互感器及變換器

關(guān)于互感器及變換器第1頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月

2.1電流互感器（TA）作用：將一次系統(tǒng)高電壓電路上的大電流，準(zhǔn)確地變換為二次低電壓電路上的小電流（額定值為5A或1A）；以便繼電保護(hù)裝置或儀表用于測量電流。同時(shí)它還具有對高、低電壓電路的隔離作用，以保障二次設(shè)備和工作人員的安全。文字符號為TA（舊符號曾記為CT）。第2頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月電流互感器的等值電路及相量圖

(a)等值電路(b)相量圖第3頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月電流互感器極性在繼電保護(hù)中按“減極性”原則標(biāo)示。即一次電流由“*”端流入電流互感器作為它的假定正方向，而二次電流由“*”端流出。

第4頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月電流互感器實(shí)物第5頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月特點(diǎn)①二次側(cè)接的是儀表和繼電器的電流線圈，阻抗很小，接近于短路工作狀態(tài)；②二次側(cè)阻抗很小，W1／W2也很小，故對一次側(cè)的電流幾乎無影響，一次側(cè)電流取決于電網(wǎng)負(fù)載；③電流互感器運(yùn)行時(shí)，應(yīng)特別注意防止二次繞組開路。注意端子極性。第6頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月電流互感器的誤差

TA的誤差主要來自于勵磁電流，一次電流中有一部分流入勵磁支路而不變換至二次側(cè)。影響TA誤差的主要因素是二次負(fù)載及一次電流大小。二次負(fù)載↑→勵磁電流↑→TA誤差↑一次電流↑→TA鐵芯趨向飽和→勵磁阻抗下降↓→勵磁電流增大↑→TA誤差增大↑第7頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月10％誤差曲線：誤差為

10％情況下二次阻抗與一次電流倍數(shù)的關(guān)系曲線稱為10％曲線。電流互感器的準(zhǔn)確度級a：測量用電流互感器的準(zhǔn)確度級為：0.2、0.5、1、3、5、10等六個(gè)標(biāo)準(zhǔn)；b：保護(hù)用電流互感器的準(zhǔn)確度級有5P、10P兩個(gè)準(zhǔn)確度級，還有B級供過電流保護(hù)用，D級供差動保護(hù)用。第8頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月電流互感器接線方式

定義：所謂電流互感器的接線方式是指電流互感器二次繞組和電流測量元件（電流繼電器）間的連接方式。為能反映所有類型的相間短路，電流保護(hù)要求至少在兩相線路上應(yīng)裝有電流互感器和電流測量元件。常用的有三相式完全星形接線方式（三相三繼電器的完全星形接線）；兩相兩繼電器的不完全星形接線；兩相單繼電器的兩相電流差接線。第9頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月第10頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月接線系數(shù)進(jìn)入電流測量元件(電流繼電器)的電流與電流互感器的二次電流之比，即接線系數(shù)當(dāng)保護(hù)裝置起動電流為時(shí)，則反應(yīng)到電流互感器中二次電流值為，反應(yīng)到繼電器中的電流為

第11頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月電流互感器的接線圖(a)兩相電流差式接線及電流相量圖(b)三相式完全星形接線

(c)兩相式不完全星形接線第12頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月幾種接線方式性能分析兩種接線方式的投資不同。①完全星形與不完全星形接線的接線系數(shù)為1；②兩相電流差接線雖節(jié)約投資，但B相短路不能反應(yīng)，且接線系數(shù)和靈敏度則隨短路類型而變化。故只適用于10KV以下小接地電流作為相間短路保護(hù)，小容量設(shè)備和高壓電動機(jī)的保護(hù)；③完全星形接線和不完全星形接線中流入電流繼電器的電流均為相電流，兩種接線都能反應(yīng)各種相間短路故障；④完全星形接線還可以反應(yīng)各種單相接地短路；⑤不完全星形接線不能反應(yīng)全部的單相接地短路(如B相接地)。第13頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月小接地電流電網(wǎng)中發(fā)生兩點(diǎn)接地分析：在動作時(shí)間相同的并行線路上發(fā)生兩點(diǎn)接地時(shí)，在接地電流足夠大時(shí)，不完全星形接線只有三分之一的機(jī)會會切除兩條線，而完全星形接線則均切除兩條線，因此不完全星形接線的供電可靠性高；在串聯(lián)運(yùn)行的兩相鄰線路上發(fā)生兩點(diǎn)接地時(shí)，不完全星形接線的電流保護(hù)有三分之一的機(jī)會會無選擇性動作，而完全星形接線則百分之百有選擇性動作。

第14頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月小接地電流電網(wǎng)中發(fā)生兩點(diǎn)接地分析：在小接地電流系統(tǒng)中，在不同線路的不同相上發(fā)生兩點(diǎn)接地時(shí)，一般情況下只要求切除一個(gè)接地點(diǎn)而允許帶一個(gè)接地點(diǎn)繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間。第15頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月放射性線路上兩點(diǎn)接地在兩點(diǎn)發(fā)生接地短路時(shí)，兩套保護(hù)（設(shè)時(shí)限整定得相同）均將起動。如采用兩相星形接線，則保護(hù)有2/3的機(jī)會只切除任一線路。即只有1/3的機(jī)會切除兩條線，而完全星形接線則切除兩條線，此時(shí)前者供電可靠性高。因此，在放射性的線路中，兩相星形接線比三相星形接線應(yīng)用較廣。第16頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月串聯(lián)線路上兩點(diǎn)接地

在dA點(diǎn)和dB點(diǎn)發(fā)生接地短路，只希望切除距電源遠(yuǎn)的線路。若保護(hù)1和保護(hù)2均采用三相星形接線時(shí)，如果它們的整定值和時(shí)限都滿足選擇性，那就能保證100%地只切除線路故障。如采用兩相星形接線，則保護(hù)就不能切除B相接地故障，只能由保護(hù)2動作切除線路AB，使停電范圍擴(kuò)大。這種接線方式在不同的相別的兩點(diǎn)接地組合中，只能有2/3的機(jī)會有選擇地切除后面的一條線路，即不完全星形有1/3機(jī)會無選擇動作，而完全星形則百分之百有選擇性動作。第17頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月Y，d11接線降壓變壓器后相間短路示意圖第18頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月Y，d11接線降壓變壓器后相間短路時(shí)的電流分布和相量圖

(a)接線圖(b)Δ側(cè)電流相量圖(c)Y側(cè)電流相量圖第19頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月Y，d11接線變壓器后兩種接線方式分析Y，d11接線變壓器，Y側(cè)正序分量滯后Δ側(cè)30°，Y側(cè)負(fù)序分量超前Δ側(cè)30°。1）采用三相星形接線時(shí)，則B相上繼電器中的電流較其它兩相大一倍。因此靈敏系數(shù)增大一倍，這是十分有利的。2）采用兩相星形接線時(shí)，由于B相上沒有裝設(shè)繼電器，就沒有測量元件可以反映B相電流，故保護(hù)的靈敏度下降了50%。為克服這個(gè)缺點(diǎn)，在兩相星形接線的中線上再接入一個(gè)繼電器或第三個(gè)電流測量元件，從而提高了保護(hù)的靈敏度，這種接線又稱為兩相三繼電器接線。第20頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月各種接線方式的應(yīng)用范圍

三相完全星形接線方式：能反應(yīng)各種類型的故障，保護(hù)裝置的靈敏度不因故障相別的不同而變化。三相完全星形接線用于110kV及以上電壓等級大電流接地系統(tǒng)，可以獲得三相相電流。三相完全星形接線的中線上可以獲得三相電流之和，即3倍的零序電流。1）廣泛應(yīng)用于發(fā)電機(jī)、變壓器大型貴重電氣設(shè)備的保護(hù)中。2）用在中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中（大接地電流系統(tǒng)中），作為相間短路的保護(hù)，同時(shí)也可保護(hù)單相接地（對此一般都采用專門的零序電流保護(hù)）。3）在采用其他更簡單和經(jīng)濟(jì)的接線方式不能滿足靈敏度的要求時(shí)，可采用這種接線方式。第21頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月各種接線方式的應(yīng)用范圍兩相不完全星形接線方式較為經(jīng)濟(jì)簡單，能反應(yīng)各種類型的相間短路。主要應(yīng)用于如下方面：1）在中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)和非直接接地電網(wǎng)中，廣泛地采用它作為相間短路的保護(hù)。在10kV及以上，特別在35kV非直接接地電網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用?？梢垣@得A、C相電流。2）在分布很廣的中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中，兩點(diǎn)接地短路常發(fā)生在放射型線路上。在這種情況下，采用兩相星形接線以保證有2/3的機(jī)會只切除一條線路（要求保護(hù)裝置均安裝在相同的兩相上，一般為A、C兩相）。如在6～10kV中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中對單相接地可不立即跳閘，允許運(yùn)行兩個(gè)小時(shí)，因此在6～10kV中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中的過流保護(hù)裝置廣泛應(yīng)用兩相星形接線方式。第22頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月原理和組成：2.1電壓互感器（TV,現(xiàn)場PT）分為電磁式電壓互感器、電容式電壓互感器、光電式互感器第23頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月電容式TV及油浸式TV第24頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月電容式電壓互感器(CVT)

，用于110-500KV中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，利用分壓原理實(shí)現(xiàn)電壓變換。優(yōu)點(diǎn)：沒有諧振問題，裝在線路上時(shí)可以兼作高頻通道的結(jié)合電容器.帶載波附件的電容式電壓互感器原理接線如圖所示，電容分壓后的電壓經(jīng)T變換輸出。

第25頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月特點(diǎn)①容量小(通常只有幾十伏安或幾百伏安)②一次電壓(即電網(wǎng)電壓)不受二次電壓的影響③正常運(yùn)行時(shí)近似空載，二次電壓基本上等于二次感應(yīng)電動勢。④二次側(cè)嚴(yán)禁短路，一次、二次一般接有熔斷器保護(hù)二次側(cè)有一端必須接地。第26頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月誤差額定變比:

(1)變比誤差定義：用電壓互感器測出的電壓與實(shí)際電壓之差與實(shí)際電壓之比的百分值表示，即：(2)角誤差角誤差是指電壓互感器一次電壓向量與反向二次電壓向量之間的夾角δ。(3)電壓互感器的準(zhǔn)確度級a:對于測量用電壓互感器的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確度級有：0.1、0.2、0.5、1.0、3.0五個(gè)等b：繼電保護(hù)用電壓互感器的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確度級有3P和6P兩個(gè)等級第27頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月電壓互感器的接線方式

(a)一個(gè)單相電壓互感器

(b)兩個(gè)單相接成V/V形

(c)三個(gè)單相接成Y0/Y0形(d)三個(gè)單相三繞組電壓互感器或一個(gè)三相五柱三繞組電壓互感器接成Y0/Y0Δ形第28頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月

變換器作用、分類保護(hù)裝置動作判據(jù)主要為母線電壓(線路電壓)、線路電流。因此需要將母線(線路)電壓互感器、電流互感器輸出的二次電壓、電流再經(jīng)變換器進(jìn)行線性變換后送入繼電保護(hù)裝置的測量電路。電量變換：將互感器二次側(cè)電壓(額定100V)、電流(額定5A或1A)，轉(zhuǎn)換成弱電壓(數(shù)伏)，以適應(yīng)弱電元件的要求。電氣隔離調(diào)節(jié)定值：

變換器有電壓變換器(UV)、電流變換器(UA)和電抗變壓器(UX)

。第29頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月

2.3電壓變換器(UV)

UV原方與電壓互感器相聯(lián)，TV二次側(cè)有工作接地，UV副方的“直流地”為保護(hù)電源的0V，電容C容量很小，起抗干擾作用。

第30頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月2.4電流變換器(UA)

UA二次電流(一般為mA級)與一次電流成正比，二次電流在電阻上形成二次電壓。第31頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月

2.5電抗變壓器(UX)

UX輸入阻抗很小，串于TA二次回路；對于負(fù)載，UX近似為電壓源。UX勵磁阻抗相對于負(fù)載來說很小，可以認(rèn)為一次電流全部用于勵磁，這樣二次電壓其中

稱為UX的轉(zhuǎn)移阻抗

第32頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月電抗變換器原理接線圖，等值電路和相量圖

(a)原理接線(b)等值電路(c)相量圖第33頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月(a)由三個(gè)TA構(gòu)成零序電流濾過器，用于架空線路；

(b)由零序電流互感器獲得電纜線路的零序電流。2.6零序電流和零序電壓的獲取方法

第34頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月零序電