互感器原理、接线及常见类型学习资料.ppt

互感器原理、接线及常见类型互感器的应用场合：互感器的应用场合：广泛应用于高压等级广泛应用于高压等级的交流电路中，是一、二的交流电路中，是一、二次设备之间的重要联络元次设备之间的重要联络元件。件。分类：分类：电流互感器电流互感器CTCT 电压互感器电压互感器PTPT2二次绕组必须可靠接地二次绕组必须可靠接地：避免一、二次绕组绝缘击穿：避免一、二次绕组绝缘击穿的的保护接地保护接地。运行中运行中的电流互感器的电流互感器二二次侧不允许开路运行次侧不允许开路运行；否则会否则会在开路的两端产生高电压危及人身安全或使电流互感在开路的两端产生高电压危及人身安全或使电流互感器发热损坏。器发热损坏。采取的措施：采取的措施：采取的措施：采取的措施：二次侧不装开关；二次侧不装开关；二次侧不设熔断器；二次侧不设熔断器；测量和保护分开；测量和保护分开；不用的不用的CTCT二次侧应短接；二次侧应短接；使用电流试验端子；使用电流试验端子；二次连接线应保证一定的机械强度二次连接线应保证一定的机械强度6正常时：正常时：；对对 起去磁作用；起去磁作用；故故 很小，二次绕组感应电势也很小。很小，二次绕组感应电势也很小。二次测开路时：二次测开路时：=0 =0 ；即即 =0 =0 而一次侧磁动势而一次侧磁动势 不变，它将全部用来励磁，使不变，它将全部用来励磁，使 =。则：则：一方面一方面：二次绕组将感应高电势，危及人身和设备安全：二次绕组将感应高电势，危及人身和设备安全另一方面：另一方面：由于磁感应强度的剧增，将使铁芯严重发热由于磁感应强度的剧增，将使铁芯严重发热损坏绕组绝缘。损坏绕组绝缘。另外：另外：剩磁剩磁测量不准确测量不准确。7 由于电流互感器存在励磁电流和内阻抗，使由于电流互感器存在励磁电流和内阻抗，使测量结果和实际值的大小和相位存有误差。测量结果和实际值的大小和相位存有误差。（1 1）电流误差电流误差：（2 2）相位误差相位误差：与与 之间的夹角之间的夹角（3 3）1010误差曲线：误差曲线：指在保证电流互感器误差不指在保证电流互感器误差不超过超过1010的条件下，一次电流倍数的条件下，一次电流倍数n n与电流互感与电流互感器允许最大二次负载阻抗器允许最大二次负载阻抗Z Z2n2n的关系曲线。的关系曲线。3 3、TATA的误差的误差8TATA的准确度等级的准确度等级 在规定的二次负荷范围内，一次电流为额定值的100%120%时，电流互感器的电流误差的最大限值。测量用测量用测量用测量用0.1/0.2/0.5/1.0/3.00.1/0.2/0.5/1.0/3.0 保护用保护用保护用保护用5P/10P5P/10P0.10.1与与0.20.2级：级：用于试验室精密测量（校准级）；用于试验室精密测量（校准级）；0.20.2：月供电量超过：月供电量超过100100万度的线路或用户计费测量；万度的线路或用户计费测量；0.50.5：用于计费测量；：用于计费测量；1.01.0：用于盘式仪表和技术上用的电能表（估量）：用于盘式仪表和技术上用的电能表（估量）5P/10P5P/10P：用于继电保护：用于继电保护 9表4-1 电流互感器的准确度等级和误差限值准确度准确度等等级级一次一次电电流流为额为额定定电电流的百分数流的百分数（%）误误差限差限值值二次二次负负荷荷变变化范化范围围电电流流误误差差（%）相位差相位差（分）分）0.1201001200.20.10.1855(0.251)S2N0.210201001200.50.350.2201510(0.251)S2N0.5102010012010.750.5604530(0.251)S2N1102010012021.511209060(0.251)S2N3501203不不规规定定(0.51)S2N10（1 1）额定电压额定电压U Ue e：指一次绕组主绝缘能长期承受的工作电压：指一次绕组主绝缘能长期承受的工作电压（2 2）额定一次电流额定一次电流I I1e1e：指一次绕组按长期发热条件允许通过：指一次绕组按长期发热条件允许通过的工作电流。的工作电流。（3 3）额定二次电流额定二次电流I I2e2e：指标准化的二次电流，一般为：指标准化的二次电流，一般为5A5A（4 4）额定二次阻抗额定二次阻抗Z Z2e2e：当二次绕组通过额定电流时，与规定：当二次绕组通过额定电流时，与规定的准确度等级对应的负载阻抗。的准确度等级对应的负载阻抗。（5 5）额定二次容量额定二次容量S S2e2e：与额定二次电流和额定二次阻抗相对：与额定二次电流和额定二次阻抗相对应的二次容量。应的二次容量。TA的主要参数11(6)(6)1S 1S热稳定电流倍数热稳定电流倍数K Krw(1)rw(1)：指按短时发热条件在一秒钟内一：指按短时发热条件在一秒钟内一次绕组允许通过的最大有效值电流次绕组允许通过的最大有效值电流I Irw(1)rw(1)与额定一次电流与额定一次电流I I1e1e的的比值。比值。(7)(7)动稳定倍数动稳定倍数K Kdwdw：指能够承受的最大电动力相应的一次绕组：指能够承受的最大电动力相应的一次绕组电流峰值电流峰值i idwdw与额定一次电流的幅值得比值。与额定一次电流的幅值得比值。TA的主要参数电流互感器的动稳定倍数：电流互感器的热稳定倍数：12TA极性和标志 P1P2S1S24、TA的接线（极性）134、TA的接线（极性）TA电气量正方向 一次电流同名端进（出），异名端出（进）二次电流同名端出（进），异名端进（出）144、TA的接线方式TA常见接常见接线方式线方式（1 1）单相接线：测一相电流，用于三相对称电路。）单相接线：测一相电流，用于三相对称电路。（2 2）三相完全星形接线：测三相电流，用于）三相完全星形接线：测三相电流，用于110kV110kV及以上的及以上的三相系统不对称或三相系统不对称或380380220V220V电路；以及某些继电保护回路。电路；以及某些继电保护回路。（3 3）两相不完全星形接线：广泛用于）两相不完全星形接线：广泛用于35kV35kV及以下小接地短及以下小接地短路电流系统的三相测量；以及除差动保护外的保护回路。路电流系统的三相测量；以及除差动保护外的保护回路。（4 4）两相差接线：用于一般保护、励磁或自动装置中。）两相差接线：用于一般保护、励磁或自动装置中。（5 5）三角形接线：用于变压器差动保护回路中。）三角形接线：用于变压器差动保护回路中。图4-2015两相电流差接线 三角形接线图4-1 TA的接线方式165、TA的分类1、按安装地点分：户内式（略）和户外式（W）2、按绝缘结构分：干式（略）、瓷绝缘式（C）、浇注式 （Z）、油浸式（J）3、按整体结构及安装方法分：穿墙式（A）、支持式 （B）、装入式（R）4、按一次绕组匝数分：复匝式（线圈式）F（Q）和单匝 式（母线式）D（M）。5、按原理分：电磁式、光电式17TA的型号额定电压（KV）设计序号用途：C或D（差动保护）B（保护）安装地点和绝缘型式：安装方法及绕组匝数型式：电流互感器：LLRQ1-1018TA的产品结构TA的内部接线(a)单匝式(b)多匝式19TA的产品结构TA的外形结构20TA的产品结构TA的外形结构110KV正立式电流互感器型号LBT-110WB220KV倒立式电流互感器型号 LVB220WB21TA的产品结构TA的外形结构220KVSF6电流互感器型号 LVQB-220WB500KVSF6电流互感器型号LVQB-500WB 22TA的产品结构TA的外形结构110KV油纸电容式穿墙套管与电流互感器组合电器型号 CRLR-110W234.6.2 4.6.2 电压互感器电压互感器（TVTV）(1)(1)电气量的变化：将一次侧的高电压变为二次侧的标准电气量的变化：将一次侧的高电压变为二次侧的标准化低电压化低电压U U1e1e/100V/100V。实现设备生产的小型化、标准化、。实现设备生产的小型化、标准化、系列化系列化(2)(2)使二次与高压可靠隔离，保证工作人员的安全使二次与高压可靠隔离，保证工作人员的安全(3)(3)使二次脱离一次成为独立系统使二次脱离一次成为独立系统（一）TV的作用：24（二）结构与原理（二）结构与原理（二）结构与原理（二）结构与原理1 1、结构特点、结构特点、结构特点、结构特点1 1）一次绕组并联在电路中，）一次绕组并联在电路中，）一次绕组并联在电路中，）一次绕组并联在电路中，匝数很多；匝数很多；匝数很多；匝数很多；2 2）二次绕组匝数少；）二次绕组匝数少；）二次绕组匝数少；）二次绕组匝数少；2 2、工作特点、工作特点、工作特点、工作特点1 1）一次电压由一次系统决）一次电压由一次系统决）一次电压由一次系统决）一次电压由一次系统决定，而与二次电压大小无定，而与二次电压大小无定，而与二次电压大小无定，而与二次电压大小无关；关；关；关；2 2）二次电压由一次电压决）二次电压由一次电压决）二次电压由一次电压决）二次电压由一次电压决定；定；定；定；3 3）二次绕组所接仪表的电）二次绕组所接仪表的电）二次绕组所接仪表的电）二次绕组所接仪表的电压线圈阻抗很大，所以正压线圈阻抗很大，所以正压线圈阻抗很大，所以正压线圈阻抗很大，所以正常情况下，电压互感器在常情况下，电压互感器在常情况下，电压互感器在常情况下，电压互感器在近于开路的状态下运行。近于开路的状态下运行。近于开路的状态下运行。近于开路的状态下运行。253、工作原理、工作原理:U U1 1 1 1EEEE1 1 1 1=4.44f=4.44f=4.44f=4.44f1 1 1 1N NN N1 1 1 1 U U2 2 2 2EEEE2 2 2 2=4.44f=4.44f=4.44f=4.44f2 2 2 2N NN N2 2 2 2 U U1 1 1 1/U U2 2 2 2=N=N=N=N1 1 1 1/N NN N2 2 2 2 U U U U1 1 1 1=U=U=U=U2 2 2 2N NN N1 1 1 1/N/N/N/N2 2 2 2 U U U U1 1 1 1=U=U=U=U2 2 2 2k k k ku u u u26(1)(1)二次绕组必须可靠接地二次绕组必须可靠接地：避免一、二次绕组绝缘击：避免一、二次绕组绝缘击穿的穿的保护接地保护接地方式：二次侧中性点接地或方式：二次侧中性点接地或b b相接地（现少用）；相接地（现少用）；(2)(2)运行中运行中的电压互感器的电压互感器二二次侧不允许短路运行次侧不允许短路运行（应装（应装设熔断器）设熔断器）(3)(3)容量容量(即二次侧负载即二次侧负载)在额定值内在额定值内27(三三)TVTV的误差的误差（1 1）电压误差电压误差：以电压互感器的测量值与一次侧电压的实：以电压互感器的测量值与一次侧电压的实际值之差，对一次侧电压的实际值的百分比表示际值之差，对一次侧电压的实际值的百分比表示 （2 2）相位误差相位误差 ：与与 之间的夹角之间的夹角28（四）（四）TVTV的主要参数的主要参数1 1、准确度等级、准确度等级根据测量时误差的大小而划分为不同的准确度等级：根据测量时误差的大小而划分为不同的准确度等级：0.20.2：用于试验室精密测量（校准级）：用于试验室精密测量（校准级）0.50.5：用于计费测量：用于计费测量 1 1：用于盘式仪表和技术上用的电能表（估量）：用于盘式仪表和技术上用的电能表（估量）3 3：用于某些测量仪表或继电保护：用于某些测量仪表或继电保护 3P6P3P6P：继电保护：继电保护 292、额定一次电压U1e：使电压互感器的误差不超过允许限值 的最佳一次工作电压等级。对应电网 额定电压Ue；高压侧采用星形接线的 单相式TV为Ue/3、额定二次电压U2e：基本二次U2e=100V（或100/V）附加二次U2e：小接地系统为100/3V 大接地系统为100V4、额定容量Se：最高准确度等级所允许的二次负荷的限值。如：对于三相电压互感器，只有最大相负载不超过其额定容量的如：对于三相电压互感器，只有最大相负载不超过其额定容量的1/3，才，才能保持最高的准确度等级。能保持最高的准确度等级。（四）（四）TVTV的主要参数的主要参数30（五）TV的接线TV极性和标志 TV电气量正方向 一次电压从同名端到异名端二次电压从同名端到异名端31（五）TV的接线TV的常见接线方式 图4-42（1）相间单相接线：用于小接地系统线路同期电压的引入构成：构成：构成：构成：1 1 1 1台单相双绕组台单相双绕组台单相双绕组台单相双绕组PTPTPTPT；用于：；用于：；用于：；用于：35kV35kV35kV35kV及以下相间电压及以下相间电压及以下相间电压及以下相间电压（2）相对地单相接线：用于大接地系统线路同期电压的引入构成：构成：构成：构成：1 1 1 1台单相双绕组台单相双绕组台单相双绕组台单相双绕组PTPTPTPT；用于：；用于：；用于：；用于：110110110110及以上相对地电压及以上相对地电压及以上相对地电压及以上相对地电压（3）V/V接线：提供同期、测量、保护所需的三相线电压。不能提供相电压。构成：构成：构成：构成：2 2 2 2台单相双绕组台单相双绕组台单相双绕组台单相双绕组PTPTPTPT用于：用于：用于：用于：35kV35kV35kV35kV及以下测相间电压，及以下测相间电压，及以下测相间电压，及以下测相间电压，但但但但CACACACA误差大误差大误差大误差大32图4-42 TV的接线方式33（五）TV的接线TV的常见接线方式 图4-42（4）Y/Y0接线：提供同期、测量、保护所需的三相线电压,不能提供相电压。若由一台三相三柱式，原边中性点不接地，只能提供三相线电压；若由三台单相双绕组，原边中性点可接地，还可提供三相对地电压。（5）万能式接线：Y0/Y0/构成：构成：构成：构成：3 3 3 3台单相三绕组或一台三相台单相三绕组或一台三相台单相三绕组或一台三相台单相三绕组或一台三相五柱式（三绕组）五柱式（三绕组）五柱式（三绕组）五柱式（三绕组）用于：测量各电压级的相对地、相用于：测量各电压级的相对地、相用于：测量各电压级的相对地、相用于：测量各电压级的相对地、相对中性点、相间电压，同期、保护、绝对中性点、相间电压，同期、保护、绝对中性点、相间电压，同期、保护、绝对中性点、相间电压，同期、保护、绝缘监察缘监察缘监察缘监察34（五）TV的接线附加二次绕组则接为开口三角形，构成零序电压过滤器附加二次绕组则接为开口三角形，构成零序电压过滤器附加二次绕组则接为开口三角形，构成零序电压过滤器附加二次绕组则接为开口三角形，构成零序电压过滤器.其工作原理及额定电压其工作原理及额定电压其工作原理及额定电压其工作原理及额定电压分析：正常情况下开口电压正常情况下开口电压=0=0；当发生单相接地故障时，则有以下两种情况：当发生单相接地故障时，则有以下两种情况：（1 1）对于小接地电流系统对于小接地电流系统，发生，发生A A相接地时的电压向量相接地时的电压向量图如图图如图4 44242（f f）所示，取互感器每相附加二次绕组的额）所示，取互感器每相附加二次绕组的额定电压为定电压为100/3V100/3V。（2 2）对于大接地电流系统对于大接地电流系统，发生，发生A A相接地时的电压向量相接地时的电压向量图如图图如图4 44242（g g）所示，二次绕组）所示，二次绕组 的额定值仍定为的额定值仍定为100 V100 V，故其附加二次绕组的额定电压也为，故其附加二次绕组的额定电压也为100V100V。35万能式接线的典型配置举例：万能式接线的典型配置举例：JDZJ-10,单相浇注式，3台，Uew/3，0.1/3kV，0.1/3kV JSJW-10,三相油浸式，1台，Uew/3，0.1/3kV，0.1/3kV JCC-110,单相瓷绝缘，单相瓷绝缘，3台，台，Uew/3，0.1/3 kV，0.1 kV YDR-220,单相复合绝缘，单相复合绝缘，3台，台，Uew/3，0.1/3 kV，0.1 kV 36（六）TV的分类与型号（1）按安装地点分：户内式和户外式（2）按绝缘结构分：干式（G）、浇注式（Z）、油浸式 （J）、SF6气体绝缘（Q）（3）按相数不同分：单相式（D）、三相式（S）（4）按每相绕组数不同分：双绕组式和三绕组式。37额定电压（KV）设计序号结构特征：W（五柱三线圈）J（接地保护）绝缘型式（G、Z、J、Q）相数：单相式（D）、三相式（S）电压互感器类别：J（或JL电流电压组合互感器、JZJRJPJG）JDZ9-35W：额定电压为35KV的第9代单相全封闭环氧树脂浇注式电压互感器（六）TV的分类与型号38（七）TV的产品介绍1、干式电压互感器，如、干式电压互感器，如JDG、JSGW，该类产品主要，该类产品主要用于低压，最高电压可达用于低压，最高电压可达6 kV。只限于户内且空气干燥。只限于户内且空气干燥的场所。优点是重量轻，便于装入低压配电盘内。的场所。优点是重量轻，便于装入低压配电盘内。JDG4-0.5 JSGW2-0.539（七）TV的产品介绍2、环氧树脂浇注绝缘电压互感器、环氧树脂浇注绝缘电压互感器（1）使用在屋内）使用在屋内JDZ335系列，单相户内式环系列，单相户内式环氧树脂浇注全封闭式，为双绕组型氧树脂浇注全封闭式，为双绕组型 JDZX335，单相户内式，单相户内式环氧树脂浇注全封闭式，为三环氧树脂浇注全封闭式，为三绕组型绕组型 40（七）TV的产品介绍2、环氧树脂浇注绝缘电压互、环氧树脂浇注绝缘电压互感器感器（1）使用在屋内）使用在屋内JSZF3,6,10G型电压互感器型电压互感器为半封闭环氧树脂浇注结构，为半封闭环氧树脂浇注结构，用于屋内用于屋内10kV及以下的中性点及以下的中性点非有效接地电力系统中。非有效接地电力系统中。JSZV610R采用环氧树脂浇注全封采用环氧树脂浇注全封闭式结构，由两台全绝缘电压互感器组闭式结构，由两台全绝缘电压互感器组成成“V”式接线，一次绕组带有熔断器保式接线，一次绕组带有熔断器保护，二次输出为护，二次输出为100V做测量使用，另外做测量使用，另外带有带有110V、220V输出电压端子作操作机输出电压端子作操作机构电源，电源容量为构电源，电源容量为1100VA。熔断器装。熔断器装在一次端子内部。在一次端子内部。41（七）TV的产品介绍2、环氧树脂浇注绝缘电压互感器、环氧树脂浇注绝缘电压互感器（2）使用在屋外）使用在屋外 JSZVR610W型采型采用环氧树脂浇注全封闭用环氧树脂浇注全封闭式结构，由两台单相电式结构，由两台单相电压互感器分别带有熔断压互感器分别带有熔断器烧注为一体。器烧注为一体。JDZF35W、JDZ35W、JDZFW35、JDZW35型产品是采型产品是采用专用环氧树脂真空浇用专用环氧树脂真空浇注的全封闭式结构，适注的全封闭式结构，适用于户外用于户外35kV系统。系统。JDZW-10、JDZ-10W型电压互感器，为户型电压互感器，为户外全封闭式电压互感外全封闭式电压互感器，采用具有耐电弧、器，采用具有耐电弧、耐紫外线、耐老化的耐紫外线、耐老化的户外专用绝缘树脂浇户外专用绝缘树脂浇注成形。注成形。42（七）TV的产品介绍3、油浸绝缘电压互感器、油浸绝缘电压互感器油浸式电压互感器的绝缘性能高，使用电压范围广阔，目前主要油浸式电压互感器的绝缘性能高，使用电压范围广阔，目前主要使用在使用在35kV及以上电压等级电网中。及以上电压等级电网中。(1)旧型号旧型号:JDJ和和JDJJ系列，相应新型号表示为系列，相应新型号表示为JD和和JDX系列。系列。JD635为双绕组型，含一个一次绕组和一个二次绕组，电压比为双绕组型，含一个一次绕组和一个二次绕组，电压比为为10/0.1kV，可构成图，可构成图442（a）、（）、（c）、（）、（d）等接线方式；）等接线方式；JDX635为三绕组型，含一个一次绕组和两个二次绕组，较前者为三绕组型，含一个一次绕组和两个二次绕组，较前者增加一个附加绕组，电压比为增加一个附加绕组，电压比为kV，可用于接地保护，用三只组成，可用于接地保护，用三只组成万能式接线方式。万能式接线方式。43（七）TV的产品介绍(2)JSJW型电压互感器型电压互感器三相五柱三绕组户内油浸式三相五柱三绕组户内油浸式 44（七）TV的产品介绍（3）JCC1110型是型是110 kV的串级式电压互感器的串级式电压互感器 一次绕组分为两段，分别绕在上、下铁芯柱上，两个二次绕一次绕组分为两段，分别绕在上、下铁芯柱上，两个二次绕组只绕在铁芯下柱上，置于一次绕组段的外面。一次绕组承受相组只绕在铁芯下柱上，置于一次绕组段的外面。一次绕组承受相对地电压，故铁芯对地电位为与一次绕组两端头的电位差也为，对地电压，故铁芯对地电位为与一次绕组两端头的电位差也为，因而可降低绕组对铁芯的绝缘要求。因而可降低绕组对铁芯的绝缘要求。串激式电压互感器的体积串激式电压互感器的体积小，重量轻，内部结构的通用性小，重量轻，内部结构的通用性强（用两个铁芯和四段一次绕组强（用两个铁芯和四段一次绕组串联可组成串联可组成220 kV串激式互感器）串激式互感器），生产方便，成本低。但准确度，生产方便，成本低。但准确度不高，一般只为不高，一般只为l级。级。45（七）TV的产品介绍3、组合式互感器、组合式互感器原理：原理：46（七）TV的产品介绍3、组合式互感器、组合式互感器JLS10型组合互感器是在型组合互感器是在JLSJW10基础上改进发展而成基础上改进发展而成的，它在注油孔处增加了防潮装的，它在注油孔处增加了防潮装置，有效地防止了外部潮气进入置，有效地防止了外部潮气进入油中，延长他产品的使用寿命，油中，延长他产品的使用寿命，并且与老产品相比容量大、体积并且与老产品相比容量大、体积小、重量轻、安装方便。小、重量轻、安装方便。JLSZV6.10W、JLSZV6.10G系列组合互系列组合互感器采用树脂真空浇注式结感器采用树脂真空浇注式结构构47电容式电压互感器电容式电压互感器原理：原理：电容式电压互感器是由串联电容式电压互感器是由串联电容器抽取电压电容器抽取电压,再经变压器变压再经变压器变压作为表计、继电保护等的电压源作为表计、继电保护等的电压源的电压互感器。的电压互感器。主要特点：主要特点：耐电强度高，绝缘裕度耐电强度高，绝缘裕度大，运行可靠；能可靠的阻尼铁大，运行可靠；能可靠的阻尼铁磁谐振；优良的瞬变响应特性磁谐振；优良的瞬变响应特性。48光电式电流互感器光电式电流互感器光电式电流互感器光电式电流互感器1 1）优良的绝缘性能以及便宜的价格优良的绝缘性能以及便宜的价格优良的绝缘性能以及便宜的价格优良的绝缘性能以及便宜的价格2 2）不含铁芯，消除了磁饱和及铁磁谐振等问题不含铁芯，消除了磁饱和及铁磁谐振等问题不含铁芯，消除了磁饱和及铁磁谐振等问题不含铁芯，消除了磁饱和及铁磁谐振等问题3 3）抗电磁干扰性能好，低压边无开路高压危险抗电磁干扰性能好，低压边无开路高压危险抗电磁干扰性能好，低压边无开路高压危险抗电磁干扰性能好，低压边无开路高压危险 4 4）动态范围大，测量精度高，频率响应范围宽动态范围大，测量精度高，频率响应范围宽动态范围大，测量精度高，频率响应范围宽动态范围大，测量精度高，频率响应范围宽5 5）体积小、重量轻）体积小、重量轻）体积小、重量轻）体积小、重量轻6 6）适应了电力计量和保护数字化、微机化和自动化发展的潮流）适应了电力计量和保护数字化、微机化和自动化发展的潮流）适应了电力计量和保护数字化、微机化和自动化发展的潮流）适应了电力计量和保护数字化、微机化和自动化发展的潮流49