互感器介绍.ppt
互感器介绍,互感器知识概述,互感器包括电流互感器和电压互感器，是一次系统和二次系统之间的联络元件，将一次侧的高电压、大电流变成二次侧标准的低电压（100V或 V）和小电流（5A或1A），用以分别向测量仪表、继电器的电压线圈和电流线圈供电，使二次电路正确反映一次系统的正常运行和故障情况。目前，互感器常用电磁式和电容式，随着电力系统容量的增大和电压等级的提高，光电式、无线电式互感器正应运而生，将应用于电力生产中。,电流互感器,电压互感器,互感器的作用及工作特性,一、互感器与系统的连接二、互感器的作用三、电流互感器的工作特性四、电压互感器的工作特性,一、互感器与系统的连接,电压互感器一次绕组并接于电网，二次绕组与测量仪表或继电器电压线圈并联。电流互感器一次绕组串接于电网（与支路负载串联）二次绕组与测量仪表或继电器的电流线圈相串联。在安装接线时同名端子不可接错，否则会造成这些装置运行中的紊乱，因此正确测定互感器的同名端并正确接入上述仪表装置十分重要。,一、互感器与系统的连接,互感器与系统的连接,电压互感器,电流互感器,二、互感器的作用,将一次回路高电压和大电流变为二次回路标准值。使低电压的二次系统与高电压的一次系统实施电气隔离，且互感器二次侧接地，保证了人身和设备的安全。由于互感器一次、二次绕组除了接地点外无其他电路上的联系，因此二次系统的对地电位与一次系统无关，只依赖于接地点与二次绕组其他各点的电位差，在正常运行情况下处于低压（小于100 V）的状态，方便于维护、检修与调试。取得零序电流、电压分量供反应接地故障的继电保护装置使用。,三、电流互感器的工作特性,正常运行时，二次绕组近似于短路工作状态。一次电流的大小决定于一次负载电流。运行中的电流互感器二次回路不允许开路。电流互感器的一次电流变化范围很大。电流互感器结构应满足热稳定和电动稳定要求。,四、电压互感器的工作特性,正常运行时，电压互感器二次绕组近似工作开路状态。电压互感器一次侧电压决定于一次电力网的电压。运行中的电压互感器二次侧绕组不允许短路。,四、电压互感器的工作特性,电压互感器二次侧所通过的电流由二次回路阻抗的大小来决定，当二次侧短路时，将产生很大的短路电流损坏电压互感器。为了保护电压互感器，一般在二次侧出口处安装些熔断器或快速自动空气开关，用于过载和短路保护。在可能的情况下，原边也应装设熔断器以保护高压电网不因互感器高压绕组或引线故障危及一次系统的安全。,电流互感器（CT）,一、电流互感器的工作原理二、电流互感器的误差三、电流互感器的准确级、10%误差曲线四、电流互感器的额定容量五、电流互感器的接线方式六、电流互感器的分类和型号七、电流互感器使用注意事项,一、电流互感器的工作原理,在理想的电流互感器中，如果假定空载电流0=0，则总磁动势0N0=0，根据能量守恒定律，一次绕组磁动势等于二次绕组磁动势，即 1NI=-2N2 即电流互感器的电流与它的匝数成反比，一次电流对二次电,流的比值1/2称为电流互感器的电流比。当知道二次电流时，乘上电流比就可以求出一次电流，这时二次电流的相量与一次电流的相量相差1800。,二、电流互感器的误差,1、电流误差（又称比差）电流互感器实际测量出来的电流K2与实际一次电流1之差，占1的百分数，即 2、角误差（角差）旋转1800的二次电流与一次电流之间的夹角。规定二次电流负相量超前于一次电流相量时，角误差为正，反之角误差为负。,三、电流互感器的准确级,准确级是指在规定的二次负荷变化范围内，一次电流为额定值时的最大电流误差。我国GB1208-1997电流互感器规定测量用的电流互感器的测量精度有0.1、0.2、0.5、1、3、5五个准确度级；保护用电流互感器按用途可分为稳态保护用（P）和暂态保护用（TP）两类，稳态保护用电流互感器的准确级用P来表示，常用的有5P和10P。所谓额定准确限值一次电流即一次电流为额定一次电流的倍数，也称为额定准确限值系数。例如10P20表示准确级为10P，准确限值系数为20。这一准确级电流互感器在20倍额定电流下，电流互感器负荷误差不大于10%。,电流互感器准确级误差限值,三、电流互感器的10%误差曲线,当一次电流为n倍一次额定电流时，电流误差达-10%，n=1/1N称为10%倍数。10%倍数与互感器二次允许最大负荷阻抗Z21的关系曲线为n=f(Z21)，便叫做电流互感器的10%误差曲线。,四、电流互感器的额定容量,电流互感器的额定容量SN2是指电流互感器在额定二次电流N2和额定二次阻抗ZN2下运行时，二次绕组输出的功率SN2=2N2ZN2。由于电流互感器的额定二次电流为标准值，也为了便于计算，有的厂家提供电流互感器的值。因电流互感器的误差和二次负荷有关，故同一台电流互感器使用在不同准确级时，会有不同的额定容量。例如：LMZ1-10-3000/5型互感器在0.5级下工作时，ZN2=1.6(40VA)在1级工作时,ZN2=2.4(60VA)。,五、电流互感器接线方式,电流互感器的接线形式指的是电流互感器与测量仪表或保护继电器之间的连接形式。,三相完全星形接线 两相不完全星形接线,五、电流互感器接线方式,三相完全星形接线可以准确反映三相中每一相的真实电流。该接线方式应用在大电流接地系统中，保护线路的三相短路、两相短路和单相接地短路。两相两继电器不完全星形接线可以准确反映两相的真实电流。该接线方式应用在610kV中性点不接地的小电流接地系统中，保护线路的三相短路、两相短路。,五、电流互感器接线方式,两相接差动式接线反映两相差电流。该接线特点是U、W相电流互感器接成电流差式，通过继电器的电流是U、W相电流互感器二次侧电流差。该接线方式应用在6 10kV两相差接线 10kV中性点不接地的小电流接地系统中，保护线路的三相短路、两相短路、小容量电动机保护、小容量变压器保护。单相接线在三相负荷平衡时，可以用单相电流反映三相电流值，主要用于测量电路。,五、电流互感器接线方式,两相差接线 单相接线 两相三完全星型接线,两相三完全星形接线中流入第三个继电器的电流是j=u+v。该接线方式应用在大电流接地系统中，保护线路的三相短路、两相短路。,六、电流互感器的分类,1按安装地点可分为屋内和屋外式。2按安装方式可分为穿墙式、支持式和装入式。穿墙式装在墙壁或金属结构的孔中，可节约穿墙套管；支持式安装在平面或支柱上；装入式是套装在35kv及以上的变压器或多油断路器油箱内的套管上，故也称为套管式。3按绝缘可分为干式、浇注式、油浸式等。干式用绝缘胶浸渍，用于屋内低压电流互感器；浇注式以环氧树脂作绝缘，目前，仅用于35kv及以下的屋内电流互感器；油浸式多为屋外式。4按一次绕组匝数可分为单匝式和多匝式。单匝式分为贯穿型和母线型两种。5按电流互感器的工作原理，可分为电磁式、电容式、光电式和无线电式。,六、电流互感器的型号,七、电流互感器使用注意事项,电流互感器在工作时其二次侧不得开路电流互感器的二次侧有一端必须接地电流互感器在连接时，要注意其端子的极性,八、电流互感器的日常巡视,1、瓷套管是否清洁，无裂纹破损和放电痕迹；,2、连接处接触是否良好，压接螺丝无松动，过热，及放电现象；,5、接地线是否良好，无松动和断裂现象；,3、端子箱是否清洁、受潮，二次端子接触是否良好，无开路、放电或打火现象；,4、有无异常声音和异常气味；,6、SF6气体压力是否正常。,电压互感器（PT）,一、电磁式电压互感器 电磁式电压互感器的工作原理 电磁式电压互感器的误差 电磁式电压互感器的分类、结构类型和型号二、电压互感器的准确级和额定容量三、电压互感器的接线方式,电磁式电压互感器的工作原理,电压互感器的工作原理与普通电力变压器相同，结构原理和接线也相似，一次绕组匝数很多，而二次绕组匝数很少，相当于降压变压器。工作时，一次绕组并联在一次电路中，而二次绕组为并联仪表、继电器的电压线圈。因此电压低，额定电压一般为100V；容量小，只有几十伏安或几百伏安；负荷阻抗大，工作时其二次侧接近于空载状态，且多数情况下它的负荷是恒定的。电压互感器的一次电压U1与其二次电压U2之间有下列关系：U1(N1/N2)U2KUU2 式中，N1、N2为电压互感器一次和二次绕组匝数；KU 为电压互感器的变压比，一般表示为其额定一、二次电压比，KU=U1N/U2N，例如 10000V/100V。,电磁式电压互感器的测量误差,由于电压互感器存在励磁电流和内阻抗，因此电压互感器测量结果呈现误差，通常用电压误差（又称比值差）和角误差（又称相角差）表示。（1）电压误差：电压误差为二次电压的测量值乘额定互感比所得一次电压的近似值（U2ku）与实际一次电压U1之差，而以后者的百分数表示，即,（2）角误差,电磁式电压互感器的分类,电磁式电压互感器可分为以下几种类型：（1）按安装地点可分为户内式和户外式。（2）按相数可分为单相式和三相式。（3）按每相绕组数可分为双绕组和三绕组式。三绕组电压互感器有两个二次侧绕组：基本二次绕组和辅助二次绕组。辅助二次绕组供接地保护用。（4）按绝缘可分为干式、浇注式、油浸式、串级油浸式、六氟化硫式 和电容式等。干式多用于低压。,电磁式电压互感器的结构类型,随着电压的升高，电压互感器绝缘尺寸需增大。为了减少绕组绝缘厚度，缩短磁路长度，110kV及以上电压互感器采用串级式，铁芯不接地，带电位，由绝缘板支撑。国产JCC型和JDCF型电压互感器就是采用这种结构。一次绕组分两部分，分别绕在上下两铁芯上，二次绕组只绕在下铁芯柱上并置于一次绕组的外面。铁芯和一次绕组的中点相连。当电网电压U加到互感器一次绕组时，其铁芯的电位为(1/2)U。而且一次绕组的两个出线端与铁芯间的电位差、一、二次绕组间的电位差及二次绕组和铁芯间的电位差将都是(1/2)U。这就降低了对铁芯与一次绕组之间以及一、二次绕组之间的绝缘要求。,电磁式电压互感器的型号,电压互感器的准确级,电压互感器的测量误差，以用其准确度级来表示。电压互感器的准确度级，是指在规定的一次电压和二次负荷变化范围内，负荷的功率因数为额定值时，电压误差的最大值。表：电压互感器的准确级和误差限值,电压互感器的额定容量,电压互感器的误差与二次负荷有关，因此对应于每个准确度级，都对应着一个额定容量，但一般说电压互感器的额定容量是指最高准确度级下的额定容量。电压互感器要求在某些准确度级下测量时，二次负载不应超过该准确级规定的容量，否则准确度级下降，测量误差是满足不了要求的。,电压互感器的接线方式,在三相电力系统中，通常需要测量的电压有线电压、相对地电压和发生单相接地故障时的零序电压。为了测量这些电压下图示出了几种常见的电压互感器接线。,电压互感器的配置原则,电压互感器配置原则是：应满足测量、保护、同期和自动装置的要求；保证在运行方式改变时，保护装置不失压、同期点两侧都能方便地取压。通常如下配置：（1）母线。6220kV电压级的每组主母线的三相上应装设电压互感器，旁路母线则视回路出线外侧装设电压互感器的需要而确定。（2）线路。当需要监视和检测线路断路器外侧有无电压，供同期和自动重合闸使用，该侧装一台单相电压互感器。,电压互感器的配置原则,（3）发电机。一般在出口处装两组。一组（三只单相、双绕组D，y接线）用于自动调节励磁装置。一组供测量仪表、同期和继电保护使用，该组电压互感器采用三相五柱式或三只单相接地专用互感器，Y，y，接成接线，辅助绕组接成开口三角形，供绝缘监察用。当互感器负荷太大时，可增设一组不完全星形连接的互感器，专供测量仪表使用。50MW及以上发电机中性点常还设一单相电压互感器，用于100%定子接地保护。,电压互感器的配置原则,（4）变压器 变压器低压侧有时为了满足同步或继电保护的要求，设有一组电压互感器。（5）330500kV电压级的电压互感器配置：双母线接线时，在每回出线和每组母线三相上装设。一个半断路器接线时，在每回出线三相上装设，主变压器进线和每组母线上则根据继电保护装置、自动装置和测量仪表的要求，在一相或三相上装设。线路与母线的电压互感器二次回路不切换。,
