南昌大学继电保护第二章互感器变换器课件.ppt

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1、CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:1电力系统继电保护原理CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:22.2 变换器作用1)变换电量 2）隔离电路 3)用于定值调整 4)用于电量的综合处理 CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:31、电压变换器铁心工作在磁化曲线的直线部分，电压变换器二次侧电压与一次侧电压的关系可近似表示为要求：为减小误差要求励磁电流要小、连接负载要大、漏抗要小，铁芯工作在线性部分。CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:42、电流变换器 将一次侧电流变换为一个与之成正比的二次侧电压。当铁心不饱和时，输

2、出电压波形基本保持一次侧电流的波形。CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:53、电抗变换器 电抗变换器是把输入电流直接转换成与电流成正比的电压的一种电量变换装置。调相电阻，用于改变输入电流与输出电压之间的相角差。CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:6 开路结论：电压超前电流约CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:7为了满足被保护线路不同阻抗角要求，需要通过调整输入电流与输出电压间的相位。措施在 接入调相电阻 来实现。转移阻抗 ，复常数。CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:8调相电阻接入时结论：只要适当选择调相电

3、阻，即可调节相位。CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:9电抗变换器特点有较强抑制非周期分量的作用铁芯的线性范围比电流变换器宽。电抗变换器具有电感性质，有放大高次谐波的作用。要求输出电压与输入电流间呈线性关系，即转移阻抗为常数。CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:10继电保护原理刘学军 编制CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:11第二章第二章互感器及变换器互感器及变换器CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:12第二章第二章互感器及变换器互感器及变换器第一节第一节 电流互感器电流互感器第二节第二节 电压互感器电压

4、互感器第三节第三节 变换器变换器第四节第四节 对称分量滤过器对称分量滤过器第五节第五节 综合变流器综合变流器电流互感器电流互感器电压互感器电压互感器CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:13第二章第二章互感器及变换器互感器及变换器本章基本要求本章基本要求1、重点掌握电流互感器和电磁式电压互感器的工作、重点掌握电流互感器和电磁式电压互感器的工作原理、接线方式及使用注意事项。原理、接线方式及使用注意事项。2、掌握变换器的工作原理，重点掌握电抗变换器的、掌握变换器的工作原理，重点掌握电抗变换器的工作原理，电抗变换器的转移阻抗工作原理，电抗变换器的转移阻抗KI是一个复数，是一个复数

5、，在铁芯不饱和时，是一个常数；在铁芯不饱和时，是一个常数；而电压变换器的变而电压变换器的变比比KU是一个实数，当铁芯不饱和时是一个常数。是一个实数，当铁芯不饱和时是一个常数。2、重点掌握对称分量滤过器、重点掌握对称分量滤过器的工作原理、接线。设的工作原理、接线。设计滤过器的基本方法是通过移相和相量加减措施实计滤过器的基本方法是通过移相和相量加减措施实现的。现的。CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:14第二章第二章互感器及变换器互感器及变换器互感器的作用及类型互感器的作用及类型一一.互感器的作用互感器的作用 二二.互感器的类型互感器的类型 CH2 继电保护的基本元件 电力系

6、统继电保护原理Page:15 一一.互感器的作用互感器的作用1.1.将一次回路的高电压和大电流变为二次回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路的标准值，使测量仪表和保护装置标准化。化。2.2.所所有有二二次次设设备备可可用用低低电电压压、小小电电流流的的电电缆缆连连接接，二二次次设设备备的的绝绝缘缘水水平平能能按按低低电电压压设设计计，结结构构轻轻巧巧，价价格格便便宜宜。便便于于集集中中管管理理，可实现远方控制和测量。可实现远方控制和测量。CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:16一一.互感器的作用互感器的作用3.3.二次回路不受一次回路

7、的限制，二次回路不受一次回路的限制，4.4.使使二二次次侧侧的的设设备备与与高高电电压压部部分分隔隔离离，且且互互感感器器二二次次侧侧要要有有一一点点接接地地，保保证证二二次次系系统统设设备备和和工工作作人人员员的的安安全。全。CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:17二二.互感器的类型互感器的类型 互感器互感器 CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:18第一节第一节 电流互感器电流互感器一、电磁式电流互感器的工作原理一、电磁式电流互感器的工作原理 二、电流互感器的误差二、电流互感器的误差 三、电流互感器的准确级与二次额定容量三、电流互感器的准确级与二次

8、额定容量四、电流互感器的极性和常用接线四、电流互感器的极性和常用接线CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:19一电流互感器的工作原理一电流互感器的工作原理1.电电磁磁式式电电流流互互感感器器的的工工作作原原理理：相相当当于于工工作作在在短短路路条条件件下下的的小小容容量量升升压压变变压压器器 K KTATA=I=IN1N1/I/IN2N2 W WN2N2/W/WN1N1W1W2CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:202.2.运行特点：二次回路不允许开路运行特点：二次回路不允许开路 正常工作时：正常工作时：磁磁动动势势 W Wl lI Il l-W-W2

9、 2I I2 2=W=Wl lI Im m,，W Wl lI Il l和和W W2 2I I2 2互互相相抵抵消消一大部分，激磁磁势一大部分，激磁磁势W Wl lI Im m ，数值不大。，数值不大。一电流互感器的工作原理一电流互感器的工作原理CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:212.2.运行特点：二次回路不允许开路运行特点：二次回路不允许开路 二次电路开路时：W2I2 等于零，激磁磁势猛增到WlIl，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。一电流互感器

10、的工作原理一电流互感器的工作原理CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:22运行中二次回路开路可能造成的后果运行中二次回路开路可能造成的后果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。一、电流互感器的工作原理一、电流互感器的工作原理CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:23电流互感器二次开路时电流互感器二次开路时的变化的变化曲线曲线一电

11、流互感器的工作原理一电流互感器的工作原理CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:24二二.电流互感器的测量误差电流互感器的测量误差图电流互感器的等值电路及相量图CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:25二、电流互感器的误差 误差 1变比误差 2相角误差 CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:26三.准确级与二次额定容量（负荷）1.1.测量用电流互感器的准确级测量用电流互感器的准确级 n在在额额定定电电流流下下所所规规定定的的最最大大允允许许电电流流误误差差的的百百分分数数来来标标称称。标标准准的的准准确确级级为为0.10.1、0.20.

12、2、0.50.5、l l、3 3和和5 5级级。供供特特殊殊用用途途的的为为0.2S0.2S及及0.5S0.5S级。级。（1 1）二二次次负负荷荷在在欧欧姆姆值值为为额额定定负负荷荷值值的的2525-100-100之之间间的的任任一一值值时时，其其额额定定频频率率下下的电流误差和相位误差不超过限值。的电流误差和相位误差不超过限值。CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:27三.准确级与二次额定容量（负荷）（2 2）对对于于0.20.2和和0.50.5级级测测量量用用电电流流互互感感器器，在在二二次次负负荷荷欧欧姆姆值值为为额额定定负负荷荷值值的的2525-100100之之间间

13、任任一一值值时时，其其额额定定频频率率下下的的电电流误差和相位误差不应超过限值。流误差和相位误差不应超过限值。（3 3）对对于于3 3 级级和和5 5 级级，在在二二次次负负荷荷欧欧姆姆值值为为额额定定负负荷荷值值的的5050-100-100之之间间任任一一值值时时，其其额额定定频频率率下下的的电电流流误误差差和和相相位位误误差差不不应应超过限值。超过限值。CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:282.2.保护用电流互感器的准确级保护用电流互感器的准确级 按用途分为：稳态保护用和暂态保护用按用途分为：稳态保护用和暂态保护用（1 1）稳态保护：）稳态保护：P P、PRPR、P

14、XPX 其其中中P P类类为为准准确确限限值值规规定定为为稳稳态态对对称称一一次次电电流流下下的的复复合合误误差差的的电电流流互互感感器器；PRPR类类是是剩剩磁磁系系数数有有规规定定限限值值的的电电流流互互感感器器；而而PXPX类类是是一一种种低低漏漏磁磁的的电电流流互感器互感器。CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:29（1 1）稳态保护：）稳态保护：P P、PRPR、PXPXP P类类及及PRPR类类电电流流互互感感器器的的准准确确级级以以在在额额定定准准确确限限值值一一次次电电流流下下的的最最大大允允许许复复合合误误差差的的百百分分数数标标称称，标标准准准准确确级级

15、为为：5P5P、10P10P、5PR5PR和和10PR10PR。P P类类及及PRPR类类电电流流互互感感器器在在额额定定频频率率及及额额定定负负荷荷下下，电电流流误误差差、相相位位误误差差和和复复合合误误差差应不超过限值。应不超过限值。CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:30（2 2）暂态保护用：）暂态保护用：TPTP类类能能满满足足短短路路电电流流具具有有非非周周期期分分量量的的暂暂态态过过程程性性能能要要求求的的保保护护用用电电流流互互感感器器称称为为暂暂态态保保护护用用电电流流互互感感器器（TPTP类类）。分分为为TPSTPS级级、TPXTPX级、级、TPYTPY

16、级和级和TPZTPZ级。级。CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:313.3.额定容量和额定二次负荷额定容量和额定二次负荷l额额定定容容量量S S2N2N指指电电流流互互感感器器在在额额定定二二次次电电流流I I2N2N和和额额定定二二次次阻阻抗抗Z Z2N2N下下运运行行时时，二二次次绕组输出的容量。绕组输出的容量。l由由于于电电磁磁式式电电流流互互感感器器的的额额定定二二次次电电流流为为标标准准值值（5A5A或或1A1A），为为了了便便于于计计算算，有有些些厂厂家家常常提提供供电电磁磁式式电电流流互互感感器器额额定定二二次次阻阻抗抗Z Z2N2N。CH2 继电保护的基本

17、元件 电力系统继电保护原理Page:32TATA的的1010误差曲线误差曲线 保保证证电电流流误误差差不不超超过过-10-10的的条条件件下下，一一次次电电 流流 的的 倍倍 数数m(m=Im(m=I1 1/I/IN1N1)与与允允许许最最大大二二次次负负荷荷阻阻抗抗Z Z2 2的的关关系曲线。系曲线。CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:33举例举例额定容量额定容量，一般取，一般取或或1A，则则，TA误差与误差与有关如有关如在在0.5级，级，在在1.0级，级，二次负荷阻抗值二次负荷阻抗值式中连接导线电阻式中连接导线电阻继电器阻抗继电器阻抗。CH2 继电保护的基本元件 电力

18、系统继电保护原理Page:34四、电流互感器的极性和常用接四、电流互感器的极性和常用接线方式线方式接线系数：接线系数：1 1、电流互感器的极性、电流互感器的极性图图2-4电流互感器的极性及相量图电流互感器的极性及相量图(a)TA的减极性标示方式；（的减极性标示方式；（b）TA的相量图的相量图由式（由式（2-19）可知）可知和和同相位。同相位。（2-2-1919）CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:35电流互感器的减极性标示电流互感器的减极性标示l当当一一次次绕绕组组加加直直流流电电压压，电电流流从从L1L1流流入入绕绕组组时时，二二次次绕绕组组的的感感应应电电流流从从K1

19、K1端端流流出出。称为反极性标志称为反极性标志 CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:36、电流互感器的接线方式、电流互感器的接线方式图 2-5 电流互感器的接线图(a)两相电流差式接线及电流相量图；（b）三相完全星形接线；（c）两相式不完全星形接线CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:37、电流互感器的接线方式、电流互感器的接线方式两相电流差接线。这种接线节省投资，但两相电流差接线。这种接线节省投资，但B B相短路不能反相短路不能反映，对不同形式短路，其接线系数和灵敏系数不同。映，对不同形式短路，其接线系数和灵敏系数不同。单相式接线。用于测量对称三相负

20、荷的一相电流，可构成单相式接线。用于测量对称三相负荷的一相电流，可构成过负荷。过负荷。三相星形接线和两相星形接线都能反应相间短路故障，不三相星形接线和两相星形接线都能反应相间短路故障，不同的是三相星形接线还可以反应各种单相接地短路故障，同的是三相星形接线还可以反应各种单相接地短路故障，而两相星形接线不能反应而两相星形接线不能反应B B相接地故障。另外，三相星形相接地故障。另外，三相星形接线中性线电流。接线中性线电流。在正常运行和三相对称短路时为零，在单相接地短在正常运行和三相对称短路时为零，在单相接地短路时为路时为l三相星形接线和二相星形接线。这两种接线的接线系数三相星形接线和二相星形接线。这

21、两种接线的接线系数在各种路情况下均为在各种路情况下均为1 1。CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:38两相电流差接线的接线系数两相电流差接线的接线系数1)正常或三相短路正常或三相短路2）两相短路）两相短路3）、两相短路）、两相短路图图 2-5(a)2-5(a)两相电流差式接线两相电流差式接线2.2.电流互感器的接线电流互感器的接线CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:39对完全星形接线及不完全星形接线对完全星形接线及不完全星形接线在各种相间短路故障时性能分析在各种相间短路故障时性能分析对中性点接地和非直接接地电网中各种相对中性点接地和非直接接地电网中各

22、种相间短路故障都能正确反应，接线系数为间短路故障都能正确反应，接线系数为1。中性点不接地或非直接接地电网（小接地中性点不接地或非直接接地电网（小接地电流电网）中的两点接地短路分析：电流电网）中的两点接地短路分析：不完全星形接线的优点：不完全星形接线的优点：在小接地电流电网中，允许单相接地时继续在小接地电流电网中，允许单相接地时继续短时运行，希望只切除一个故障点。短时运行，希望只切除一个故障点。CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:40小接地电流电网，在图中并行线路的不同地小接地电流电网，在图中并行线路的不同地点，不同相别发生两点接地短路时点，不同相别发生两点接地短路时：设并

23、行线路设并行线路WL2、WL3上保护具有相同时限，若上保护具有相同时限，若采用完全星形接线，则百分之百切除两条线路，采用完全星形接线，则百分之百切除两条线路，若采用不完全星形接线，则保护只有机会切除一若采用不完全星形接线，则保护只有机会切除一条线路，这正是不完全星形接线的优点条线路，这正是不完全星形接线的优点。CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:41串联线路上发生两点短路时串联线路上发生两点短路时，只希望切除只希望切除距电源较远那条线路距电源较远那条线路L2的的K1点故障，而不点故障，而不切除线路切除线路L1，这样可以继续保证对线路，这样可以继续保证对线路L3供电。供电。

24、CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:42如线路保护全部采用完全星形接线，由于两个保护之如线路保护全部采用完全星形接线，由于两个保护之间在定值和时限上都是按选择性的要求配合整定的，间在定值和时限上都是按选择性的要求配合整定的，因此能够因此能够100%100%地只切除线路地只切除线路L2L2；若采用不完全星形接；若采用不完全星形接线，当线，当L2L2上一点是上一点是B B相接地时，则线路相接地时，则线路L2L2保护不能动作，保护不能动作，只能由线路只能由线路L1L1保护动作切除保护动作切除L1,L1,扩大了停电范围。由此扩大了停电范围。由此可见这种接线方式在不同相别的两点接地

25、中，只能保可见这种接线方式在不同相别的两点接地中，只能保证证2/32/3机会有选择性地切除后面线路。因此有机会有选择性地切除后面线路。因此有1/31/3机会机会误动作，切除距电源较近的故障点，扩大了停电范围。误动作，切除距电源较近的故障点，扩大了停电范围。CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:43对对Yd接线变压器后两相短路时采用接线变压器后两相短路时采用两种接线工作性能分析两种接线工作性能分析 以以Yd11变压器为例，设变比变压器为例，设变比KT=1,当在当在侧发生两侧发生两相短路，相短路，Y侧电流向量图如图侧电流向量图如图2-15所示，所示，Y侧电流侧电流向量图如图向量

26、图如图2-16所示。所示。Y侧正序电流相位比侧正序电流相位比侧侧滞后滞后30，Y侧负序电流相位比侧负序电流相位比侧超前侧超前30CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:44Yd接线变压器后两相电路接线变压器后两相电路 图2-16 Y侧电流向量图 CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:45Yd接线变压器后两相电路接线变压器后两相电路当采用电流保护作为降压变当采用电流保护作为降压变压器相邻线路后备保护时，压器相邻线路后备保护时，完全星形接线接于完全星形接线接于B相继电相继电器电流比其他两相电流大一器电流比其他两相电流大一倍，故灵敏系数也提高一倍，倍，故灵敏系数

27、也提高一倍，如采用不完全星形接线由于如采用不完全星形接线由于B相无电流互感器则灵敏系相无电流互感器则灵敏系数比完全星形接线低一倍，数比完全星形接线低一倍，为提高灵敏系数不完全星形为提高灵敏系数不完全星形接线的中性线上接一只电流接线的中性线上接一只电流继电器。继电器。CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:4610KV电流互感器结构实例CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:4735KV35KV电流互感器结构实例电流互感器结构实例CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:4835KV35KV电流互感器结构实例电流互感器结构实例CH2 继电保护的

28、基本元件 电力系统继电保护原理Page:4960、110、220KV电流互感器CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:50新型500KV电流传感器CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:51电流互感器使用注意事项电流互感器使用注意事项、电流互感器在工作时不允许开路。、电流互感器在工作时不允许开路。2、电流互感器二次侧有一端必须接地，以、电流互感器二次侧有一端必须接地，以防止一、二次侧绕组绝缘击穿时，一次侧防止一、二次侧绕组绝缘击穿时，一次侧高压窜入二次侧，危及人身和设备安全。高压窜入二次侧，危及人身和设备安全。3、电流互感器在接线时，必须注意端子极、电流互感

29、器在接线时，必须注意端子极性。否则二次侧所接仪表、继电器中所流性。否则二次侧所接仪表、继电器中所流过的电流不是预想的电流，甚至会引起事过的电流不是预想的电流，甚至会引起事故。故。CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:52第二节第二节 电压互感器电压互感器一、电磁式电压互感器一、电磁式电压互感器二、电容式电压互感器二、电容式电压互感器第二节第二节 电压互感器电压互感器CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:53一、电磁式电压互感器一、电磁式电压互感器1.1.工作原理工作原理相当于工作在开路相当于工作在开路条件下的小容量条件下的小容量降降压压变变压压器器。其其

30、一一、二二侧侧额额定定电电压压之之比比为：为：K KTVTV=U=U1N1N/U/U2N2NCH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:54一、电磁式电压互感器一、电磁式电压互感器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。CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:55一、电磁式电压互感器一、电磁式电压互感器电压互感器的额定变压比电压互感器的额定变压比K KTVTV=U=UN1N1/U/UN1N1=W=W1 1/W/

31、W2 2U UN1N1电压互感器一次绕组的额定电压电压互感器一次绕组的额定电压 U UN2N2电压互感器二次线圈的额定电压电压互感器二次线圈的额定电压 CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:562 2、电磁式电压互感器的测量误差、电磁式电压互感器的测量误差 n电压误差 n相位误差u 图图2-92-9电压互感器的等值电路和相量图电压互感器的等值电路和相量图CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:57一、电磁式电压互感器一、电磁式电压互感器图图2-92-9电压互感器的等值电路和相量图电压互感器的等值电路和相量图CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理P

32、age:58一、电磁式电压互感器一、电磁式电压互感器l影响电压互感器误差的因素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Im；(3)二次负荷电流 I2；(4)二次负荷的功率因数cos2。CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:59一、电磁式电压互感器一、电磁式电压互感器l准确级和额定容量准确级和额定容量1.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误差的最大限值。2.额定容量对应于每个准确级，每台电压互感器规定一个额定容量。在功率因数为0.8(滞后)时，额定容量标准值为10、15、25、30、50、7

33、5、100、150、200、250、300、400、500VA。CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:60 电压误差和相位差限值电压误差和相位差限值CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:61JCCl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。CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:62220kV串级式电压互感器的原理接线图互感器由两个铁心组成，一次绕组分成匝数相等的四个部分，分别套在两个铁心上、下铁

34、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。CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:63电压互感器结构实例CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:64220kV串级式电压互感器的原理接线图当二次绕组开路时，线当二次绕组开路时，线圈电位均匀分布，线圈圈电位均匀分布，线圈边缘线匝对铁心的电位边缘线匝对铁心的电位差为差为Uph/4Uph/4（UphUph=UxgUxg 为相对地电压）。为相对地电压）。串级式结构可以大量节串级式结构可以大量节约绝缘材料和降低造价。约绝缘材料和降低造价。CH2 继电保护的基

35、本元件 电力系统继电保护原理Page:65220kV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。CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:66220kV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。CH2 继电保护的基本元件 电力

36、系统继电保护原理Page:67220kV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。CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:68二、电容分压式电压互感器二、电容分压式电压互感器电容分压式电压互感器（电容分压式电压互感器（CTV）用于）用于110500kV中性点直接接地系统，它是利用分压原理实现中性点直接接地系统，它是利用分压原理实现电压变换的，用超高压电容和一个电磁式电压电压变换的，用超高压电容和一个电磁式电压互感器将电容分压输出的较高电压进一步变换互感器将电

37、容分压输出的较高电压进一步变换成二次额定电压，并实现一次电路与二次电路成二次额定电压，并实现一次电路与二次电路隔离。隔离。1.1.工作原理工作原理 2.2.电磁式和电容分压式电压互感器的接线电磁式和电容分压式电压互感器的接线3.3.对电压互感器接线的要求对电压互感器接线的要求 CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:691.1.电容分压式电压互感器电容分压式电压互感器工作原理工作原理UC2=KU1=其中：K分压比，K=U1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。CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:70电容分压式电压互感器的原理接图电容

38、分压式电压互感器的原理接图图2-11 电容分压式电压互感器的原理接线图CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:71原理接线图中各元件的作用原理接线图中各元件的作用LL补偿电抗，可补偿电补偿电抗，可补偿电容分压器的内阻抗容分压器的内阻抗 。TV TV 中间变压器，将测中间变压器，将测量仪表经中间变压器量仪表经中间变压器TVTV后与分压器连接，减小后与分压器连接，减小分压器的输出电流以减分压器的输出电流以减少误差。少误差。r rd d阻尼电阻，在阻尼电阻，在TVTV付边付边单独设置一只线圈，接单独设置一只线圈，接入阻尼电阻入阻尼电阻r rd d，用以抑，用以抑制铁磁谐振过电压。制

39、铁磁谐振过电压。CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:72原理接线图中各元件的作用原理接线图中各元件的作用C CK K 补偿电容器，用补偿电容器，用来补偿电磁式电压互来补偿电磁式电压互感器感器TVTV的磁化电流和的磁化电流和付边负荷电流的无功付边负荷电流的无功分量，亦能减小测量分量，亦能减小测量装置的误差。装置的误差。P P1 1放电间隙，用以保放电间隙，用以保护护TVTV的原绕组和补偿的原绕组和补偿电抗器电抗器L L，防止因受，防止因受二次侧短路所产生的二次侧短路所产生的过电压而造成的损坏过电压而造成的损坏。CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:73利

40、用补偿电抗减小测量误差的原理利用补偿电抗减小测量误差的原理 电容分压器简化成的有电容分压器简化成的有源一端口网络如图所示。源一端口网络如图所示。内阻抗内阻抗Z Z1 1为电源短路后，为电源短路后，自自a a和和b b两点所测得的入两点所测得的入端阻抗。其大小为：端阻抗。其大小为：Z Z1 1=当接通负荷后，负荷电当接通负荷后，负荷电流将在流将在Z Z1 1上产生压降上产生压降，使使Uc2降低。降低。CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:74利用补偿电抗减小测量误差的原理利用补偿电抗减小测量误差的原理 在在a a和和b b回路中加入一电感回路中加入一电感L,L,则内阻抗变为：

41、则内阻抗变为：当当输出电压输出电压Uc2Uc2与负荷无关。与负荷无关。CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:75电容式电压互感器的暂态误差及改进措施2-14采用运算放大器的电容式电压互感器采用运算放大器的电容式电压互感器CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:76电容式电压互感器的暂态误差及改进措 施电容式电压互感器在暂态过程中，存在衰电容式电压互感器在暂态过程中，存在衰减时间较长的电压自由震荡分量和直流分减时间较长的电压自由震荡分量和直流分量，衰减时间长达数十毫秒，使快速保护量，衰减时间长达数十毫秒，使快速保护延迟，甚至造成误动作。为适应快速保护延迟，甚

42、至造成误动作。为适应快速保护和其它控制设备要求，可以在电容式电压和其它控制设备要求，可以在电容式电压互感器中增设一个快速响应回路。如图互感器中增设一个快速响应回路。如图2-14所示。所示。CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:77电容式电压互感器的特点电容式电压互感器的特点 供供110kV110kV级及以上中性点直接接地系统测量电压级及以上中性点直接接地系统测量电压之用之用 优优 点点：（1 1）除作为电压互感器用外，还可将其分压电）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；容兼做高频载波通讯的耦合电容；（2 2）电容分压式电压互感器的冲击绝缘强度比

43、）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；电磁式电压互感器高；CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:78电容式电压互感器的特点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。CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:792.2.电磁式和电容式电压互感器的接线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CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:80（2 2）两只单相电压互感器接成）两只单相电压互

44、感器接成 不完全星形接线不完全星形接线(VV(VV形）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。CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:81（3 3）三只单相三绕组电压互感器接成）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星形接线，且原绕组中性点接地 线电压和相对地电压都可测量。在小接地电流系统中，可用来监视电网对地绝缘的状况。CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:82（4）三相三柱式电压互感器的接线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

45、有引出的中性点。CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:83（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其变比为：CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:84（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。CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:853.3.对电压互感器接线的要求对电压互感器接线的要求 l电压互感器的电源侧要有隔离开关。l在35kV及以下电压互感器的电源侧加装高压熔断器

46、进行短路保护。l电压互感器的负载侧也应加装熔断器，用来保护过负荷。l60kV及以上的电压互感器，其电源侧可不装设高压熔断器。CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:86三三.对电压互感器接线的要求对电压互感器接线的要求l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。l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。l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。CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:87作业作业37页2-1，2-4，2-6，2-8，2-12本次课内容较多，重点应放在学习电流互感器上，重点学习电流互感器的工作原理、接线、准确度等级、误差、及使用注意事项。电压互感器学习分析方法同电流互感器，用电压方程、等值电路、向量图三种方法分析学习。预习第三章3-3，3-4CH2 继电保护的基本元件 电力系统继电保护原理Page:88本章内容结束