PT、CT的選擇和使用

1、.PT。將高電壓變成低電壓的互感器。在正常使用情況下，其比差和角差都應(yīng)在允許范圍內(nèi)。利用電磁感應(yīng)原理改變交流電壓量值的器件。將交流高電壓轉(zhuǎn)化成可供儀表、繼電器測量或應(yīng)用的變壓設(shè)備。PT是一個帶鐵心的變壓器。它主要由一、二次線圈、鐵心和絕緣組成。當(dāng)在一次繞組上施加一個電壓U1時，在鐵心中就產(chǎn)生一個磁通，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，則在二次繞組中就產(chǎn)生一個二次電壓U2。改變一次或二次繞組的匝數(shù)，可以產(chǎn)生不同的一次電壓與二次電壓比，這就可組成不同比的PT。PT將高電壓按比例轉(zhuǎn)換成低電壓，即100V，PT一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測量儀表、繼電保護等；主要是電磁式的（電容式PT應(yīng)用廣泛），另有非電磁式的，如電

2、子式、光電式。工作原理：其工作原理與變壓器相同，基本結(jié)構(gòu)也是鐵心和原、副繞組。特點是容量很小且比較恒定，正常運行時接近于空載狀態(tài)。 PT本身的阻抗很小，一旦副邊發(fā)生短路，電流將急劇增長而燒毀線圈。為此，PT的原邊接有熔斷器，副邊可靠接地，以免原、副邊絕緣損毀時，副邊出現(xiàn)對地高電位而造成人身和設(shè)備事故。 測量用PT一般都做成單相雙線圈結(jié)構(gòu)，其原邊電壓為被測電壓（如電力系統(tǒng)的線電壓），可以單相使用，也可以用兩臺接成V-V形作三相使用。實驗室用的PT往往是原邊多抽頭的，以適應(yīng)測量不同電壓的需要。供保護接地用PT還帶有一個第三線圈，稱三線圈PT。三相的第三線圈接成開口三角形，開口三角形的兩引出端與接地

3、保護繼電器的電壓線圈聯(lián)接。 正常運行時，電力系統(tǒng)的三相電壓對稱，第三線圈上的三相感應(yīng)電動勢之和為零。一旦發(fā)生單相接地時，中性點出現(xiàn)位移，開口三角的端子間就會出現(xiàn)零序電壓使繼電器動作，從而對電力系統(tǒng)起保護作用。 線圈出現(xiàn)零序電壓則相應(yīng)的鐵心中就會出現(xiàn)零序磁通。為此，這種三相PT采用旁軛式鐵心（10KV及以下時）或采用三臺單相PT。對于這種互感器，第三線圈的準(zhǔn)確度要求不高，但要求有一定的過勵磁特性（即當(dāng)原邊電壓增加時，鐵心中的磁通密度也增加相應(yīng)倍數(shù)而不會損壞）。1 注意事項使用注意1PT在投入運行前要按照規(guī)程規(guī)定的項目進行試驗檢查。例如，測極性、連接組別、搖絕緣、核相序等。 2PT的接線應(yīng)保證其正

4、確性，一次繞組和被測電路并聯(lián)，二次繞組應(yīng)和所接的測量儀表、繼電保護裝置或自動裝置的電壓線圈并聯(lián)，同時要注意極性的正確性。 3接在PT二次側(cè)負荷的容量應(yīng)合適，接在PT二次側(cè)的負荷不應(yīng)超過其額定容量，否則，會使互感器的誤差增大，難以達到測量的正確性。 4PT二次側(cè)不允許短路。由于PT內(nèi)阻抗很小，若二次回路短路時，會出現(xiàn)很大的電流，將損壞二次設(shè)備甚至危及人身安全。PT可以在二次側(cè)裝設(shè)熔斷器以保護其自身不因二次側(cè)短路而損壞。在可能的情況下，一次側(cè)也應(yīng)裝設(shè)熔斷器以保護高壓電網(wǎng)不因互感器高壓繞組或引線故障危及一次系統(tǒng)的安全。 5為了確保人在接觸測量儀表和繼電器時的安全，PT二次繞組必須有一點接 地。因為接

5、地后，當(dāng)一次和二次繞組間的絕緣損壞時，可以防止儀表和繼電器出現(xiàn)高電壓危及人身安全。 施工、安裝要點1、副邊繞組連同鐵心必須可靠接地。 2、副邊絕對不容許短路。 銘牌標(biāo)志 PT型號由以下幾部分組成，各部分字母，符號表示內(nèi)容： 第一個字母：JPT； 第二個字母：D單相；S三相 第三個字母：J油浸；Z澆注； 第四個字母：數(shù)字電壓等級(KV)。 例如：JDJ-10表示單相油浸PT，額定電壓10KV。 額定一次電壓，作為互感器性能基準(zhǔn)的一次電壓值。 額定二次電壓，作為互感器性能基準(zhǔn)的二次電壓值。額定變比，額定一次電壓與額定二次電壓之比。 準(zhǔn)確級，由互感器系統(tǒng)定的等級，其誤差在規(guī)定使用條件下應(yīng)在規(guī)定的限值

6、之內(nèi)負荷，二次回路的阻抗，通常以視在功率(VA)表示。額定負荷，確定互感器準(zhǔn)確級可依據(jù)的負荷值。 基本作用 PT的作用是：把高電壓按比例關(guān)系變換成100V或更低等級的標(biāo)準(zhǔn)二次電壓，供保護、計量、儀表裝置使用。同時，使用PT可以將高電壓與電氣工作人員隔離。PT雖然也是按照電磁感應(yīng)原理工作的設(shè)備，但它的電磁結(jié)構(gòu)關(guān)系與電流互感器相比正好相反。PT二次回路是高阻抗回路，二次電流的大小由回路的阻抗決定。當(dāng)二次負載阻抗減小時，二次電流增大，使得一次電流自動增大一個分量來滿足一、二次側(cè)之間的電磁平衡關(guān)系?？梢哉f，PT是一個被限定結(jié)構(gòu)和使用形式的特殊變壓器。簡單的說就是“檢測元件”。 接線方式PT的接線方式很

7、多，常見的有以下幾種： （1） 用一臺單相PT來測量某一相對地電壓或相間電壓的接線方式 （2） 用兩臺單相互感器接成不完全星形，也稱VV接線，用來測量各相間電壓，但不能測相對地電壓，廣泛應(yīng)用在20KV以下中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地的電網(wǎng)中。 （3） 用三臺單相三繞組PT構(gòu)成YN，yn，d0或YN，y，d0的接線形式，廣泛應(yīng)用于3220KV系統(tǒng)中，其二次繞組用于測量相間電壓和相對地電壓，輔助二次繞組接成開口三角形，供接入交流電網(wǎng)絕緣監(jiān)視儀表和繼電器用。用一臺三相五柱式PT代替上述三個單相三繞組PT構(gòu)成的接線，除鐵芯外，其形式與圖3基本相同，一般只用于315KV系統(tǒng)。 （4） 電容式PT接線形式

8、。 在中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)中，為了測量相對地電壓，PT一次繞組必須接成星形接地的方式。 在360KV電網(wǎng)中，通常采用三只單相三繞組PT或者一只三相五柱式PT的接線形式。必須指出，不能用三相三柱式PT做這種測量。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地短路時，在互感器的三相中將有零序電流通過，產(chǎn)生大小相等、相位相同的零序磁通。在三相三柱式互感器中，零序磁通只能通過磁阻很大的氣隙和鐵外殼形成閉合磁路，零序電流很大，使互感器繞組過熱甚至損壞設(shè)備。而在三相五柱式PT中，零序磁通可通過兩側(cè)的鐵芯構(gòu)成回路，磁阻較小，所以零序電流值不大，對互感器不造成損害。 常見異常（1）三相電壓指示不平衡：一相降低（可為零），另

9、兩相正常，線電壓不正常，或伴有聲、光信號，可能是互感器高壓或低壓熔斷器熔斷； （2）中性點非有效接地系統(tǒng)，三相電壓指示不平衡：一相降低（可為零），另兩相升高（可達線電壓）或指針擺動，可能是單相接地故障或基頻諧振，如三相電壓同時升高，并超過線電壓（指針可擺到頭），則可能是分頻或高頻諧振； （3）高壓熔斷器多次熔斷，可能是內(nèi)部絕緣嚴(yán)重損壞，如繞組層間或匝間短路故障； （4）中性點有效接地系統(tǒng)，母線倒閘操作時，出現(xiàn)相電壓升高并以低頻擺動，一般為串聯(lián)諧振現(xiàn)象；若無任何操作，突然出現(xiàn)相電壓異常升高或降低，則可能是互感器內(nèi)部絕緣損壞，如絕緣支架繞、繞組層間或匝間短路故障； （5）中性點有效接地系統(tǒng)，PT投

10、運時出現(xiàn)電壓表指示不穩(wěn)定，可能是高壓繞組N（X）端接地接觸不良。 在測量交變電流的大電流時,為便于二次儀表測量需要轉(zhuǎn)換為比較統(tǒng)一的電流（我國規(guī)定CT的二次額定為5A或1A），另外線路上的電壓都比較高如直接測量是非常危險的。CT就起到變流和電氣隔離作用。 它是電力系統(tǒng)中測量儀表、繼電保護等二次設(shè)備獲取電氣一次回路電流信息的傳感器，CT將高電流按比例轉(zhuǎn)換成低電流，CT一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測量儀表、繼電保護等。 正常工作時互感器二次側(cè)處于近似短路狀態(tài)，輸出電壓很低。在運行中如果二次繞組開路或一次繞組流過異常電流（如雷電流、諧振過電流、電容充電電流、電感啟動電流等），都會在二次側(cè)產(chǎn)生數(shù)千伏甚至

11、上萬伏的過電壓。這不僅給二次系統(tǒng)絕緣造成危害，還會使互感器過激而燒損，甚至危及運行人員的生命安全。 1次側(cè)只有1到幾匝，導(dǎo)線截面積大，串入被測電路。2次側(cè)匝數(shù)多,導(dǎo)線細,與阻抗較小的儀表(電流表/功率表的電流線圈)構(gòu)成閉路。 CT的運行情況相當(dāng)于2次側(cè)短路的變壓器，忽略勵磁電流，安匝數(shù)相等I1N1=I2N2 CT一次繞組電流I1與二次繞組I2的電流比，叫實際電流比I1/I2=N2/N1=k。 勵磁電流是誤差的主要根源。 測量用CT的精度等級0.2/0.5/1/3,1表示變比誤差不超過1%，另外還有0.2S和0.5S級。 保護用CT的精度等級5P/10P ，10P標(biāo)示復(fù)合誤差不超過10%。 保護

12、用CT保護用CT主要與繼電裝置配合，在線路發(fā)生短路過載等故障時，向繼電裝置提供信號切斷故障電路，以保護供電系統(tǒng)的安全。保護用微型CT的工作條件與測量用互感器完全不同，保護用互感器只是在比正常電流大幾倍幾十倍的電流時才開始有效的工作。保護用互感器主要要求：1、絕緣可靠，2、足夠大的準(zhǔn)確限值系數(shù)，3、足夠的熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性。 保護用互感器在額定負荷下能夠滿足準(zhǔn)確級的要求最大一次電流叫額定準(zhǔn)確限值一次電流。準(zhǔn)確限值系數(shù)就是額定準(zhǔn)確限值一次電流與額定一次電流比。當(dāng)一次電流足夠大時鐵芯就會飽和起不到反映一次電流的作用，準(zhǔn)確限值系數(shù)就是表示這種特性。保護用互感器準(zhǔn)確等級5P、10P，表示在額定準(zhǔn)確限值一

13、次電流時的允許誤差5%、10% 線路發(fā)生故障時的沖擊電流產(chǎn)生熱和電磁力，保護用CT必須承受。二次繞組短路情況下，CT在一秒內(nèi)能承受而無損傷的一次電流有效值，稱額定短時熱電流。二次繞組短路情況下，CT能承受而無損傷的一次電流峰值，稱額定動穩(wěn)定電流。 保護用CT分為：1、過負荷保護CT，2、差動保護CT，3、接地保護CT（零序CT） （1）保護用CT的準(zhǔn)確級，以該準(zhǔn)確級在額定準(zhǔn)確限值一次電流下所規(guī)定的最大允許復(fù)合誤差百分數(shù)標(biāo)稱，其后標(biāo)以字母“P”(表示保護)。保護用CT的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確級有：5P和10P。 例如5P10，后面的10是準(zhǔn)確限值系數(shù)，5P10表示當(dāng)一次電流是額定一次電流的10倍時，該繞組的復(fù)

14、合誤差5%。（2）對 于 0.1、0 .2、0 .5級和1級測量用CT，在二次負荷歐姆值為額定負荷值的100% 時，其額定頻率下的電流誤差不超過0.1%、0.2%、0.5%、1%。 使用注意事項CT運行時，副邊不允許開路。因為一旦開路，原邊電流均成為勵磁電流，使磁通和副邊電壓大大超過正常值而危及人身和設(shè)備安全。因此，CT副邊回路中不許接熔斷器，也不允許在運行時未經(jīng)旁路就拆下電流表、繼電器等設(shè)備。 CT的接線方式CT的接線方式按其所接負載的運行要求確定。最常用的接線方式為單相，三相星形和不完全星形（圖4a、b、c）。 CT接線方式 CT接線方式額定變比和誤差互感器的額定變比KN指PT的額定電壓比

15、和CT的額定電流比。前者定義為原邊繞組額定電壓U1N與副邊繞組額定電壓 U2N之比；后者則為額定電流I1N與I2N之比。即 KNU1N/U2N （對PT） KNI1N/I2N （對CT） 電壓（或電流）互感器原邊電壓（或電流）在一定范圍內(nèi)變動時,一般規(guī)定為0.851.15U1N（或10120%I1N）,副邊電壓（或電流）應(yīng)按比例變化,而且原、副邊電壓(或電流)應(yīng)該同相位。但由于互感器存在內(nèi)阻抗、勵磁電流和損耗等因素而使比值及相位出現(xiàn)誤差，分別稱為比差和角差。 比差為經(jīng)折算后的二次電壓（或二次電流）與一次電壓（或一次電流）量值大小之差對后者之比，即fU 為PT的比差，fI 為CT的比差。當(dāng)KNU

16、2U1（或KNI2I1）時，比差為正，反之為負。 對沒有采取補償措施的PT，比差為負，角差一般為正值，比差的絕對值和角差均隨電壓的增大而減??；鐵心飽和時，比差與角差均隨電壓的增大而增大。 對于沒有采取補償措施的CT，比差為負值，角差為正值，比差的絕對值和角差均隨電流增大而減小。 采用補償?shù)霓k法可以減小互感器的誤差。一般通過在互感器上加繞附加繞組或增添附加鐵心，以及接入相應(yīng)的電阻、電感、電容元件來補償。常用的補償法有匝數(shù)補償、分數(shù)匝補償、小鐵心補償、并聯(lián)電容補償?shù)取?CT的作用CT的作用是可以把數(shù)值較大的一次電流通過一定的變比轉(zhuǎn)換為數(shù)值較小的二次電流，用來進行保護、測量等用途。如變比為400/5

17、的CT，可以把實際為400A的電流轉(zhuǎn)變?yōu)?A的電流。 CT-CT的選擇戶外型CT 1 CT選擇與檢驗的原則 1)CT額定電壓不小于裝設(shè)點線路額定電壓； 2)根據(jù)一次負荷計算電流IC選擇CT變化； 3)根據(jù)二次回路的要求選擇CT的準(zhǔn)確度并校驗準(zhǔn)確度； 4)校驗動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。 2 CT變流比選擇 CT一次額定電流I1n和二次額定電流I2n之比，稱為CT的額定變流比，KiI1nI2nN2N1。 式中，N1和N2為CT一次繞組和二次繞組的匝數(shù)。 CT一次側(cè)額定電流標(biāo)準(zhǔn)比（如20、30、40、50、75、100、150(A)、2XaC）等多種規(guī)格，二次側(cè)額定電流通常為1A或5A。其中2XaC表示同

18、一臺產(chǎn)品有兩種電流比，通過改變產(chǎn)品頂部儲油柜外的連接片接線方式實現(xiàn)，當(dāng)串聯(lián)時，電流比為ac，并聯(lián)時電流比為2XaC。一般情況下，計量用CT變流比的選擇應(yīng)使其一次額定電流I1n不小于線路中的負荷電流（即計算IC）。如線路中負荷計算電流為350A，則CT的變流比應(yīng)選擇4005。保護用的CT為保證其準(zhǔn)確度要求，可以將變比選得大一些。 表1 CT準(zhǔn)確級和誤差限值 CT準(zhǔn)確級和誤差限值3 CT準(zhǔn)確度選擇及校驗 所謂準(zhǔn)確度是指在規(guī)定的二次負荷范圍內(nèi)，一次電流為額定值時的最大誤差。中國CT的準(zhǔn)確度和誤差限值如表1所示，對于不同的測量儀表，應(yīng)選用不同準(zhǔn)確度的CT。 準(zhǔn)確度選擇的原則：計費計量用的CT其準(zhǔn)度為0

19、205級；用于監(jiān)視各進出線回路中負荷電流大小的電流表應(yīng)選用1030級CT。為了保證準(zhǔn)確度誤差不超過規(guī)定值，一般還校驗CT二次負荷（伏安），互感器二次負荷S2不大于額定負荷S2n，所選準(zhǔn)確度才能得到保證。準(zhǔn)確度校驗公式：S2S2n。 二次回路的負荷l：取決于二次回路的阻抗Z2的值，則： S2I2n2Z2I2n2（Zi+ RWl+RXC） 或S2V1Si+I2n2（RWl+RXC） 式中，Si、Zi為二次回路中的儀表、繼電器線圈的額定負荷和阻抗，RXC為二次回路中所有接頭、觸點的接觸電阻，一般取01，RWL為二次回路導(dǎo)線電阻， 計算公式化為：RWLLC（rS）。 式中，r為導(dǎo)線的導(dǎo)電率，銅線r53

20、m（mm2），鋁線r32m（mm2），S為導(dǎo)線截面積（mm2），LC為導(dǎo)線的計算長度（m）。設(shè)互感器到儀表單向長度為L1， 則： L1互感器為星形接 LCL1兩相V形接線 2L1一相式接線 繼電保護用的CT的準(zhǔn)確度常用的有5P和l0P。保護級的準(zhǔn)確度是以額定準(zhǔn)確限值一次電流下的最大復(fù)合誤差%來標(biāo)稱的（如5P對應(yīng)的%5%）。所謂額定準(zhǔn)確限值一次電流即一次電流為額定一次電流的倍數(shù)（nI1I1n），也稱為額定準(zhǔn)確限值系數(shù)。即要求保護用的CT在可能出現(xiàn)的范圍內(nèi)，其最大復(fù)合誤差不超過%值。 CT%誤差曲線校驗步驟： (1)按照保護裝置類型計算流過CT的一次電流倍數(shù)； (2)根據(jù)CT的型號、變比和一次電流

21、倍數(shù)，在10%誤差曲線上確定CT的允許二次負荷； (3)按照對CT二次負荷最嚴(yán)重的短路類型，計算CT的實際二次負荷； (4)比較實際二次負荷與允許二次負荷。如實際二次負荷小于允許二次負荷，表示CT的誤差不超過10%誤差： 1)增大連接導(dǎo)線截面或縮短連接導(dǎo)線長度，以減小實際二次負荷； 2)選擇比較大的CT，減小一次電流倍數(shù)，增大允許二次負荷； 3)將CT的二次繞組串聯(lián)起來，使允許二次負荷增大一倍。 4 CT動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度校驗 廠家的產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)中都給出了動穩(wěn)定倍數(shù)Kes和熱穩(wěn)定倍數(shù)Kt，因此按下列公式分別校驗動穩(wěn)定和熱定度即可。 1)動穩(wěn)定度校驗KesI1NiSh； 2)熱穩(wěn)定度校驗(KtI

22、1n)2tI(3)tima 式中，t為熱穩(wěn)定電流時間。 CT的使用1）CT的接線應(yīng)遵守串聯(lián)原則：即一次繞阻應(yīng)與被測電路串聯(lián)，而二次繞阻則與所有儀表負載串聯(lián)； 2）按被測電流大小，選擇合適的變化，否則誤差將增大。同時，二次側(cè)一端必須接地，以防絕緣一旦損壞時，一次側(cè)高壓竄入二次低壓側(cè)，造成人身和設(shè)備事故； 3）二次側(cè)絕對不允許開路，因一旦開路，一次側(cè)電流I1全部成為磁化電流，引起m和E2驟增，造成鐵心過度飽和磁化，發(fā)熱嚴(yán)重乃至燒毀線圈；同時，磁路過度飽和磁化后，使誤差增大。 另外，二次側(cè)開路使E2達幾百伏，一旦觸及造成觸電事故。因此，CT二次側(cè)都備有短路開關(guān)，防止一次側(cè)開路。如圖l中K0，在使用過

23、程中，二次側(cè)一旦開路應(yīng)馬上撤掉電路負載，然后，再停車處理。一切處理好后方可再用。 4）為了滿足測量儀表、繼電保護、斷路器失靈判斷和故障錄波等裝置的需要，在發(fā)電機、變壓器、出線、母線分段斷路器、母聯(lián)斷路器、旁路斷路器等回路中均設(shè)具有28個二次繞阻的CT。對于大電流接地系統(tǒng)，一般按三相配置；對于小電流接地系統(tǒng)，依具體要求按二相或三相配置； 5）對于保護用CT的裝設(shè)地點應(yīng)按盡量消除主保護裝置的不保護區(qū)來設(shè)置。例如：若有兩組CT，且位置允許時，應(yīng)設(shè)在斷路器兩側(cè)，使斷路器處于交叉保護范圍之中； 6)為了防止支柱式CT套管閃絡(luò)造成母線故障，CT通常布置在斷路器的出線或變壓器側(cè)； 7)為了減輕發(fā)電機內(nèi)部故障

24、時的損傷，用于自動調(diào)節(jié)勵磁裝置的CT應(yīng)布置在發(fā)電機定子繞組的出線側(cè)。為了便于分析和在發(fā)電機并入系統(tǒng)前發(fā)現(xiàn)內(nèi)部故障，用于測量儀表的CT宜裝在發(fā)電機中性點側(cè)。 產(chǎn)品選用指南1、工作原理 CT起到變流和電氣隔離作用。便于二次儀表測量需要轉(zhuǎn)換為比較統(tǒng)一的電流，避免直接測量線路的危險。CT是升壓(降流)變壓器，它是電力系統(tǒng)中測量儀表、繼電保護等二次設(shè)備獲取電氣一次回路電流信息的傳感器，CT將高電流按比例轉(zhuǎn)換成低電流，CT一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測量儀表、繼電保護等。 2、名詞解釋 額定工作電壓，互感器允許長期運行的最高相同電壓有效值。 額定一次電流，作為互感器性能基準(zhǔn)的一次電流值。 額定二次電流，作為互感器性能基準(zhǔn)的二次電流值，通常為5A或1A。 額定電流比，額定一次電流與額定二次電流之比。 3、選用要點 （1）額定電流（一次側(cè)）應(yīng)為線路正常運行時負載電流的1.01.3倍。 （2）額定電壓。應(yīng)為0.5kV或0.66kV。 （3）注意精度等級。若用于測量，應(yīng)選用精度等級0.5或0.2級；若負載電流變化較大，或正常運行時負載電流低于CT一次側(cè)額定電流30%，應(yīng)選用0.5級。 （4）根據(jù)需要確定變比與匝數(shù)。 （5）型號規(guī)格選擇。根據(jù)供電線