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一、互感器课件一、互感器课件变电站设备介绍变电站设备介绍课题一课题一 互感器的作用互感器的作用一、一、互感器与系统的互感器与系统的连接连接二、二、互感器的互感器的作用作用2 2变电站设备介绍变电站设备介绍一、互感器与系统的一、互感器与系统的连接连接图图5-1 5-1 互感器与系统连接图互感器与系统连接图互感器是一种特殊的变压器，其一、二次绕组与系统的链接方互感器是一种特殊的变压器，其一、二次绕组与系统的链接方式如图式如图5-15-1所示所示3 3二、互感器的二、互感器的作用作用作用作用 供测量和保护之用供测量和保护之用供测量和保护之用供测量和保护之用 1.将一次回路的高电压和大电流变为二次侧标准的低电压（100V或100/V）和小电流（5A或1A）。2.2.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。3.3.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。变电站设备介绍VAN1N1N2N2TATV电压互感器电流互感器4 4变电站设备介绍变电站设备介绍电流互感器的电流互感器的工作特点工作特点1.1.正常运行时，二次绕组近似于短路工作状态。2.2.一次电流的大小决定于一次负载电流，与二次电流大小无关。3.3.运行中的电流互感器二次回路不允许开路。4.4.运行中当需要检修、校验二次仪表时，必须先将电流 互感器二次绕组或回路短接，再进行拆卸操作。5.5.电流互感器的一次电流变化范围很大。互感器仍要保持测量所需要的准确度。6.6.电流互感器的结构应满足热稳定和电动 稳定的要求。课题二课题二 电流互感器电流互感器5 5变电站设备介绍变电站设备介绍一、电磁式电流互感器的一、电磁式电流互感器的工作原理工作原理图图5-2 5-2 电流互感器的工作原理图电流互感器的工作原理图（式（式 5-15-1）6 6变电站设备介绍变电站设备介绍（一）（一）电流误差（又称比差）：电流互感器实际测量出来的电流与实际一次电流之差，占的百分数。（二）（二）角误差（角差）：旋转180的二次电流与一次电流之间的夹角。（三）（三）电流互感器运行工况运行工况对误差的影响二、电流互感器测量误差及影响误差的二、电流互感器测量误差及影响误差的运行因素运行因素（式（式 5-25-2）7 7变电站设备介绍变电站设备介绍（三）电流互感器（三）电流互感器（三）电流互感器（三）电流互感器运行工况运行工况运行工况运行工况对误差的影响对误差的影响对误差的影响对误差的影响1、一次电流的影响一次电流的影响一次电流的影响一次电流的影响当一次电流数倍于额定电流（即发生短路时），由于铁芯开始饱和，误差随I1增加而加大。2、二次负荷阻抗及功率因数对误差的影响二次负荷阻抗及功率因数对误差的影响二次负荷阻抗及功率因数对误差的影响二次负荷阻抗及功率因数对误差的影响 误差与二次负荷阻抗成正比。当二次负荷功率因数角增加时，数值误差增大，而角误差减小。反之，当二次负荷功率因数角减小时数值误差减小，而角误差增大。3、电流互感器二次线圈开路电流互感器二次线圈开路电流互感器二次线圈开路电流互感器二次线圈开路 二次侧感应出很高的电势，对人身和设备都是极有害的。此外，在铁芯中还会产生剩磁使互感器误差增大。会引起铁芯和绕组过热。8 8（一）（一）电流互感器的准确级准确级 （二）（二）保护级电流互感器的10%误差曲线误差曲线 （三）（三）电流互感器的额定容量额定容量变电站设备介绍变电站设备介绍三三 电流互感器的电流互感器的准确级准确级和和额定容量额定容量图图5-3 5-3 电流互感器二次回路开路时磁通、电动势波形图电流互感器二次回路开路时磁通、电动势波形图9 9变电站设备介绍变电站设备介绍 电流互感器的测量误差，可以用其准确度级来表示，准确度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。我国电流互感器准确级和误差的限值如表5-1所示。一般0.1、0.2级主要用于实验室精密测量和供电容量超过一定值（月供电量超过100万kWh）的线路或用户；0.5级的可用于收费用的电能表；0.51级的用于发电厂、变电所的盘式仪表和技术上用的电能表；3级、5级的电流互感器用于一般的测量和某些继电保护上；5P和10P级的用于继电保护，在旧型号产品中用B、C、D级表示。（一）（一）（一）（一）电流互感器的电流互感器的准确级准确级1010变电站设备介绍变电站设备介绍表表5-15-1电流互感器准确度级和误差极限电流互感器准确度级和误差极限1111变电站设备介绍变电站设备介绍 用于保护的电流互感器，对可能出现的短路电流范围内，要求互感器最大误差限值不超过10%。通常，由制造厂提供各种类型电流互感器的10%误差曲线，以供设计时使用。（二）保护级电流互感器的（二）保护级电流互感器的10%10%误差曲线误差曲线图图5-4 LGC5-4 LGC型电流互感器型电流互感器1010误差曲线误差曲线 电流误差为10时一次电流与额定电流的倍数m与电流互感器二次允许最大负荷阻抗的关系曲线1212变电站设备介绍变电站设备介绍 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和额定二次阻抗下运行时，二次绕组输出的容量。由于电流互感器的额定二次电流为标准值（5A获1A），也为了便于计算，有的厂家提供电流互感器的额定阻抗ZN2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。（三）电流互感器的（三）电流互感器的（三）电流互感器的（三）电流互感器的额定容量额定容量额定容量额定容量1313变电站设备介绍变电站设备介绍（一）电流互感器的极性极性 电流互感器在连接时，要注意其端子的极性，按照规定，我国互感器和变压器的绕组端子，均采用“减极性”标号法。用“减减极极性性”法所确定的“同名端”，实际上就是“同极性端”，即在同一瞬间，两个同名端同为高电位或同为低电位。按规定，电流互感器的一次绕组端子标以L1、L2,二次绕组端子标以K1、K2，L1与K1为同名端，L2与K2为同名端。如果一次电流从L1流向L2，则二次电流应从K2流向K1，如图5-5所示。四四 电流互感器的电流互感器的接线方式接线方式图图5-5 5-5 电流互感器电流互感器 1-1-铁心铁心 2-2-一次绕组一次绕组 3-3-二次绕组二次绕组1414变电站设备介绍变电站设备介绍（a a）一一相相式式接接线线（b b）两两相相V V形形接接线线（二）电流互感器（二）电流互感器的的 接线方式接线方式（c c）两两相相电电流流差差接接线线（d d）三三相相星星形形接接线线图图5 5-6 6电电流流互互感感器器的的四四种种接接线线方方式式 1515变电站设备介绍变电站设备介绍（一）电流互感器的分类分类 按安装地点可分为屋内（20kv及以下）和屋外式（35kv及以上）。按安装方式可分为穿墙式、支持式和装入式（套管式）。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。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。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。五五 电流互感器的结构电流互感器的结构类型和型号类型和型号1616变电站设备介绍变电站设备介绍 互感器的基本组成部分是绕组、铁芯、绝缘物和外壳。为了节约材料和降低投资，一台高压电流互感器常安装有相互间没有磁联系的独立的铁芯环和二次绕组，并共用一次绕组。这样可以形成变比相同、准确度级不同的多台电流互感器。（1）套管式套管式电流互感器（2）充油式充油式电流互感器（3）电容式电容式电流互感器（4）SFSF6 6气体绝缘倒立式电流互感器（5）穿墙式环氧穿墙式环氧电流互感器（二）电流互感器的（二）电流互感器的结构结构结构结构1717变电站设备介绍变电站设备介绍 单匝式电流互感器的一次绕组由单根直导体构成。二次绕组均匀的绕在铁芯上，以利减少漏磁。制成的二次绕组套在绝缘套外面，例如变压器套管电流互感器，穿墙套管电流互感器，断路器套管电流互感器等都是这类结构。（1 1）套管式套管式套管式套管式电流互感器电流互感器电流互感器电流互感器图图5-7 5-7 常用的电流互感器常用的电流互感器1818变电站设备介绍变电站设备介绍（2 2 2 2）充油式充油式充油式充油式电流互感器电流互感器电流互感器电流互感器 35110KV电流互感器多数采用充油式。LCWD1-35型电流互感器有两个环形铁芯，铁芯外面绕二次绕组（一个0.5级和一个P级），一次绕组穿过铁芯与二次绕组构成“8”字式的链状，如左图所示。L-110型电流互感器采用串级原理结构，如右图所示。图图5-8 L-1105-8 L-110型电流互感器型电流互感器1919变电站设备介绍变电站设备介绍 这类产品采用全封闭结构，由油箱、绝缘套、器身、油枕及膨胀器等部件组成。膨胀器又是互感器的防爆装置。全密封结构有两大优点：与空气隔绝，能延缓油的老化过程；油因热胀冷缩进行呼吸过程中，不会将空气吸入，避免了互感器因受潮进水而引发爆炸事故。（3 3 3 3）电容式电容式电容式电容式电流互感器电流互感器电流互感器电流互感器图图5-9 220kV5-9 220kV瓷箱式瓷箱式U U字形绕组电流互感器字形绕组电流互感器油箱油箱二次接线盒二次接线盒环形铁心及二次绕组环形铁心及二次绕组压圈式卡接装置压圈式卡接装置U U字型一次绕组字型一次绕组瓷套瓷套均压护罩均压护罩贮油柜贮油柜一次绕组切换装置一次绕组切换装置一次出线端子一次出线端子呼吸器呼吸器2020变电站设备介绍变电站设备介绍（4 4 4 4）SFSFSFSF6 6 6 6气体气体气体气体绝缘倒立式电流互感器绝缘倒立式电流互感器绝缘倒立式电流互感器绝缘倒立式电流互感器 适用于110kv、50Hz电力系统中作电流、电能测量及继电保护用。该产品主要由躯壳、高强度瓷套、底座、一次导电杆、二次绕组等部分组成。产品顶部装有压力释放装置，以避免突发性事故的发生。底座上设有SF6阀门及密度继电器和二次接线板等。电场分布均匀，局部放电量低。倒立式结构，气体绝缘，抗动热稳定电流能力大。绝缘性能稳定，无老化现象。维护简便，运行安全，无爆炸及火灾可能。LVQB-110W2 LVQB-110W2型型SF6SF6气体绝缘钟罩形气体绝缘钟罩形倒立式电流互感器倒立式电流互感器 LVQB-110w2 LVQB-110w2型型SF6SF6气体绝缘气体绝缘“T T”形倒立式形倒立式电流互感器电流互感器图图5-10 5-10 倒立式电流互感器倒立式电流互感器2121变电站设备介绍变电站设备介绍 LA(J)-10型电流互感器为穿墙式环氧树脂浇注绝缘产品，适用于频率50HZ或60HZ、额定电压10KV的电力系统中，作电能计量、电流测量和继电保护用。（5 5 5 5）穿墙式穿墙式穿墙式穿墙式环氧电流互感器环氧电流互感器环氧电流互感器环氧电流互感器图图5-11 LA(J)-105-11 LA(J)-10型电流互感器型电流互感器电流互感器的种类很多，要注意区分他们的不同和相似之处！2222变电站设备介绍变电站设备介绍（三）（三）（三）（三）电流互感器的电流互感器的电流互感器的电流互感器的型号型号型号型号23231.1.电流互感器在工作时其二次侧不得开路。电流互感器在工作时其二次侧不得开路。2.2.电流互感器的二次侧有一端必须接地。电流互感器的二次侧有一端必须接地。3.3.电流互感器在连接时，要注意其端子的极性。电流互感器在连接时，要注意其端子的极性。变电站设备介绍变电站设备介绍七七七七 电流互感器使用电流互感器使用电流互感器使用电流互感器使用注意事项注意事项注意事项注意事项2424变电站设备介绍变电站设备介绍 电电压压互互感感器器是是将将一一次次侧侧的的高高电电压压按按比比例例变变为为适适合合仪表或继电器使用的额定电压为仪表或继电器使用的额定电压为100V100V的变换设备。的变换设备。电压互感器的特点特点：（1）容量很小，类似一台小容量变压器，但结 构上要求有较高的安全系数；（2）电压互感器二次绕组所接仪表的电流线圈阻抗很大，正常情况下，电压互感器在近于空载的状态下运行。(3)电压互感器在运行中，二次侧不允许短路。否则，短路后在二次电路中会产生很大的短路电流，将使电压互感器烧毁。课题三课题三 电压互感器电压互感器252526262727变电站设备介绍变电站设备介绍电磁式电压互感器 （1）电磁式电压互感器的工作原理和变压器相同。（2）额定变比 电压互感器一、二次绕组电压之比称为电压互感器的额定互感比。式中 UN1N1等于电网的额定电压，kV；UN2N2额定电压为100V。（式（式 5-35-3）一一 电磁式电磁式电磁式电磁式电压互感器电压互感器2828变电站设备介绍变电站设备介绍（3）电压互感器误差 电压误差：为二次电压的测量值与额定互感比 的乘积与实际一次电压之差，以百分数表示；相位误差：相位差为旋转180的二次电压相量与一次电压相量之间的夹角 并规定超前于时相位差为正，反之为负。影响误差的因素：电压互感器的误差与一次电压、二次负载、功率因数等。2929变电站设备介绍变电站设备介绍 电压互感器的准确级，是指在规定的一次电压和二次负荷变化范围内，负荷功率因数为额定值时，电压误差的最大值。0.2、0.5、1、3、3P、6P 由于电压互感器误差与负荷有关，所以同一台电压互感器对应于不同的准确级便有不同的容量。通常额定容量是指对应于最高准确级的容量。电压互感器按照 在最高工作电压下长期工作允许的发热条件，还规定了最大容量。电压互感器的负载要求就是负载容量 之和不能超过互感器的额定二次容量值。二、电压互感器二、电压互感器准确度级和容量准确度级和容量准确度级和容量准确度级和容量3030变电站设备介绍变电站设备介绍三、三、电压互感器的电压互感器的接线方式接线方式接线方式接线方式 （1 1）单相接线 该接法仅适用于测量相间电压。如果互感器一次绕组的一端接在线路上，另一端接地，互感器可测量某一相对地电压。图图5-13 5-13 单相接线单相接线3131变电站设备介绍变电站设备介绍 （2 2）VV接线 由两个单相互感器接线成不完全星形（VV形），用来测量各相间电压，但不能测量相对地电压，它广泛应用在20kV以下中性点不接地或经消弧线图接地的电网中。图图5-14 V5-14 VV V接线接线 3232变电站设备介绍变电站设备介绍 （3 3）YY接线 由三个单相互感器一、二次侧均接成Y形，可供给要求线电压的仪表和继电器以及要求相电压的绝缘监视电压表。图图5-15 Y5-15 YY Y接线接线 3333变电站设备介绍变电站设备介绍 （4 4）Y0/Y0/接线 用三台单相三绕组电压互感器构成Y0/Y0/接线，该接线方式其二次绕组用来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检测零序电压。用于3220kV系统（110kV及以上无高压熔断器），供接入交流电网络缘监视仪表 和继电器用。三相五柱式电压 互感器只用于3 15kV系统，其接线 与三台单相三绕组 电压互感器构成Y0/Y0/接线基本相同。图图5-16 Y0/Y0/5-16 Y0/Y0/接线接线 3434变电站设备介绍变电站设备介绍注意：注意：对用于3560kV中性点非直接接地的电力网的电压互感器，其辅助二次绕组的每相额定电压按1003V设计；对用于中性点直接接地的电力网的电压互感器，其辅助二次绕组的额定相电压按100V设计。电压互感器接线中，还必须配置相应的控制电器，以便在各种工作情况下能可靠的接人或退出电路。335kV电压互感器一般经隔离开关和熔断器接入高压电力网。在110kV及以上配电装置中，考虑到电压互感器故障机会较少，且高压熔断器价格昂贵，故电压互感器只经过隔离开关与高压电力网相连接。在380500V的低压装置中，电压互感器可直接经熔断器与电力网相连接。为了防止电压互感器的过载，通常在互感器低压侧装设熔断器。3535变电站设备介绍变电站设备介绍电容式电压互感器 随着电力系统输电电压的增高，电磁式电压互感器的体积越来越大，成本随之增高，普遍采用电容式电压互感器。（1 1）电容式电压互感 器的工作原理 电容式电压互感器实质上是一个电容分压器，在被测装置和和地之间有若干相同电容器串联，为便于分析，将电容器串分成主电容和分压电容两部分。设一次侧相对地电压为U1,则C2上的电压为四四 电容式电容式电容式电容式电压互感器电压互感器36363737 五、电压互感器的分类五、电压互感器的分类 （1 1）按安装地点分类。户内、户外式。）按安装地点分类。户内、户外式。（2 2）按相数分类。单相式和三相式。）按相数分类。单相式和三相式。（3 3）按每相绕组数分类。双绕组和三绕组）按每相绕组数分类。双绕组和三绕组 （4 4）按绝缘方式分类。分为干式、浇注式、油浸式、）按绝缘方式分类。分为干式、浇注式、油浸式、串级油浸式和电容式等。串级油浸式和电容式等。3838 思考与练习思考与练习1、互感器的作用有哪些？2、运行中的电压互感器二次侧为什么不允许短路？3、运行中的电流互感器二次侧为什么不允许开路？4、说出电流、电压互感器的接线方式，并叙述其适用范围。3939人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。结束结束