飽和，可能激發(fā)產(chǎn)生內(nèi)部分次(1/3次)諧波鐵磁諧振過(guò)電壓，危及CVT本身的安全，影響二次測(cè)量、保護(hù)的正常工作，為了抑制諧波的產(chǎn)生，在輔助二次繞組(剩余電壓繞組)中并聯(lián)一個(gè)諧振阻尼器ZD(由一個(gè)電感與一個(gè)電容并聯(lián)后與一個(gè)阻尼電阻串聯(lián)構(gòu)成)，阻尼電阻上流過(guò)諧振電流，能在短時(shí)內(nèi)將諧振能量消除。諧振阻尼器有經(jīng)常接入和諧振時(shí)自動(dòng)接入兩種方式。

2/2/2023(5)載波附件(用于電力載波通訊時(shí)選帶載波附件的CVT)排流線圈L1的工頻阻抗很小，一般小于10Ω，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5V左右），保證了設(shè)備和人員的人身安全。保護(hù)間隙P可抑制電容分壓器低壓端產(chǎn)生的沖擊過(guò)電壓。接地刀閘K在檢修結(jié)合濾波器時(shí)將電容分壓器低壓端接地便于結(jié)合濾波器的帶電檢修。

2/2/2023三、電壓互感器的接線方式a)、b)一臺(tái)單相式電壓互感器接線c)兩臺(tái)單相雙繞組電壓互感器V-V接線d)三臺(tái)單相三繞組電壓互感器（或一臺(tái)三相五柱式電壓互感器）接線e)電容式電壓互感器接線2/2/2023⑶三臺(tái)單相式電壓互感器構(gòu)成的完全星形接線方式

如圖2-26d所示，在3～220kV系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，由于其一次和二次側(cè)中性點(diǎn)均接地，故可以用來(lái)測(cè)量相間電壓和相對(duì)地電壓。⑴一臺(tái)單相式電壓互感器接線方式

圖2-26a是由一臺(tái)單相電壓互感器測(cè)量相對(duì)地電壓，這種接線適用于110～220kV中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，其額定一次電壓UN1=UNS/。其UN2=100V。圖2-26b是由一臺(tái)單相電壓互感器測(cè)量相間電壓，適用于3～35kV中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中。其額定一次電壓UN1為所接電網(wǎng)的額定電壓UNS。其額定二次電壓UN2=100V。⑵兩臺(tái)單相式電壓互感器不完全星形(即V—V)接線方式

如圖2-26c所示，兩臺(tái)單相電壓互感器分別接于母線的A相—B相和B相—C相之間，用來(lái)測(cè)量相間電壓，這種接線常用于3～20kV小電流接地系統(tǒng)中。其額定一次電壓UN1為所接系統(tǒng)母線的額定電壓UNS，即UN1=UNS。其額定二次電壓UN2=100V。

2/2/2023單相金屬性接地時(shí)(例如A相)：B、C相電壓上升為線電壓，開(kāi)口三角電壓為：二次繞組的額定電壓UN2=100/V。輔助二次繞組（開(kāi)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(shí)，每相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100/3V，則單相金屬性接地時(shí)，開(kāi)口三角兩端之間電壓為100V。正常運(yùn)行時(shí)：開(kāi)口三角兩端之間電壓為：其額定一次電壓UN1=UNS/。2/2/2023單相金屬性接地時(shí)(例如A相)：B、C相電壓上升為線電壓，開(kāi)口三角電壓為：二次繞組的額定電壓UN2=100/V。輔助二次繞組（開(kāi)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(shí)，每相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100/3V，則單相金屬性接地時(shí)，開(kāi)口三角兩端之間電壓為100V。正常運(yùn)行時(shí)：開(kāi)口三角兩端之間電壓為：其額定一次電壓UN1=UNS/。2/2/2023輔助二次繞組（開(kāi)口三角形接線）用于大電流接地系統(tǒng)的接地保護(hù)時(shí)，每相輔助二次繞組的額定電壓為100V。正常運(yùn)行時(shí)，開(kāi)口三角兩端之間電壓為0V；單相金屬性接地時(shí)，開(kāi)口三角兩端之間電壓為100V。正常運(yùn)行時(shí)：?jiǎn)蜗嘟饘傩越拥貢r(shí)(例如A相)：相電壓沒(méi)有變，開(kāi)口三角電壓為：若每相輔助二次繞組的額定電壓為100V，則單相金屬性接地時(shí)，開(kāi)口三角兩端之間電壓為100V。2/2/2023(4)三相五柱式電壓互感器接線與圖2-28d類(lèi)似，可用來(lái)測(cè)量相間電壓和相對(duì)地電壓，它只用于3～20kV系統(tǒng)中。這種電壓互感器在其內(nèi)部已完成了繞組的連接，故UN1=UNS；UN2=100V（二次繞組線電壓）；每相輔助二次繞組的額定電壓為100/3V。

(5)電壓互感器與電力系統(tǒng)的連接3～35kV的電壓