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1、互感器,国网技术学院2013年09月,主要内容,第一节 概述第二节 电磁式电流互感器第三节 电磁式和电容分压式电压互感器第四节 光电式互感器,主要内容,一.互感器的作用 二.互感器的类型,一.互感器的作用,1.所有二次设备可用低电压、小电流的电缆连接，二次设备的绝缘水平能按低电压设计，结构轻巧，价格便宜。便于集中管理，可实现远方控制和测量。2.将一次回路的高电压和大电流变为二次回路的标准值，使测量仪表和保护装置标准化。,一.互感器的作用,3.二次回路不受一次回路的限制，4.使二次侧的设备与高电压部分隔离，且互感器二次侧要有一点接地，保证二次系统设备和工作人员的安全。,二.互感器的类型,互感器,
2、第二节 电磁式电流互感器,一、工作原理 二、测量误差 三、准确级与额定二次负 四、分类和结构 五、接线,一工作原理,1.原理：KI=IN1/IN2 NN2/NN1,2.运行特点：二次回路不允许开路,正常工作时：磁动势 NlIl+N2I2=NlI0,，NlIl和N2I2互相抵消一大部分，激磁磁势NlI0，数值不大。,2.运行特点：二次回路不允许开路,二次电路开路时：N2I2 等于零，激磁磁势猛增到NlIl，铁心中磁感应强度猛增，造成铁心磁饱和。铁心饱和致使随时间变化的磁通的波形由正弦波变为平顶波，在磁通曲线过零前后磁通在短时间内从+m变为-m，使d/dt值很大。,运行中二次回路开路可能造成的后果
3、,1.e2=-d/dt，磁通急剧变化时，二次绕组内将感应很高的尖顶波电势e2,危及工作人员的安全，威胁仪表和继电器以及连接电缆的绝缘。2.磁路的严重饱和还会使铁心严重发热，若不能及时发现和处理，会使电磁式电流互感器烧毁和电缆着火。3.在铁心中产生剩磁，影响互感器的特性。,二.测量误差,电流误差（比误差）fi,fi为二次电流的测量值I2乘以额定电流比KI所得的值KI I2与实际一次电流Il之差，以后者的百分数表示 fi=,相角误差i,相位差为旋转180。的二次电流相量-I2，与一次电流相量 Il之间的夹角i，并规定-I2，超前Il 时，相位差i 为正值。,3.额定容量和额定二次负荷,额定容量Se
4、2指电流互感器在额定二次电流Ie2和额定二次阻抗Ze2下运行时，二次绕组输出的容量。由于电磁式电流互感器的额定二次电流为标准值（5A或1A），为了便于计算，有些厂家常提供电磁式电流互感器额定二次阻抗Ze2。,10误差曲线,保证电流误差不超过一10的条件下，一次电流的倍数n(n=I1/IN1)与允许最大二次负荷阻抗Z2的关系曲线。,四.分类和结构,1.电磁式电流互感器的分类（1）按功能：测量用电流互感器、保护用电流互感器（2）按安装地点：户内式、户外式（3）按安装方式：穿墙式、支持式、套管式穿（4）按绝缘方式：干式、浇注式、油浸式（5）按一次绕组匝数：单匝式、多匝式（6）按变流比：单变流比、多变
5、流比,电磁式电流互感器结构原理图,10KV电流互感器结构,10KV电流互感器结构实例,35KV电流互感器结构实例,35KV电流互感器结构实例,60、110、220KV电流互感器,新型500KV电流传感器,LCLWD3220型瓷箱式电容绝缘电磁式电流互感器,1油箱；2二次接线盒；3环形铁心及二次绕组；4压圈式卡接装置；5U字型一次线圈；6瓷套管7均压护罩；8储油柜；9一次绕组切换装置；10-一次出线端子；11-呼吸器,LCLWD3220型电流互感器内部电气接线示意图,五.电磁式电流互感器的接线,1.单相式：用于测量对称三相负荷的一相电流。2.星形接线：用于测量三相负荷电流，以监视 每相负荷的不对
6、称情况。3.两相式接线：其中一相电流表连接在回线中，回线电流等于A相与C相电流之和，即等于B相电流。,五.电磁式电流互感器的接线,电流互感器的减极性标示,当一次绕组加直流电压，电流从L1流入绕组时，二次绕组的感应电流从K1端流出。,第三节 电磁式和电容分压式电压互感器,第一部分电磁式电压互感,一.工作原理二.测量误差三.准确级和额定容量 四.铁磁谐振及防谐措施五.分类,一.电磁式电压互感器的原理,1.工作原理,Ku=UN1/UN2,2.电磁式电压互感器的特点,电压互感器一次侧的电压(即电网电压)不受互感器二次侧负荷的影响；接在电压互感器二次侧的阻抗很大，通过的电流很小，电压互感器的工作状态接近
7、于空载状态，二次电压接近于二次电势值，并取决于一次电压值。,电压互感器的额定变压比,Ku=Ue1/Ue2Ue1电压互感器一次绕组的额定电压 Ue2电压互感器二次线圈的额定电压,电磁式电压互感器的测量误差,1.电压误差fu fu=2.相位差u 旋转180。后的二次电压相量-U，2与一次电压相量U1之间的夹角，并规定-U，2超前于U1时，相位差u差为正值,二.等值电路和相量图,影响电压互感器误差的因素,(1)互感器一、二次绕组的电阻和感抗；(2)激磁电流Io；(3)二次负荷电流 I2；(4)二次负荷的功率因数cos2。,四.铁磁谐振及危害,当电力系统操作或其它暂态过程引起互感器暂态饱和而感抗降低时
8、，与电力网中的分布电容或杂散电容在一定条件下可能形成铁磁谐振。铁磁谐振产生的过电流和或高电压可能造成互感器损坏。特别是低频谐振时，互感器相应的励磁阻抗大为降低而导致铁心深度饱和，励磁电流急剧增大，高达额定值的数十倍至百倍以上，从而严重损坏互感器。,四.对铁磁谐振的防谐措施,在中性点不接地系统中：1）在电压互感器开口三角或互感器中性点与地之间接入专用的消谐器；2）选用三相防谐振电压互感器 3）增加对地电容破坏谐振条件 在中性点直接接地系统中：采用人为破坏谐振条件,JCCl一110型串级式电压互感器的结构,一个“口”字型铁心采用悬空式结构，用四根电木板支撑着。电木板下端固定在底座上。原绕组分成匝数
9、相等的两部分，绕成圆筒式安置在上、下铁柱上。原绕组的上端为首端，下端为接地端，其中点与铁心相连，使铁心对地电位为原绕组电压的一半。,JCCl一110型串级式电压互感器的结构,一般平衡绕组是安放得最靠近铁心柱。依次向外的顺序是：原绕组、基本付绕组、辅助付绕组。基本付绕组和辅助绕组都放置在下铁心柱上。上、下铁心柱都绕有平衡绕组。,JCCl一110型串级式电压互感器的结构,瓷外壳装在钢板做成的圆形底座上。原绕组的尾端、基本付绕组和辅助付绕组的引线端从底座下引出。原绕组的首端从瓷外壳顶部的油扩张器引出。油扩张器上装有吸潮器。,220kV串级式电压互感器的原理接线图,互感器由两个铁心组成，一次绕组分成匝
10、数相等的四个部分，分别套在两个铁心上、下铁柱上，按磁通相加方向顺序串联，接在相与地之间。每一单元线圈中心与铁心相连。二次绕组绕在末级铁心的下铁柱上。,电压互感器结构实例,220kV串级式电压互感器的原理接线图,当二次绕组开路时，线圈电位均匀分布，线圈边缘线匝对铁心的电位差为Uxg/4（Uxg 为相对地电压）。串级式结构可以大量节约绝缘材料和降低造价。,220kV串级式电压互感器中连耦线圈的作用,当二次接通负荷后，由于二次负荷电流的去磁作用，使未级铁心内的磁通小于其它铁芯内磁通，从而使各单元感抗不等，电压分布不均，准确度会降低。,220kV串级式电压互感器中连耦线圈的作用,为了避免这一现象，在两
11、铁心相邻的铁柱上绕有匝数相等的连耦线圈(绕向相同，反向对接)。这样，当某一单元的磁通变动时，连耦线圈内出现电流，该电流使磁通较大的铁心去磁，而使磁通较小的铁心增磁，达到各级铁心内磁通大致相等，各元件线圈电压均匀分布的目的。,220kV串级式电压互感器中平衡线圈的作用,在同一铁心的上、下铁柱上，还设有平衡线圈(绕向相同，反相对接)，其作用与连耦线圈相似，借助平衡线圈内电流，使两柱上的磁势得到平衡。,第二部分 电容分压式电压互感器,一.工作原理 二.电磁式和电容分压式电压互感器的接线 三.对电压互感器接线的要求,一.电容分压式电压互感器（CCVT）工作原理,UC2=KU1其中：K分压比，K=；U1
12、装置的相对地电压,改变C1和C2的比值，可得到不同的分压比。,原理接线图中各元件的作用,L补偿电抗，可补偿电容分压器的内阻抗。TV 中间变压器，将测量仪表经中间变压器TV后与分压器连接，减小分压器的输出电流以减少误差。rd阻尼电阻，在TV付边单独设置一只线圈，接入阻尼电阻rd，用以抑制铁磁谐振过电压。,原理接线图中各元件的作用,CK 补偿电容器，用来补偿电磁式电压互感器TV的磁化电流和付边负荷电流的无功分量，亦能减小测量装置的误差。P1放电间隙，用以保护TV的原绕组和补偿电抗器L，防止因受二次侧短路所产生的过电压而造成的损坏。,2.电容式电压互感器的特点,供110kV级及以上中性点直接接地系统
13、测量电压之用 优 点：（1）除作为电压互感器用外，还可将其分压电容兼做高频载波通讯的耦合电容；（2）电容分压式电压互感器的冲击绝缘强度比电磁式电压互感器高；,2.电容式电压互感器的特点,（3）体积小，重量轻，成本低；（4）在高压配电装置中占地面积很小。缺 点：误差特性和暂态特性比电磁式电压互感器差，输出容量较小。,二.电磁式和电容式电压互感器的接线,1.单相电压互感器：测量任意两相之间的线电压,2.两只单相电压互感器接成 不完全星形接线(VV形）,测量线电压，不能测量相电压。这种接线广泛用于小接地短路电流系统中。,3.三只单相三绕组电压互感器接成星形接线，且原绕组中性点接地,线电压和相对地电压
14、都可测量。在小接地电流系统中，可用来监视电网对地绝缘的状况。,4.三相三柱式电压互感器的接线,可用来测量线电压。不许用来测量相对地的电压，即不能用来监视电网对地绝缘，因此它的原绕组没有引出的中性点。,5.三相五柱式电压互感器,测量线电压和相电压，可用于监视电网对地的绝缘状况和实现单相接地的继电保护,6.电容式电压互感器的接线,测量线电压和相电压，可用于监视电网对地的绝缘状况和实现单相接地的继电保护 适用于110500kV的中性点直接接地电网中。,三.对电压互感器接线的要求,1.电压互感器的电源侧要有隔离开关。2.在35kV及以下电压互感器的电源侧加装高压熔断器进行短路保护。3.电压互感器的负载
15、侧也应加装熔断器，用来保护过负荷。4.60kV及以上的电压互感器，其电源侧可不装设高压熔断器。,三.对电压互感器接线的要求,5.三相三柱式电压互感器不能用来进行交流电网的绝缘监察。6.电压互感器副边的保安接地点不许设在副边熔断器的后边，必须设在副边熔断器的前边。7.凡需在副边连接交流电网绝缘监视装置的电压互感器，其一次侧中性点必须接地，否则无法进行绝缘监察。,第四节 光电式互感器,一种新型的互感器，他们利用半导体集成电路技术、激光技术、光纤传输技术开发研制出了光电式电流互感器（OCT）和光电式电压互感器（OVT）以及组合式光电互感器（OMU）。,光电式互感器的优点,具有传统式互感器不可比拟的优
16、点：体积小，重量轻；无铁心、不存在磁饱和和铁磁谐振问题；暂态响应范围大，频率响应宽；抗电磁干扰性能佳；无油化结构，绝缘可靠、价格低；便于向数字化、微机化发展。,互感器运行,66,1、禁止将电流互感器二次侧开路2、短路电流互感器二次绕组，应使用短路片或短路线，禁止用导线缠绕。,电流互感器,电压互感器,电压互感器二次回路不能短路，否则会引起烧坏线圈。由于电压互感器内阻抗很小，若二次回路短路时，会出现很大的电流，将损坏二次设备甚至危及人身安全。60kV及以下系统，一次侧一般经过隔离开关和熔断器接入高压电网。电压互感器一次侧熔断器的作用：保护电压互感器本身，当电压互感器本身故障时，熔断器迅速熔断，防止事故扩大；,停用电压互感器时注意事项,1、不使保护及自动装置失去电压。2、必须进行电压切换。3、两段PT二次并列时，一次必须先并列（防止反充电）。4、防止反充电，取下二次熔断器。5、电压互感器送电时必须先合一次侧后合二次侧，停电时先停二次侧后停一次侧，防止反送电危及设备安全。二次负荷全部断开后，断开互感器一次侧电源。,谢谢大家！,
