高压配电室电气设备.ppt

《高压配电室电气设备.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高压配电室电气设备.ppt（159页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、高压电气设备,第一节：电力系统,1、概念电力系统：由发电厂、升降压变电所、输配电线路和用户在电气上连接的整体称为电力系统。,第一节：电力系统,油田供电系统构架,中性点运行方式中性点不接地,正常运行情况 简化等值电路 如图相间及对地电容对称分布，对地电容用集中电容表示，相间电容略。电压及电流关系分析 节点电压定律N0，相量图：上图b 结论 电源中性点与地同电位，各相的相电压等于各相的对地电压（不大的中性点位移电压略）；,第二节：电力系统中性点运行方式,各相对地电容电流的大小相等c0 xc，它们的相量和为零，地中没有电容电流通过。单相接地故障 简化等值电路 假定C相完全接地，如下图。电压及电流关系

2、分析 如上图b,结论：中性点对地电压升为相值（-c）；故障相对地电压为零，非故障相升为线值且相位改变;相对中性点电压和线电压仍不变，用户不知；接地点流过的电容电流是正常每相对地电容电流的倍，即cco架空线路c350(2.73.3)10-3(A)电缆线路c0.1(A),总接地电容电流：不完全接地 均比完全接地略有变化。电网的工作状态及处理 接地电流产生的弧光接地：cA：瞬时性自然熄灭；c30A：稳定性烧毁设备多相短路；c10A：间歇性串联谐振过电压,高达2.53.5x。可以继续工作不超过二小时，但应采取必要措 施。用户承受的线电压正常；系统按线电压绝缘；一次绕组为额定相电压的电压互感器饱和，超过

3、 二小时易烧毁。措施：通过监察装置发现、寻找、排除、转移负荷。,消弧线圈的工作原理 正常运行（理想）情况 0L，消弧线圈不起作用。单相接地故障(如C相完全接地)电压及电流关系分析 电压关系与不接地系统相同；在习惯规定方向下,L和C在接地处相互抵消而实现补偿。,中性点运行方式中性点经消弧线圈接地,消弧线圈的简单构造原理 单相油浸式，带分段气隙铁芯，分接头有档，型号XDJ(L)-35。适用范围 35kV及以下接地电流不满足中性点绝缘系统规定值时采用；个别雷害严重的地区110kV系统不得已采用 补偿方式 完全补偿 LC即；串联谐振过电压危及绝缘。欠补偿 LC；切除线路或频率下降可能谐振。过补偿 LC

4、10A；补偿容量的选择 h.e1.35cx5.消弧线圈的安装地点 发电厂的发电机或厂变的中性点；变电所主变的中性点。,单相接地 中性点始终为地的零电位不位移，形成接地短路，巨大的短路电流使保护动作断路器迅速切除接地故障部分，避免接地点的电弧持续。特点 供电可靠性差，通过来纠正；d(1)可能大于d(3)且单相磁场对弱电干扰；不产生过电压，设备绝缘水平低20，造价低。,中性点运行方式中性点直接接地,中性点不同接地方式的比较和应用范围,中性点不同接地方式的比较 1、供电可靠性 2、过电压与绝缘水平 3、继电保护 4、对通讯的干扰 5、系统稳定性中性点运行方式的应用范围 1直接接地系统：380220V

5、三相四线制系统；110kV及以上的系统。2不接地系统：380V三相三线制系统；接地电流不超过规定值的60kV及以下高压系统：kV系统，c30A，否则采用经消弧线圈接地；,10kV系统，c20A，否则采用经消弧线圈接地；2060kV系统，c10A，否则采用经消弧线圈接地；发电机电压侧系统cA，否则采用经消弧线圈接地。,第三节：高压电气设备,1、电气设备的分类一次设备：生产和转换电能的如变压器、发电机。,第三节：高压电气设备,1、电气设备的分类一次设备：保护电器：限制短路电流的电抗器、防御过电压的避雷器,第三节：高压电气设备,1、电气设备的分类一次设备：接通和断开电能的开关设备：断路器、负荷开关、

6、熔断器、隔离开关、接触器等,第三节：高压电气设备,1、电气设备的分类一次设备：电压互感器、电流互感器,第三节：高压电气设备,1、电气设备的分类二次设备：各种计量、测量表计继电保护和自动装置操作电器、各类操作把手直流电源设备：蓄电池组、硅整流等,第四节：高压电气设备的参数,额定电压是国家根据经济发展的的需要，技术经济的合理性，制造能力和产品系列性等各种因素所规定的电气设备的标准电压等级。我国规定的额定电压，按电压高低和使用范围分为三类。第一类额定电压 第一类额定电压是100V及以下的电压等级，主要用于安全照明、蓄电池及开关设备的直流操作电压。直流为6、12、24、48V；交流单相为12V和36V

7、，三相线电压为36V。,1、额定电压,第二类额定电压 第二类额定电压是1001000V之间的电压等级。这类额定电压应用最广、数量最多，如动力、照明、家用电器和控制设备等。第三类额定电压 第三类额定电压是1000V及以上的高电压等级，主要用于电力系统中的发电机、变压器、输配电设备和用电设备。,第四节：高压电气设备的参数,2、额定电流,电气设备的额定电流（铭牌中的规定值）是指在规定的周围环境温度和绝缘材料允许温度下允许通过的最大电流值。当设备周围的环境温度不超过介质的规定温度时，按照设备的额定电流工作，其各部分的发热温度不会超过规定值，电气设备有正常的使用寿命。说明：周围环境温度一般指20。,第四

8、节：高压电气设备的参数,3、额定容量,发电机、变压器和电动机额定容量的规定条件与额定电流相同。变压器的额定容量都是指视在功率（kVA）值，表明最大一线圈的容量；发电机的额定容量可以用视在功率（kVA）值表示，但一般是用有功功率（kW）值表示，这是因为拖动发电机的原动机（汽轮机、水轮机等）是用有功功率表示的；电动机的额定容量通常用有功功率（kW）值表示，因为它拖动的机械的额定容量一般用有功功率表示。,第五节：变压器,、变压器原理：利用电磁感应原理，把一种交流电压和电流转换成相同频率的的另一种或几种交流电压和电流，是一种静止的电器。电磁感应：通过闭合回路的磁通量发生变化，而在回路中产生电动势的现象

9、称为电磁感应；这样产生电动势称为感应电动势，如果导体是个闭合回路，将有电流流过，其电流称为感生电流；变压器，发电机、各种电感线圈都是根据电磁感应原理工作。2、作用：仅改变交流电的电压，进行能量的传递，而不能产生能量，遵守能量转换和守恒原理。,变压器的原理,变压器的原理,变压器由一次绕组和二次绕组和铁芯组成。当一次绕组加上交流电压时，则一次绕组中产生电流，铁芯中产生交变磁通。交变磁通在一次、二次绕组中感应电动势，一次、二次侧的感应电动势之比等于一次、二次侧匝数之比。当二次侧接上负载时，二次侧电流也产生磁通，而主磁通由于外加电压不变而趋于不变，随之在一次侧增加电流，使磁势达到平衡，这样，一次侧和二

10、次侧通过电磁感应而实现了能量的传递。,电力变压器的结构,每台较大容量的变压器，一般是由铁芯、绕组、油箱、绝缘套管等主要部分组成。铁芯和绕组是变压器进行电磁能量转换的有效部分，称为变压器的器身。油箱是油浸式变压器的外壳，箱内灌满了变压器油，变压器油起绝缘和散热作用。绝缘套管是将变压器内部的高低压引线引到油箱的外部，不但作为引线对地的绝缘，而且担负着固定引线的作用，以下分述各部分的内容。,电力变压器的绕组,绕组是变压器的电路部分，由绝缘导线组成。高低压绕组在铁芯柱上按同心圆筒的方式套装，在一般情况下，总是将低压绕组放在里面靠近铁芯处，以利于绝缘，把高压绕组放在外面，高低压绕组间，低压绕组与铁芯柱之

11、间留有绝缘间隙的散热通道。同心绕组按其结构不同可分为圆筒形绕组，螺旋形绕组，连续式绕组，纠结式绕组、同屏蔽式绕组等形式。,电力变压器的绕组,容量稍大的变压器的低压绕组匝数很少，但电流却很大。所以要求线匝的横截面很大，通常用很多根导线（6根或更多）并联起来绕，螺旋形绕组每匝并联导线数量较多，而且是沿径向一根压着一根地叠起来绕。并联的导线绕成一个螺旋，中间隔以沟道。当螺旋形绕组并联导线更多时（如12根）时，就把并联导线分成两组并排绕组，形成双螺旋式。,电力变压器的绕组,为了减少大型变压器在采用多股导线并绕时所产生的附加损耗，绕组往往需要作换位处理。通常采用换位导线；所谓换位导线，就是将多股分散的并

12、绕导线，在绕制前，先按照一定的规律，360。连续地进行换位。在应用时。把换位导线当作一根导线来绕制。换位导线被广泛使用于大容量电力变压器。,电力变压器的绕组,为了使绕组有效地散热，绕组设有散热油道。在双绕组变压器强迫油循环导向冷却系统中。压力油在高低压绕组之间，有各自的流通路线。绕组中有纵向和横向油道，压力油在油箱中按指定的导向有规律地定向流动，保证所有的统组都有低温冷却油流过，把热量带走，使绕组得到有效的冷却，所以冷却效果比较理想。因此。目前大型变压器几乎都采用这种强迫导向冷却的方式。,电力变压器的外壳,变压器铁芯和绕组就放置在油浸式变压器的外壳内。外罩按变压器容量的大小，结构基本上有芯式和

13、吊罩式两种。大容量变压器由于体积重量大，如采用吊芯式外罩结构，在实际检修中比较困难。因此，大型电力变压器的外罩，都毫不例外地做成吊罩式。这种箱壳犹如一只钟罩，故又称钟罩式油箱。当变压器铁芯和绕组需进行检修时，吊去外面钟罩形状的外壳，即上节外罩，变压器铁芯和绕组便全部暴露在外了，可以作充分的检修。,电力变压器的外壳,吊外罩显然比吊铁芯和绕组容易得多，不需要特别重型的起重设备。随着变压器技术的发展，变压器的性能和可靠性大大提高，越来越多的大型变压器采用全焊接结构，这样可减少变压器的渗漏点，便于运行维护，缺点是一旦变压器出现故障，必须切开变压器外壳,电力变压器的油枕,但当油温变化时，油的体积会膨胀或

14、收缩，每个变压器设有一个油枕，油浸式变压器的壳体内充满了变压器油，油枕内的油通过瓦斯继电器的连通管与变压器壳体连通，变压器油既起冷却作用，又起绝缘作用。油中含杂质和水分将降低绝缘性能，变压器为全密封结构，变压器油不和外界空气接触。引起油面的升高和降低，油枕中一半是油，一半是空气。油和空气用胶囊隔离。,电力变压器的油枕,大型电力变压器还在储油柜上部装一个呼吸器。当油受热膨胀后，储油柜的油面上升，胶囊内的空气通过呼吸器排到外面大气中去；当冷却时二油面下降，外部空气通过呼吸器的管子又进人胶囊内，呼吸器的下端装有能够吸收水分和杂质的物质。油枕上装有全封密式带磁性的油位指示器。,变压器油的作用,变压器油

15、有以下几种主要作用：（1）绝缘作用 变压器油具有比空气高得多的绝缘强度。绝缘材料浸在油中，不仅可提高绝缘强度，而且还可免受潮气的侵蚀。（2）散热作用 变压器油的比热大，常用作冷却剂。变压器运行时产生的热量使靠近铁芯和绕组的油受热膨胀上升，通过油的上下对流，热量通过散热器散出，保证变压器正常运行。（3）消弧作用 在油断路器和变压器的有载调压开关上，触头切换时会产生电弧。由于变压器油导热性能好，且在电弧的高温作用下能分触了大量气体，产生较大压力，从而提高了介质的灭弧性能，使电弧很快熄灭。,对变压器油的性能通常有以下要求：,（1）密度尽量小，以便于油中水分和杂质沉淀。（2）粘度要适中，太大会影响对流

16、散热，太小又会降低闪点。（3）闪点应尽量高，一般不应低于135。（4）凝固点应尽量低。（5）酸、碱、硫、灰分等杂质含量越低越好，以尽量避免它们对绝缘材料、导线、油箱等的腐蚀。（6）氧化程度不能太高。氧化程度通常用酸价表示，它指吸收1克油中的游离酸所需的氢氧化钾量（毫克）。（7）安定度不应太低，安定度通常用酸价试验的沉淀物表示，它代表油抗老化的能力。,瓦斯继电器,瓦斯继电器的作用是，当变压器出 现内部故障时，产生的气体将聚集在瓦斯继电器的上部，使油面降低。当油面降低到一定程度后，上浮筒便下沉，使水银接点接通，发出信号。如果是严重故障，油 流会冲击挡板，使之偏转，并带动挡板后的连动杆向上转动，挑动

17、与水银接点卡环相连的连动环，使水银接点分别向与油流垂直的两侧转动，两水银接点同时接通，使开关跳闸或发出信号。,瓦斯继电器,常用瓦斯继电器有浮子式和挡板式两种。挡板式瓦斯继电器。是将浮子继电器的下浮子改为挡板结构。这两种瓦斯继电器的区别是，后者的挡板结构不随油面下降而动作，而是在油的流速达到每秒0.61.0米时才动作，所以挡板式瓦斯继电器遇到油面下降或严重缺油时，不会造成严重瓦斯误动跳闸。,瓦斯继电器,新安装或大修后的变压器，在加油、滤油过程中，稍不注意就会将空气带入变压器的油箱内。投运前如果未将空气及时排出，则在变压器投运后，由于油温上升，油箱内的油将形成对流，将空气“赶出”油面，从而使瓦斯继

18、电器动作。通常，内部存有的气体越多，瓦斯断电器的动作越频繁。在 投运初期，如果发现瓦斯继电器动作频繁，应根据变压器的音响、温度、油面以及加油、滤油情况进行综合分析。如果变压器运行正常，则可判定为进入空气所致。否则应取气体做点燃试验，以判断变压器本身是否存在故障以及故障性质，从而及时采取相应措施予以消除，避免故障扩大，保证变压器安全运行。,压力释放阀,安全阀及自动复位泄压装置主要用于迅速释放变压器内可能产生的任何过大压力。以保证变压器不发生壳体结构严重变形、甚至爆炸或喷油着火等严重的损坏事故。当变压器发生故障时，由于某种原因没有立即切断电源，油箱内将产生很高的压力。为了防止油箱破坏，而装置防爆管

19、。故障时，油箱内压力升高，油和气体通过压力释放阀喷出。,绝缘结构和绝缘磁管,变压器的绝缘可分为内绝缘和外绝缘：内绝缘是油箱内的各部分绝缘，外绝缘是套管上部对地和彼此之间的绝缘，内绝缘又可分为主绝缘和纵绝缘两部分。主绝缘是绕组与接地部分之间，以及绕组之间的绝缘。纵绝缘是同一绕组各部分之间的绝缘。变压器的绝缘套管，是将变压器内部的高、低压引线引到变压器外罩外部，不但作为引线对地的绝缘，而且担负着固定引线的作用。,变压器的分级绝缘,分级绝缘就是压器的绕组靠近中性点的主绝缘水平绕组端部的绝缘水平低。相反，变压器首端与尾端绝缘水平一样的叫全绝缘。分级绝缘的变压器在运行中要注意事项：一般对分级绝缘的变压器

20、规定：只许在中性点直接接地的情况下投入运行；如果几台变压器并联运行，投入运行后，若需将中性点断开时，必须投入零序过压保护，且投入跳闸位置,变压器电压的调整,电力系统正常运行时，必须控制电压的波动，电压变动范围一般规定不得超过额定值的5%。为了保证电压波动在一定范围内，就必须进行调压。用改变变压器绕组匝数进行调压是最常用的方法，改变绕组匝数，即改变高压绕组的分接头，常在高压侧绕组进行。调压分为无励磁调压和有载调压，无励磁调压必须在变压器不带电的情况下进行，有载调压则可以带负荷进行。,变压器的分接开关,随着系统运行方式及负荷的不同，系统电压会发生波动，电压过低或过高都会影响电气设备的正常运行，甚至

21、损坏设备影响安全生产，为了保证供电质量及电气设备的安全运行，必须根据系统电压的波动情况进行调压。调压通常的方法是改变变压器绕组的匝数来改变电压比，达到改变电压的目的。改变变压器绕组的匝数既在变压器绕组上设置计算好的分接头，通过该变分接头来改变线圈的匝数，连接和切换分头的机构就称为分接开关。,变压器的分接开关,变压器在高压绕组上抽出适当的分头，通过改变这些分头的接法就可以改变电压，因为高压绕组是套在低压绕组的外边，引出分头进行连接比较方便，另外高压绕组电流小，引出线和分接开关的载流部分截面小，开关接触部分所选择的通流面也易解决。变压器调压的方式有两种，既有载调压和无载调压。所以分接开关也就分为有

22、载分接开关和无载分接开关。,变压器的分接开关,无载调压方式又叫无激磁调压或无励磁调压，要求变压器必须停止运行，在不带电情况下变换绕组分接头这种分接开关叫做无载分接开关。有载调压方式是变压器运行中，在带有负荷的情况下允许改变绕组分接头，因此这种分接开关称为有载分接开关。,变压器的主要参数,额定电压：变压器长时间运行所能承受的工作电压。变压器的一个作用就是改变电压，因此额定电压是重要数据之一。额定电压是指在多相变压器的线路端子间或单相变压器的端子间指定施加的电压，或当空载时产生的电压，即在空载时当某一绕组施加额定电压时，则变压器所有其它绕组同时都产生电压。额定电压是指线电压。我国输变电线路电压等级

23、（kV）为0.38、3、6、10、15（20）、35、63、110、220、330、500。线路始端（电源端）电压考虑了线路的压降将此等级电压高。因此，变压器的额定电压也相应提高，线路始端电压值（kV）0.4、3.15、6.3、10.5、15.75、38.5、69、121、242、363、550。35kV以下电压等级的始端电压比电压等级要高5。而35kV及以上的要高10,变压器的主要参数,额定电流：变压器允许长期通过的工作电流。变压器的额定电流是由绕组的额定容量除以该绕组的额定电压及相应的系数（单相为1，三相为根号3）,而并得的电流经绕组线端的电流。是指线电流。,变压器的主要参数,额定容量：变

24、压器额定电压、额定电流时连续运行能输送的容量。变压器的主要作用是传输电能，因此，额定容量是它的主要参数。额定容量是一个表现功率的惯用值，它是表征传输电能的大小，以kVA或MVA表示，当对变压器施加额定电压时，根据它来确定在规定条件下不超过温升限值的额定电流。双绕组变压器的额定容量即为绕组的额定容量，（由于变压器的效率很高，通常一，二次侧的额定容量设计成相等）多绕组变压器应对每个绕组的额定容量加以规定。其额定容量为量大的绕组额定容量；当变压器容量由冷却方式而变更时，则额定容量是指量大的容量。我国现在变压器的额定容量等级是按1.26的倍数增加的，如容量有100、125、160、200kVA等,变压

25、器的主要参数,空载电流和空载损耗:空载电流是指当向变压器的一个绕组（一般是一次侧绕组）施加额定频率的额定电压时，其它绕组开路，流经该绕组线路端子的电流，称为空载电流I。通常Io以额定电流的百分数表示：Io%=(Io/IN)*100=0.13%空载电流的有功分量Ioa是损耗电流，所汲取的有功功率称空载损耗Po，即指当以额定频率的额定电压施加于一个绕组的端子上，其余各绕组开路时所汲取的有功功率。忽略空载运行状态下的施电线绕组的电阻损耗时又称铁损。因此，空载损耗主要决定于铁心材质的单位损耗。,变压器的主要参数,短路损耗：将变压器二次短路，使一次侧电压逐渐升高，当二次绕组的短路电流达到额定值时，变压器

26、所消耗功率，约等于变压器的铜耗。阻抗电压(短路阻抗)：将变压器二次绕组短路，使一次侧电压 逐渐升高，当二次绕组的短路电流达到额定值时，此时一次侧电压与额定电压比值百分数,变压器的主要参数,阻抗电压是涉及变压器成本、效率及运行的重要经济技术指标。同容量变压器，阻抗电压小的成本低，效率高，价格便宜，另外运行时的压降及电压变动率也小，电压质量容易得到控制和保证。从变压器运行条件出发，希望阻抗电压小一些较好。从限制变压器短路电流条件出发，希望阻抗电压大一些较好，以免电气设备如断路器、隔离开关、电缆等在运行中经受不隹短路电流的作用而损坏，所以在制造变压器时，必须根据满足设备运行条件来设计阻抗电压，且应尽

27、量小一些。,变压器的损耗,变压器的损耗分为铁损和铜损。变压器铁耗分基本铁耗和附加铁耗。基本铁耗主要是磁滞和涡流损耗。磁滞损耗与硅钢片材料的性质，磁通密度的最大值以及频率有关。涡流损耗主要与硅钢片厚度，磁通密度最大值，以及频率有关。附加铁耗主要有：在铁心接缝等处由于磁通密度分布不均匀所引起的损耗；在拉紧螺杆、铁轭夹件，油箱壁等构件处所产生的涡流损耗。变压器铜耗分基本铜耗和附加铜耗。基本铜耗指原，副绕组内电流引起的欧姆电阻损耗。附加铜耗指由于基肤效应和邻近效应所引起电流的导线截面分布不均匀所产生的额外损耗。铜耗等于铁耗时效率最大。,变压器的并列运行,变压器并联运行就是将两台或多台变压器的一、二次绕

28、组分别接在各自的公共母线上，同时对负载供电。并联运行条件：电压比相等(允许相差0.5%)：目的是避免在并联变压器所构成的回路中产生环流。联结组别相同：联结组别一致，保证了副边电压的相位一致。各变压器的短路电压都相同(允许相差10%)：以使变压器的负载分配与额定容量成正比。,第六节：互感器,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

29、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。,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。,互感器的作用,1、将一次回路高电压和大电流变为二次回路标准值。2、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

30、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。3、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。,电流互感器的工作特性,1、电流互感器的工作特性2、正常运行时，二次绕组近似于短路工作状态。3、一次电流的大小决定于一次负载电流。4、运行中的电流互感器二次回路不允许开路。5、电流互感器的一次电流变化范围很大。6、电流互感器结构应满足热稳定和电动稳定要求。,电压互感器的工作特性,1、正常运行时，电压互感器二次绕组近似工作开路状态。2、电压互感器一次侧电压决定于一次电力网的电压。3、运行中

31、的电压互感器二次侧绕组不允许短路。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,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、电流互感器的配置原则八、电流互感器使用注意事项,电流互感器的工作原理,在理想的电流互感器中，如果假

32、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。,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。,电流互感器的准确级,一、电流互感器准确级 准确度级

33、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。如表4-1所示。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,电流互感器准确级误差限值,电流互感

34、器的10%误差曲线,二、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。,电流互感器的额定容量,三、电流互感器的额定容量 电流互感器的额定容量SN2系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

35、-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)。,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,电流互感器接线方式,（1）三相三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。（2）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。（3）两相接差动式接线反映两相差电流。该接线特点

36、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 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。,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,（4）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。（5）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。,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

37、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。,电流互感器的型号,电流互感器全型号的表示和含义如下：,电流互感器的配置原则,（1）每条支路的电源侧均装设足够数量的电流互感器，供该支路测量、保护使用。此原则同

38、于开关电器的配置原则，因此有断路器与电流互感器紧邻布置。配置的电流互感器应满足下列要求：1）一般应将保护与测量用的电流互感器分开；2）尽可能将电能计量仪表互感器与一般测量用互感器分开，前者必须使用0.5级互感器，并应使正常工作电流在电流互感器额定电流的2/3 左右；3）保护用互感器的安装位置应尽量扩大保护范围，尽量消除主保护的不保护区；4）大接地电流系统一般三相配置以反应单相接地故障；小电流接地系统发电机、变压器支路也应三相配置以便监视不对称程度，其余支路一般配置于A、C相。（2）为了减轻内部故障时发电机的损伤，用于自动调节励磁装置的电流互感器应布置在发电机定子绕组的出线侧。为了便于分析和在发

39、电机并入系统前发现内部故障，用于测量仪表的宜装在发电机中性点侧。,电流互感器的配置原则,（3）配备差动保护的元件，应在元件各端口配置电流互感器，当各端口属于同一电压级时，互感器变比应相同，接线方式相同。Y，d11接线组别变压器的差动保护互感器接线应分别为三角形与星形，以实现两侧二次电流的相位校正同时低压侧变流比Kb与高压侧变流比Kh的关系为Kb=KhKT/3，其中KT为变压器的变比（KT=高压/低压）。（4）为了防止支持式电流互感器套管闪络造成母线故障，电流互感器通常布置在断路器的出线或变压器侧。,电流互感器使用注意事项,（1）电流互感器在工作时其二次侧不得开路（2）电流互感器的二次侧有一端必

40、须接地（3）电流互感器在连接时，要注意其端子的极性,电压互感器,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四、电流互感器的配置原则,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

41、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，即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

42、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 和电容式等。干式多用于低压；浇注式用于335kV；油浸式主要用于35kV及以上的电压互感器。,电磁式电压互感器的结构类型,（1）35kV及以下的电压互感器 35kV及一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

43、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。绕组出线端经固定在油箱盖上的套管引出。,电磁式电压互感器的结构类型,（2）110220kV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。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

44、。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,电压互感器全型号的表示和含义如下：,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4-3 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

45、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。例如JDZ-10型电压互感器，各准确级下的额定容量为：0.5级-80VA，1级-120VA，3级-300VA，则该电压互感器的额定容量为80VA。同时，电压互感器按最高电压下长期工作允许的发热条件出发，还规定最大容量，上述电压互感器的最大容量为500VA，该容量是某些场合用来传递功率的，例如：给信号灯，断路器的分闸线圈供电等。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

46、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。（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

47、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。,电压互感器的配置原则,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。（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

48、次回路不切换。,第七节：其它设备,一、开关电器 1、开关电器概念：直接用于正常投切和故障切除电路的电气 一次设备称为开关电器。2、分类：（1）按电压高低分类：高压开关电器和低压开关电器两类（2）按安装场所分类：户内式和户外式两类（3）按功能分类：断路器、隔离开关、负荷开关、熔断器和 组合式开关电器（高压负荷开关熔断器）二、高压断路器 1、用途：控制（操作）作用；保护作用 2、基本要求：（1）工作可靠（2）具有足够的开断能力（3）动作快速（4）具有自动重合闸性能（5）结构简单，经济合理,3、基本参数（1）额定电压：指断路器长时间运行能承受的正常工作电压。最高电压对于10220kV的为1.15倍额

49、定电压，对于330kV及以上为1.1倍额定电压。（2）额定电流：指断路器的触头结构和导电部分在规定环境温度下允许通过的长期工作电流，其相应的发热温度不会超过国家标 准。（3）额定开断电流：指断路器在额定电压下能可靠开断的最大短路电流的有效值。（4）额定开断容量：断路器的开断能力也可间接用开断容量 来表示，在三相电路中其大小等于额定电压与额定开断电流的 倍（5）动稳定电流：表明断路器在冲击短路电流作用下，承受电动力的能力。其值由导电和绝缘等部件的机械强度决定。（6）热稳定电流：表明断路器承受短路电流热效应的能力。用通电时间（一般取4S）和最大电流有效值来综合表示。,（7）开断时间：从操作机构跳闸

50、线圈接通跳闸脉冲起，到三相电弧完 全熄灭时止的一段时间称为断路器的开断时间，它等于断路器的 固有分闸时间和熄弧时间之和，即4、操动机构（1）组成：操动部分：由动力机构、扣住机构、脱扣机构和自由脱扣机构等组成传动部分：由拉杆、提升机构、缓冲机构等组成（2）分类：手动型、电磁型、液压型、气压型和弹簧型等（3）基本要求：1）具有足够的合闸功率2）能维持断路器处在合闸位置，不因外界震动和其他原因产生误分 闸功率。3）有可靠的分闸装置和足够的分闸速度4）具有自由脱扣装置5）要保证分、合动作准确、连续，即分后准备合、合后准备分。6）结构简单、体积小、价格低廉。,5、高压断路器的分类（1）油断路器：可分为多