电流电压互感器基础知识ppt课件.ppt

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1、,电流电压互感器基础知识简介,互感器概述电流互感器的原理与应用电压互感器的原理与应用电流电压互感器故障分析,主要内容,互感器是按比例变换电压或电流的设备。其功能主要是将高电压或大电流按比例变换成标准低电压（100V）或标准小电流（5A或10A均指额定值），以便实现测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化、小型化。同时互感器还可用来隔开高电压系统，以保证人身和设备的安全。,互感器概述,电流互感器工作原理,在理想的电流互感器（CT）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

2、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。,电流互感器工作原理,等效电路图,电流互感器的工作原理是电磁感应原理，特点是将电流互感器的一次绕组串联接入被测电路中，对被测电路的电流和电压影响极小。电流互感器的二次绕组串联接入仪表和继电器的电流线圈，构成测量和保护的交流回路。,电流互感器特点,运行中，电流互感器二次侧不允许开路，因为在排除损耗的情况下，一次测电流和二次侧电流在铁芯中产生的磁势刚好中和，当二次侧开路时，二次侧产生的磁势为0，使铁芯中的磁通剧增达到饱和状态，铁芯损耗增大严重发热，会影响绕组

3、绝缘，另外在二次侧会感应出很高的过电压（可达几千伏），危及人身和设备安全。电流互感器二次侧不允许安装熔断器或空气开关。电流互感器二次侧必须有一点接地。电流互感器连接时必须注意端子极性。,电流互感器特点,电流互感器的极性指的是某一时刻一次侧极性与二次侧某一端极性相同，即同时为正、 或同时为负，称此极性为同极性端或同名端，用符号*、- 或.表示。简单的判别方法：用 1.5V 干电池接一次线圈，用一高内阻、 大量程的直流电压表接二次线圈。当开关闭合时，如果 发现电压表指针正向偏转，可判定 1 和 2 是同极性端， 当开关闭合时，如果发现电压表指针反向偏转，可判定1 和 2 不是同极性端。,电流互感器

4、的极性,电流互感器在联接时，要注意其一、二次线圈接线端子上的极性按照国家标准规定，我国互感器与变压器一样，其线圈端子都采用“减极性”标号法。减极性的意思是一次电流从极性端流入，二次电流从极性端流出，这样标注的好处是一次二次的磁通叠加刚好是零。,电流互感器的极性,电流互感器接法,2022/11/12,电流互感器的接法,三相电流互感器能够及时准确了解三相负荷的变化情况，多用在变压器差动保护接线中。只使用三相完全星形接线的可在中性点直接接地系统中用于电能表的电流采集。三相三继电器接线方式不仅能反应各种类型的相间短路，也能反应单相接地短路，所以这种接线方式用于中性点直接接地系统中作为相间短路保护和单相

5、接地短路的保护。,影响电流互感器误差的因素：一次电流的影响。当电流互感器一次电流很小时，引起的误差增大;当一次电流长期大于额定电流运行时，也会引起误差增大，因此，一般一次测电流应大于互感器额定电流的25%，小于120%。二次负载的影响.当电流互感器二次负载增大时，误差(、比差和角差)也随着增大.故在使用中不应使二次负载超过其额定值(伏安数或欧姆数)。电源频率和铁芯剩磁也影响互感器误差,电流互感器误差,穿心式电流互感器其本身结构不设一次绕组，载流(负荷电流)导线由L1至L2穿过由硅钢片擀卷制成的圆形(或其他形状)铁心起一次绕组作用。二次绕组直接均匀地缠绕在圆形铁心上，和仪表、继电器、变送器等电流

6、线圈的二次负荷串联形成闭合回路。其变比根据一次绕组穿过互感器铁心中的匝数确定，穿心匝数越多，变比越小；反之，穿心匝数越少，变比越大。,穿心式电流互感器,具有同一个铁心和一次绕组，而二次绕组则分为两个匝数不同、各自独立的绕组，以满足同一负荷电流情况下不同变比、不同准确度等级的需要。例如在同一负荷情况下，为了保证电能计量准确，要求变比较小一些，准确度等级高一些；而用电设备的继电保护，考虑到故障电流的保护系数较大，则要求变比较大一些，准确度等级可以稍低一点。,不同变比电流互感器,零序电流互感器,零序电流保护的基本原理是基于基尔霍夫电流定律：流入电路中任一节点的复电流的代数和等于零。在线路与电气设备正

7、常的情况下，各相电流的矢量和等于零。当发生接地故障时的各相电流的矢量和不为零，故障电流使零序电流互感器的环形铁芯中产生磁通，零序电流互感器的二次侧感应电压使执行元件动作，带动脱扣装置，切换供电网络，达到接地故障保护的目的。,零序电流互感器,钳形表一般准确度不高，通常为2.55 级。钳口要闭合紧密不能带电换量程。使用高压钳形表时应注意钳形电流表的电压等级，严禁用低压钳形表测量高电压回路的电流。当电缆有一相接地时，严禁测量。,钳形电流互感器,电子式电流互感器,电子式电流传感器不使用铁芯，使用了原理上没有饱和的罗哥夫斯基线圈，由这个罗哥夫斯基线圈得到了与一次电流I1的时间微分成比例的二次电压E2，将

8、该二次电压E2进行积分处理，获得与一次电流成比例的电压信号。,优良的绝缘性能，造价低。不含铁心，不存在磁饱和、铁磁谐振等问题。暂态响应范围大，测量精度高。保证高压回路与二次回路在电气上完全隔离，低压侧没有因开路而产生高压的危险，同时因没有磁耦合，消除了电磁干扰对互感器性能的影响体积小、重量轻。,电子式互感器优点,高压电流互感器,型号说明,电流互感器额定电压不小于装设点线路额定电压。根据一次负荷计算电流选择电流互感器变比。根据二次回路的要求选择电流互感器的准确度并校验准确度。如线路中负荷计算电流为350A，则电流互感器的变流比应选择400/5。保护用的电流互感器为保证其准确度要求，可以将变比选得

9、大一些。,电流互感器的选择,保护用微型电流互感器的工作条件与测量用互感器完全不同，保护用互感器只是在比正常电流大几倍几十倍的电流时才开始有效的工作。绝缘可靠。足够大的准确限值系数。足够的热稳定性和动稳定性。保护用互感器准确等级5P、10P，表示在额定准确限值一次电流时的允许误差5%、10%。,电流互感器的选择,电压互感器（PT）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

10、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)U2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， 即KU=U1/U2,电压互感器工作原理,电压互感器原理图示,电压互感器在三相电路中的接线方案有：一相式接线，两相V/V形接线，三个单相电压互感器Y0/Y0接线，三个单相三绕组电压互感器或一个三相五柱电压互感器形成Y0/Y0/（开口三角形）接线等。VV接线用来测量各相间电压，但不能测相对地电压，广泛应用在20KV以下中性点不接地或经消弧线圈接地的电网中。Y0

11、/Y0广泛应用于3220KV系统中，其二次绕组用于测量相间电压和相对地电压，辅助二次绕组接成开口三角形，供接入交流电网绝缘监视仪表和继电器用。,电压互感器接法,电压互感器接法,主要由电容分压器和中压变压器组成。其设计和内部接线使电磁单元的二次电压实质上与施加到电容分压器上的一次电压成正比，且在连接方法正确时其相位差接近于零。,电容式电压互感器,电容式电压互感器,属于弱电系统。一般用于各种电力仪器之中用于测量、保护之用。与普通互感器相比微型互感器具有体积较小（可以做到指甲盖大小），精度较高（可达0.1）等特点.是一种电流型电压互感器，初级通过电路中串入电阻，二次并联电阻。将电压转换成电流，经互感

12、器作电流变换后，初级输出电流信号经取样电阻转换为所需要的电压。,微型电压互感器,型号说明,组合式电流电压互感器,1# ：进线计量柜，加装计量TV手车和计量用电流互感器形成计量回路，作为供电计费用。2# ：保护TV柜，在一次母排上并联保护TV手车，形成二次操作电源，三相电压显示及加装二次消谐装置。,多安装于高压计量箱、柜，用作计量电能或用作用电设备继电保护装置的电源。组合式电流电压互感器是将两台或三台电流互感器的一次、二次绕组及铁心和电压互感器的一、二次绕组及铁心，固定在钢体构架上，浸入装有变压器油的箱体内，其一、二次绕组出线均引出，接在箱体外的高、低压瓷瓶上，形成绝缘、封闭的整体。一次侧与供电

13、线路连接，二次侧与计量装置或继电保护装置连接。,组合式电流电压互感器,电压互感器在使用中相位正确非常关键，这就要求接线极性一定要对应，一旦引出端子用错，造成极性用反将会使电压相位变化180。电压互感器在运行中一定要保证二次侧不能短路，由于其在运行时是一个内阻极小的电压源，正常运行时负载阻抗很大，相当于开路状态，二次侧仅有很小的负载电流。若二次侧短路时，负载阻抗为零，将产生很大的短路电流，巨大的发热会将互感器烧坏甚至导致发生设备爆炸事故。,电压互感器使用注意,二次侧熔断器是保证电压互感器安全运行的可靠措施，必须选择适当的熔断器，并加装闭锁装置。在开口三角绕组两端加装并联电阻，并联电阻在开口三角感

14、应出零序电压时，使零序电流得以流通，对高压为了反映每相对地电压，电压互感器高压侧的每相绕组必须接在相与地之间，高压绕组必须呈星形接地，而且还要有中性点接地，同时，电压互感器的低压侧两绕组也必须有一点接地。线圈产生往磁作用，从而也能抑制谐振。,电压互感器使用注意,35kV及以下电压互感器的结构和普通变压器基本一致。根据其绝缘方式的不同，可分为干式、环氧浇注式和油浸式三种。干式电压互感器一般只用于低压的户内配电装置。浇注式电压互感器用于 335kV户内配电装置。油浸式电压互感器JDJJ2-35型、JDJ2-35型被广泛用于35kV 系统中。这类电压互感器的铁芯和一、二次绕组放在充有变压器油的油箱内

15、。绕组出线端经固定在油箱盖上的套管引出。,电压互感器分类,10220kV电压互感器：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。,电压互感器分类,电压互感器故障案例分析,2003年7月10日，某供电公司110 kV变电站发生10 kV母线电压互感器一次侧三相熔丝因雷击谐振熔断的故障，10kV系统为中性点不接地系统。事后检查，发现中性点所接消谐电阻正常，中性点绝缘正常，励磁特性在正常范围，二次回路绝缘正常，更换高压熔丝后，电压互感器又恢复正常运行。雷击时工频和高频铁磁谐振过电压的幅值一般较高

16、，可达额定值的3倍以上，起始暂态过程中的电压幅值可能更高，危及电气设备的绝缘结构。工频谐振过电压可导致三相对地电压同时升高，或引起虚幻接地现象。分频铁磁谐振可导致相电压低频摆动，励磁感抗成倍下降，过电压并不高，一般在2倍额定值以下，但感抗下降会使励磁回路严重饱和，励磁电流急剧加大，电流大大超过额定值，导致铁心剧烈振动，使电压互感器一次侧熔丝过热烧毁。,电流互感器故障判断,可以从以下方面检查判断：回路仪表指示异常，一般是降低或为零。用于测量表计的电流回路开路，会使三相电流表指示不一致、功率表指示降低、计量表计转速缓慢或不转。本体有无噪声、振动不均匀、严重发热、冒烟等现象，当然这些现象在负荷小时表现并不明显。继保发生误动或拒动，这种情况可在误跳闸或越级跳闸时发现并处理。电度表、继电器等冒烟烧坏。二次回路端子、元件线头有放电、打火现象。,谢谢观赏！,