注冊(cè)電氣工程師輔導(dǎo)-電氣工程基礎(chǔ)三二

4.11互感器

考試大綱11.1掌握電流、電壓互感器的工作原理、接線形式及負(fù)載要求11.2了解電流、電壓互感器在電網(wǎng)中的配置原則及接線形式11.3了解各種形式互感器的結(jié)構(gòu)及性能特點(diǎn)4.11互感器互感器是一種特殊的變壓器，它被廣泛應(yīng)用于供電系統(tǒng)中向測(cè)量?jī)x表和繼電器的電壓線圈或電流線圈供電?；ジ衅鞯淖饔茫海?）將一次回路的高電壓和大電流變?yōu)槎位芈窐?biāo)準(zhǔn)的低電壓和小電流，使測(cè)量?jī)x表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化，并使其結(jié)構(gòu)輕巧、價(jià)格便宜，并便于屏內(nèi)安裝。（2）隔離高壓電路?；ジ衅饕淮蝹?cè)和二次側(cè)沒有電的聯(lián)系，只有磁的聯(lián)系。使二次設(shè)備與高電壓部分隔離，且互感器二次側(cè)均接地，從而保證了設(shè)備和人身的安全。11.1.1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合通過儀表或繼電器使用的，額定電流為5A的變換設(shè)備。1．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（以下簡(jiǎn)稱電流互感器）。它的工作原理和變壓器相似。電流互感器一、二次電流之比稱為電流互感器的額定互感比。（4-11-1）式中——一次線圈的額定電流，A；——二次線圈的額定電流，5A。11.1.1電流互感器電流互感器的特點(diǎn)：1）一次繞組串聯(lián)在電路中，并且匝數(shù)很少；故一次繞組中的電流完全取決于被測(cè)電路的負(fù)荷電流，而與二次電流大小無關(guān)；2）電流互感器二次繞組所接儀表的電流線圈阻抗很小，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。11.1.1電流互感器2．電流互感器的誤差

電流誤差為二次電流的測(cè)量值乘以額定互感比后與實(shí)際一次電流之差，以百分?jǐn)?shù)表示即（4-11-3）相位差為旋轉(zhuǎn)180°的二次電流相量與一次電流相量之間的夾角，并規(guī)定超前于時(shí)，相位差為正值；反之為負(fù)值。

11.1.1電流互感器3．電流互感器的接線形式

電流互感器的接線形式指的是電流互感器與測(cè)量?jī)x表或保護(hù)繼電器之間的連接形式。

三相完全星形接線兩相不完全星形接線

11.1.1電流互感器（1）三相三完全星形接線可以準(zhǔn)確反映三相中每一相的真實(shí)電流。該接線方式應(yīng)用在大電流接地系統(tǒng)中，保護(hù)線路的三相短路、兩相短路和單相接地短路。（2）兩相兩繼電器不完全星形接線可以準(zhǔn)確反映兩相的真實(shí)電流。該接線方式應(yīng)用在6～10kV中性點(diǎn)不接地的小電流接地系統(tǒng)中，保護(hù)線路的三相短路、兩相短路。11.1.1電流互感器（3）兩相接差動(dòng)式接線反映兩相差電流。該接線特點(diǎn)是U、W相電流互感器接成電流差式，通過繼電器的電流是U、W相電流互感器二次側(cè)電流差。該接線方式應(yīng)用在6～兩相差接線

10kV中性點(diǎn)不接地的小電流接地系統(tǒng)中，保護(hù)線路的三相短路、兩相短路、小容量電動(dòng)機(jī)保護(hù)、小容量變壓器保護(hù)。11.1.1電流互感器（4）單相接線在三相負(fù)荷平衡時(shí)，可以用單相電流反映三相電流值，主要用于測(cè)量電路。單相接線

11.1.1電流互感器（5）兩相三完全星形接線中流入第三個(gè)繼電器的電流是。該接線方式應(yīng)用在大電流接地系統(tǒng)中，保護(hù)線路的三相短路、兩相短路。兩相三完全星形接線11.1.1電流互感器電流互感器在接線中應(yīng)注意以下內(nèi)容：1）電流互感器的二次側(cè)在使用時(shí)絕對(duì)不可開路。使用過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）接線時(shí)要注意極性。電流互感器一、二次側(cè)的極性端子，都用字母表明極性。4）一次側(cè)串接在線路中，二次側(cè)的繼電器或測(cè)量?jī)x表串接。

11.1.1電流互感器高壓電流互感器多制成兩個(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，滿足測(cè)量?jī)x表和繼電保護(hù)的不同要求。電流互感器供測(cè)量用的鐵芯在一次側(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。

11.1.1電流互感器4．電流互感器的負(fù)載要求（1）電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)電流互感器根據(jù)測(cè)量時(shí)誤差的大小而劃分為不同的準(zhǔn)確級(jí)。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)的最大誤差。（2）電流互感器10％誤差曲線電流互感器的10％誤差曲線就是在保證電流互感器誤差不超過±10％的條件下，一次電流的倍數(shù)n與電流互感器允許最大二次負(fù)載阻抗的關(guān)系曲線。

11.1.1電流互感器（3）電流互感器的額定容量電流互感器的額定容量系指電流互感器在額定二次電流和額定二次阻抗下運(yùn)行時(shí)，二次線圈輸出的容量。（4-11-4）由于電流互感器的二次電流為標(biāo)準(zhǔn)值（5A或1A），故其容量也常用額定二次阻抗來表示。因電流互感器的誤差和二次負(fù)荷有關(guān)，故同一臺(tái)電流互感器使用在不同準(zhǔn)確級(jí)時(shí)，會(huì)有不同的額定容量。電流互感器對(duì)負(fù)載的要求就是負(fù)載阻抗之和不能超過互感器的額定二次阻抗值。

11.1.2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合儀表或繼電器使用的額定電壓為100V的變換設(shè)備。1．電磁式電壓互感器（1）電磁式電壓互感器的工作原理和變壓器相同。電壓互感器的特點(diǎn)1）容量很小，類似一臺(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流線圈阻抗很大，正常情況下，電壓互感器在近于空載的狀態(tài)下運(yùn)行。11.1.2電壓互感器（2）額定變比電壓互感器一、二次繞組電壓之比稱為電壓互感器的額定互感比。（4-11-5）式中——等于電網(wǎng)的額定電壓，kV；——額定電壓為100V。

11.1.2電壓互感器（3）電壓互感器誤差電壓誤差為二次電壓的測(cè)量值與額定互感比的乘積與實(shí)際一次電壓之差，以百分?jǐn)?shù)表示；（4-11-6）

相位差為旋轉(zhuǎn)180的二次電壓相量與一次電壓相量之間的夾角，并規(guī)定超前于時(shí)相位差為正，反之為負(fù)。電壓互感器的誤差與二次負(fù)載、功率因數(shù)和一次電壓等運(yùn)行參數(shù)有關(guān)。

11.1.2電壓互感器2．電容式電壓互感器隨著電力系統(tǒng)輸電電壓的增高，電磁式電壓互感器的體積越來越大，成本隨之增高，普遍采用電容式電壓互感器。（1）電容式電壓互感器的工作原理

電容式電壓互感器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)電容分壓器，在被測(cè)裝置的相和地之間接電容式電壓互感器原理接線圖

有電容和，按反比分壓，上的電壓為11.1.2電壓互感器（2）電容式電壓互感器誤差電容式電壓互感器的誤差是由空載電流、負(fù)載電流以及阻尼器的電流流經(jīng)互感器繞組產(chǎn)生壓降而引起的，其誤差由空載誤差、，負(fù)載誤差、和阻尼器負(fù)載電流產(chǎn)生的誤差、等幾部分組成，即電容式電壓互感器的誤差除受一次電壓、二次負(fù)荷和功率因數(shù)的影響外，還與電源頻率有關(guān)。電容式電壓互感用于110～500kV中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)。11.1.2電壓互感器3．電壓互感器的接線形式（1）單相接線該接法僅適用于測(cè)量相間電壓。如果互感器一次繞組的一端接在線路上，另一端接地，互感器可測(cè)量某一相對(duì)地電壓。單相接線

11.捐1.2終電襖壓互感基器（2）語V－V磁接線由兩個(gè)弄單相互陜感器接也線成不雀完全星謹(jǐn)形（V辱－V形艱），用歪來測(cè)量探各相間繡電壓，撒但不能患測(cè)量相柏對(duì)地電德壓，它禽廣泛應(yīng)映用在2栗0kV校以下中五性點(diǎn)不苗接地或討經(jīng)消弧占線圖接廢地的電童網(wǎng)中。V－V興接線11.1竄.2爺電壓互感建器（3）薄Y－Y爬接線由三個(gè)鉛單相互駐感器一話、二次敢側(cè)均接孕成Y形亡，可供益給要求移線電壓脹的儀表采和繼電碧器以及鑒要求相猴電壓的選絕緣監(jiān)桐視電壓嘆表。Y－Y接壟線11.1己.2確電壓互感覽器（4）Y套0/Y0側(cè)/接線用三臺(tái)單霜相三繞組建電壓互感牙器構(gòu)成Y夠0/Y0共/接線，館該接線消方式其優(yōu)二次繞堅(jiān)組用來撈測(cè)量相掘間電壓供和相對(duì)副地電壓御，輔助友二次繞源組接成瞇開口三籠角形檢搶測(cè)零序冰電壓。耀用于3那～22遭0kV糖系統(tǒng)（塑110蘇kV及偉以上無愉高壓熔愧斷器）紫，供接姓入交流蛛電網(wǎng)絡(luò)易緣監(jiān)視辟儀表和繼電器滿用。三相五艙柱式電倘壓互感器只蜜用于3～15kV佛系統(tǒng)，其斥接線與三臺(tái)單吐相三繞組Y0/Y誓0/接線電壓互哀感器構(gòu)禾成Y0河/Y0獲/接線基奪本相同錘。11.連1.2坐電穿壓互感穿器使用電壓擺互感器應(yīng)扯注意以下太事項(xiàng)：1）電況壓互感放器的二且次側(cè)在泉工作時(shí)瞧不能短舟路。在叢正常工鏈作時(shí)，更其二次鏟側(cè)的電臟流很小玻，近于傷開路狀彩態(tài)，當(dāng)撈二次側(cè)很短路時(shí)堂，其電沸流很大故（二次池側(cè)阻抗殺很?。┮?qū)龤喸O(shè)備。2）電壓協(xié)互感器的角二次側(cè)必沸須有一端注接地，防昏止一、二仗次側(cè)擊穿骨時(shí)，高壓靠竄入二次致側(cè)，危及添人身和設(shè)完備安全。3）電脂壓互感茶器接線挽時(shí)，應(yīng)暮注意一鎖、二次展側(cè)接線濤端子的息極性。頌以保證系測(cè)量的按準(zhǔn)確性陣。4）電輛壓互感家器的一脆、二次純側(cè)通常綿都應(yīng)裝域設(shè)熔絲悼作為短鐮路保護(hù)擱，同時(shí)必一次側(cè)帆應(yīng)裝設(shè)環(huán)隔離開伏關(guān)作為測(cè)安全檢業(yè)修用。5）一次陸側(cè)并接在刊線路中。11.1觀.2娃電壓互感度器4．電洗壓互感智器準(zhǔn)確失級(jí)和容誰量電壓互金感器的泊準(zhǔn)確級(jí)停，是指客在規(guī)定讓的一次灑電壓和避二次負(fù)侍荷變化愿范圍內(nèi)展，負(fù)荷邊功率因改數(shù)為額獲定值時(shí)匹，電壓席誤差的寧最大值泡。由于電玩壓互感減器誤差織與負(fù)荷倆有關(guān)，盤所以同網(wǎng)一臺(tái)電濃壓互感恩器對(duì)應(yīng)封于不同率的準(zhǔn)確想級(jí)便有既不同的中容量。顆通常額制定容量盤是指對(duì)袖應(yīng)于最瓜高準(zhǔn)確款級(jí)的容國量。電你壓互感鹽器按照席在最高需工作電刷壓下長(zhǎng)排期工作筑允許的曉發(fā)熱條康件，還燙規(guī)定了菊最大容寶量。電壓互感襲器的負(fù)載跳要求就是巡壽負(fù)載容量嫌之和不能煤超過互感法器的額定筑二次容量佳值。11.嶼2京互感器稱的配置毛原則互感器舉在主接侍線中的野配置與飲測(cè)量?jī)x拍表、同均期點(diǎn)的柏選擇、緣瑞保護(hù)和堂自動(dòng)裝融置的要柜求以及女主接線支的形式形有關(guān)。11.2蕉.1蠻電流互感色器的配置（1）鮮為了滿拍足測(cè)量店和保護(hù)斜裝置的遙需要，授在發(fā)電步機(jī)、變票壓器、祥出線、岔母線分璃段及母不聯(lián)斷路戶器、旁離路斷路值器等回迅路中均熔設(shè)有電騰流互感弓器。對(duì)屑于大接烈地短路揉電流系浪統(tǒng)，一毅般按三廚相配置槍；對(duì)于與小接地移短路電螞流系統(tǒng)烘，依具悔體要求陽按二相蹄或三相駁配置。（2）異對(duì)于保膝護(hù)用電口流互感卷器應(yīng)盡跪量消除玻主保護(hù)嗎裝置的膜不保護(hù)吐區(qū)。例陸如，若射有兩組雙電流互特感器，嬸且位置機(jī)允許時(shí)殺應(yīng)設(shè)在豬斷路器雅兩側(cè)，居使斷路池器處于邀交叉保編護(hù)范圍沈之中。（3）態(tài)為了減預(yù)輕內(nèi)部況故障對(duì)批發(fā)電機(jī)徐的損傷叔，用于棟自動(dòng)調(diào)分整勵(lì)磁否裝置的櫻電流互耀感器應(yīng)于配置在李發(fā)電機(jī)牢定子繞袖組的出還線側(cè)。壺為便于糟分析和林在發(fā)電圣機(jī)并入催系統(tǒng)前肺發(fā)現(xiàn)內(nèi)跪部故障尾，用于須測(cè)量的贏電流互涂感器宜妄裝設(shè)在折發(fā)電機(jī)歷中性點(diǎn)曬側(cè)。11.2謙.2休電壓互感話器的配置（1）幣母線事除分找路母線刃外，一寫般工作隆及備用添母線都憑裝有一顛組電壓箱互感器窗，用于容同期、蔬測(cè)量?jī)x偵表和保膚護(hù)裝置功。（2）桐線路宣35佩kV及凳以上輸巧電線路籌，當(dāng)對(duì)辨端有電暫源時(shí)，致為了監(jiān)岸視線路啊有無電艷壓、進(jìn)歐行同期賴和設(shè)置墓重合閘炊，裝有爺一臺(tái)單津相電壓辱互感器持。（3）逮發(fā)電機(jī)面一晌般裝二偏組電壓談互感器外。一組買（D，捉y(tǒng)接線綱），用門于自動(dòng)鋒調(diào)整勵(lì)紅磁裝置延。另一素組供測(cè)仰量?jī)x表桶、同期染和保護(hù)統(tǒng)裝置使?jié)庥?，該揪互感器均采用三寒相五柱丙式或三老只單相靠接地專外用互感千器，其避開口三攔角形供裁發(fā)電機(jī)桐未并列孫之前檢冷查接地亞之用。點(diǎn)當(dāng)互感額器負(fù)荷幻玉太大時(shí)頃，可增英設(shè)一組患不完全遙星形連世接的互帳感器，叼專供測(cè)錢量?jī)x表妹使用。妄20萬泄kW及豆以上發(fā)縮慧電機(jī)中屠性點(diǎn)常椅接有單閣相電壓膠互感器昨，用于蔽100飼％靜子雖接地保續(xù)護(hù)。（4）哄變壓器弄變扶壓器低擇壓側(cè)有睛時(shí)為了英滿足同音期或保屯護(hù)的要越求，設(shè)啟有一組眼不完全世星形接拼線的電困壓互感默器。11.3東.1電流拴互感器類陽型1．電憑流互感能器的分勁類（1）印按安裝色地點(diǎn)可傷分為戶抄內(nèi)式和漂戶外式奏。20舌kV以執(zhí)下制成站戶內(nèi)式丘；35編kV及嶄以上多擠制成戶激外式。（2）遷按安裝匠方式可哲分為穿抗墻式、姥支持式諸和裝入徑式。穿飄墻式裝懷在墻壁叼或金屬識(shí)結(jié)構(gòu)的戴孔中，敢可節(jié)約查穿墻套甘管；支裝持式則睜安裝在攀平面或披支柱上婦；裝入塔式是套披在35系kV及撐以上變向壓器或逆多油斷妹路器油鉛箱內(nèi)的港套管上戴，故也滿稱為套狼管式。（3）聲按絕緣唉可分為披干式、臉澆注式梳、油浸謎式等。伐干式用著絕緣膠課浸漬，防適用于部低壓戶稼內(nèi)的電轉(zhuǎn)流互感缺器；澆胖注式利拐用環(huán)氧腳樹脂作弦絕緣，其多用于頃35k陰V及以樓下的電脾流互感拍器；油啟浸式多變?yōu)閼敉馐仔?。?）按剩一次繞組捐匝數(shù)可分?jǐn)r為單匝和時(shí)多匝式。11.3架.1電流眨互感器類理型（5）新幸型電流互購感器按高隆、低壓部魔分的耦合肉方式，可立分為無線角電電磁波曠耦合、電填容耦合和省光電耦合誘式，其中主光電式電叫流互感器律性能更佳唱。新型電擊流互感器前的特點(diǎn)是伙高低壓間哪沒有直接淡的電磁聯(lián)逮系，使絕遙緣結(jié)構(gòu)大六為簡(jiǎn)化；權(quán)測(cè)量過程紙中不需要既消耗很大胃能量；沒果有飽和現(xiàn)委象，測(cè)量所范圍寬，壟暫態(tài)響應(yīng)稿快，準(zhǔn)確炒度高；重答量輕、成揚(yáng)本低。11.3帆.1電流鵲互感器類貢型2．電流報(bào)互感器的購結(jié)構(gòu)（1）單匝式座結(jié)構(gòu)有恢貫穿式清（一次泳繞組為打單根銅嗓管或銅呈桿）和眠母線式鋪（以母油線穿過或互感器著作為一友次繞組艦）。（2）策額定電尾流在4啞00A民以下采船用多匝添式。多認(rèn)匝式接電結(jié)構(gòu)可農(nóng)分為線體圈式、坊“8會(huì)”字型懂和“U邁”字型既?！?充”字型漲繞組結(jié)限構(gòu)的電訪流互感肆器，只妙用于3占5～1侮10k獵V電壓錦級(jí)。2孤20k逝V“U綠”字型款繞組電季流互感除器，在明110球kV及中以上的顧高壓電喊流互感虛器中得蚊到廣泛勇的應(yīng)用襲。在同一回搬路中，往躁往需要數(shù)墨量很多的憑電流互感何器，高壓澆電流互感構(gòu)器常由多仆個(gè)沒有磁拐聯(lián)系的獨(dú)蚊立鐵芯和擊二次繞組常與共用的肚一次繞組誘組成同一礦電流比、摘多二次繞鐵組的電流妄互感器。真對(duì)于11槽0kV及乎以上的電喉流互感器特，常將一慢次繞組分洋成幾組，旦通過切換教來改變繞倍組的串、察并聯(lián)，以孕獲得2～纖3種互感真比。11.開3.2紅電說壓互感過器類型1．電壓講互感器的亂分類（1）按圖安裝地點(diǎn)篩分戶內(nèi)和宋戶外；（2）叨按相數(shù)邁分單相食和三相意式，只征有20惹kV以普下才有撞三相式冷；（3）通按繞組海數(shù)分雙衡繞組和槍三繞組填；（4）陣按絕緣奔分澆注命式、油喊浸式，頃澆注式暴用于3榮～35抗kV，遠(yuǎn)油浸式洽主要用隨于11缸0kV剛及以上汗的電壓架互感器喬。11.靈3.2稼電晝壓互感肆器類型2．電壓捕互感器的顫結(jié)構(gòu)油浸式電項(xiàng)壓互感器剝按其結(jié)構(gòu)確可分為普視通式和串康級(jí)式，3泛～35k扶V都制成誼普