PT,CT,母線,避雷器等一次設(shè)備的相關(guān)知識(shí)

1、1.互感器 互感器（instrument transformer）又稱為儀用變壓器，是電流互感器和電壓互感器的統(tǒng)稱。其功能主要是將高電壓或大電流按比例變換成標(biāo)準(zhǔn)低電壓（100V）或標(biāo)準(zhǔn)小電流（5A或1A，均指額定值），以便實(shí)現(xiàn)測量儀表、保護(hù)設(shè)備及自動(dòng)控制設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化、小型化。同時(shí)互感器還可用來隔開高電壓系統(tǒng)，以保證人身和設(shè)備的安全。分為電壓互感器（TV）和電流互感器（TA）。 互感器的作用 1)與電氣儀表和繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置配合測量電力系統(tǒng)高電壓回路的電流、電壓、電能等參數(shù)。 2)隔離高電壓，保障工作人員與設(shè)備安全。 3)互感器二次測額定值統(tǒng)一，有利于二次設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化。 4)有利于使用低壓、低截

2、面電纜完成測量保護(hù)功能。 互感器的分類 1)從測量內(nèi)容分為電流互感器和電壓互感器。 2)使用環(huán)境分為戶內(nèi)型和戶外型。 3)使用對(duì)象分為儀表用和保護(hù)用。 其它分類：絕緣、結(jié)構(gòu)、原理等方面的分類。1.1電流互感器 電流互感器是電力系統(tǒng)中供測量和保護(hù)用的重要設(shè)備。在高壓電路中，為了測量電路中的電流，通常采用電流互感器將大電流變成小電流，并使測量儀表和繼電器與高壓裝置在電氣方面隔離，保證設(shè)備和人員的安全。 （一）普通電流互感器的工作原理 電流互感器原理是依據(jù)電磁感應(yīng)原理的。電流互感器是由閉合的鐵心和繞組組成。它的一次繞組匝數(shù)很少，串在需要測量的電流的線路中，因此它經(jīng)常有線路的全部電流流過，二次繞組匝數(shù)

3、比較多，串接在測量儀表和保護(hù)回路中，電流互感器在工作時(shí)，它的二次回路始終是閉合的，因此測量儀表和保護(hù)回路串聯(lián)線圈的阻抗很小，電流互感器的工作狀態(tài)接近短路。 電流互感器實(shí)際運(yùn)行中負(fù)荷阻抗很小，二次繞組接近于短路狀態(tài)，相當(dāng)于一個(gè)短路運(yùn)行的變壓器。 （二）使用注意事項(xiàng)電流互感器在工作時(shí)其二次側(cè)不得開路。否則二次側(cè)會(huì)感應(yīng)出極高電壓，危及人身和設(shè)備安全。電流互感器的二次側(cè)有一端必須接地。電流互感器在連接時(shí)，要注意其端子的極性。電流互感器必須保證一定的準(zhǔn)確度，電流互感器的負(fù)載阻抗不得大于與準(zhǔn)確級(jí)相對(duì)應(yīng)的額定阻抗。 一般0.1、0.2級(jí)主要用于實(shí)驗(yàn)室精密測量和供電容量超過一定值（月供電量超過100萬kWh）

4、的線路或用戶；0.5級(jí)的可用于收費(fèi)用的電能表；0.5-1級(jí)的用于發(fā)電廠、變電所的盤式儀表和技術(shù)上用的電能表；3級(jí)、5級(jí)的電流互感器用于一般的測量和某些繼電保護(hù)上；5P和10P級(jí)的用于繼電保護(hù)，在舊型號(hào)產(chǎn)品中用B、C、D級(jí)表示。（四）電流互感器的分類按安裝地點(diǎn)可分為屋內(nèi)（20kV及以下）和屋外式（35kV及 以上）。按安裝方式可分為穿墻式、支持式和裝入式（套管式）。按絕緣方式可分為干式、澆注式、油浸式等。干式用絕緣膠浸漬，用于屋內(nèi)低壓電流互感器；澆注式以環(huán)氧樹脂作絕緣，目前僅用于35kV及以下的屋內(nèi)電流互感器；油浸式多為屋外式。按一次繞組匝數(shù)可分為單匝式和多匝式。單匝式分為貫穿型和母線型兩種。按

5、電流互感器的工作原理，可分為電磁式、電容式、光電式和無線電式。1.2電磁式電壓互感器 電磁式電壓互感器的工作原理、構(gòu)造和連接方法都與變壓器相同。電壓互感器的一次繞組與二次繞組的電壓之比同為他們的匝數(shù)之比。 電磁式電壓互感器與變壓器相比，其工作狀態(tài)有以下特點(diǎn)： 1)電壓互感器一次側(cè)的電壓，不受互感器二次側(cè)負(fù)荷的影響，并且在大多數(shù)情況下，二次側(cè)負(fù)荷是恒定的。 2)容量很小，類似一臺(tái)小容量變壓器(通常只有幾十到幾百伏安)但結(jié)構(gòu)上要求有較高的安全系數(shù)。 3)電壓互感器二次側(cè)所接的負(fù)荷是測量儀表和繼電器的電壓線圈，它們的阻抗很大，因此，電壓互感器的正常工作方式接近于空載狀態(tài)。電壓互感器本身的阻抗很小，一

6、旦副邊發(fā)生短路，電流將急劇增長而燒毀線圈。 4)電壓互感器主要用于傳輸信號(hào)，要求原副邊的變比（比差）及原副邊的相位之差（角差）滿足一定的準(zhǔn)確度要求。而變壓器主要用于傳輸功率，要求傳輸過程中損耗小，效率高。電壓互感器使用注意事項(xiàng)1)電壓互感器二次側(cè)不得短路。電壓互感器的一、二次側(cè)都應(yīng)裝設(shè)熔斷器（ 6OkV及以上的電壓互感器，其電源側(cè)可不裝設(shè)高壓熔斷器）。2)電壓互感器的電源側(cè)要裝設(shè)隔離開關(guān)。3)電壓互感器鐵芯及二次繞組一端必須接地。防止一、二次繞組間的絕緣擊穿時(shí)，一次側(cè)的高電壓竄入二次側(cè)，危及工作人員人身和二次設(shè)備的安全。4)電壓互感器在接線時(shí)要注意端子極性的正確。接線時(shí)，應(yīng)保證一、二次繞組的首

7、尾標(biāo)號(hào)及同名端的正確。5)電壓互感器的負(fù)載容量應(yīng)不大于準(zhǔn)確級(jí)相對(duì)應(yīng)的額定容量。電壓互感器的接線單相電壓互感器接線用于35kV及以下的中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中測量線電壓；用在110kV及以上中性點(diǎn)有效接地系統(tǒng)中測量相對(duì)地電壓； V，V形接線（不完全星形接線）來測量三個(gè)線電壓，但不能測量相電壓，應(yīng)用于20kV及以下中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的電網(wǎng)中；一臺(tái)三相三柱式電壓互感器Yyn接線用于測量線電壓，不能測量相電壓；一臺(tái)三相五柱式電壓互感器的YNynV接線測量線電壓、相電壓和零序電壓（用作絕緣監(jiān)察裝置，開口三角形），廣泛應(yīng)用于小接地電流電網(wǎng)中； 三個(gè)單相三繞組電壓互感器接成的YNynd接線主要應(yīng)用于

8、3kV及以上電網(wǎng)中，用于測量線電壓、相電壓和零序電壓（用作絕緣監(jiān)察裝置，開口三角形）。電壓互感器的分類按安裝地點(diǎn)分為戶內(nèi)式和戶外式；按相數(shù)分為單相式和三相式，只有20kV以下才制成三相式；按線圈數(shù)可分為雙線圈和三線圈；按絕緣結(jié)構(gòu)可分為干式、澆注式、普通油浸式、串級(jí)油浸式和電容式。干式多用于低壓戶內(nèi)配電；澆注式用于335kV；油浸式主要用于35kV及以上的電壓互感器。 電壓互感器的型號(hào) 電磁式電壓互感器的應(yīng)用 電壓互感器的原邊接有熔斷器，副邊可靠接地，以免原、副邊絕緣損毀時(shí)，副邊出現(xiàn)對(duì)地高電位而造成人身和設(shè)備事故。測量用電壓互感器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

9、），可以單相使用,也可以用兩臺(tái)接成V-V形作三相使用。實(shí)驗(yàn)室用的電壓互感器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(hù)接地用電壓互感器還帶有一個(gè)第三線圈，稱三線圈電壓互感器。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保護(hù)繼電器的電壓線圈聯(lián)接。正常運(yùn)行時(shí)，電力系統(tǒng)的三相電壓對(duì)稱，第三線圈上的三相感應(yīng)電動(dòng)勢之和為零。一旦發(fā)生單相接地時(shí),中性點(diǎn)出現(xiàn)位移,開口三角的端子間就會(huì)出現(xiàn)零序電壓使繼電器動(dòng)作，從而對(duì)電力系統(tǒng)起保護(hù)作用。線圈出現(xiàn)零序電壓則相應(yīng)的鐵心中就會(huì)出現(xiàn)零序磁通。為此，這種三相電壓互感器采用旁軛式鐵心（10kV及以下時(shí)）或采用三臺(tái)單相電壓互感器。對(duì)于這種互感器，第三線圈

10、的準(zhǔn)確度要求不高，但要求有一定的過勵(lì)磁特性（即當(dāng)原邊電壓增加時(shí)，鐵心中的磁通密度也增加相應(yīng)倍數(shù)而不會(huì)損壞）。1.3電容式電壓互感器 電容式電壓互感器是由串聯(lián)電容器分壓，再經(jīng)電磁式互感器降壓和隔離，作為表計(jì)、繼電保護(hù)等的一種電壓互感器，主要由電容分壓器、補(bǔ)償電抗器、中間變壓器、阻尼器及載波裝置、防護(hù)間隙等組成，實(shí)質(zhì)上是一個(gè)電容串接的分壓器。電容式電壓互感器的特點(diǎn)供11OkV及以上中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)測量電壓之用 優(yōu)點(diǎn)：除作為電壓互感器用外，還可將其分壓電容兼做高頻載波通訊的耦合電容；電容分壓式電壓互感器的沖擊絕緣強(qiáng)度比電磁式電壓互感器高；體積小，重量輕，成本低； 在高壓配電裝置中占地面積很小。缺點(diǎn)

11、：誤差特性和暫態(tài)特性比電磁式電壓互感器差輸出容量較小2.封閉母線 封閉母線由載流導(dǎo)體、殼體和絕緣材料組成，母線殼體應(yīng)采用優(yōu)質(zhì)冷軋鋼板制成，具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，防護(hù)等級(jí)為IP55。載流導(dǎo)體采用符合GB5585155853標(biāo)準(zhǔn)的電工用銅材料、導(dǎo)體接點(diǎn)的接觸面進(jìn)行了特殊處理使連接部位接觸可靠，發(fā)熱低，使用安全可靠。絕緣材料具有絕緣性能好、抗老化、無毒、低煙等項(xiàng)性能指標(biāo)。 封閉母線包括離相封閉母線、共相封閉母線和電纜母線。 母線和電纜的區(qū)別： 母線采用銅排或者鋁排，其電流密度大，電阻小，集膚效應(yīng)小，無須降容使用。電壓降小也就意味著能量損耗小，最終節(jié)約用戶的投資。而對(duì)于電纜來講，由于電纜芯是多股細(xì)銅線，

12、其根面積較同電流等級(jí)的母線要大。并且其 “集膚效應(yīng)”嚴(yán)重，減少了電流額定值，增加了電壓降，容易發(fā)熱。線路的能量損失大，容易老化。 2.1共相封閉母線 共相封閉母線包括不隔相共箱封閉母線、隔相共箱封閉母線及交直流勵(lì)磁共箱母線，廣泛用于100MW 以下發(fā)電機(jī)引出線與主變壓器低壓側(cè)之間或75MW 及以上機(jī)組廠用變壓器低壓側(cè)與高壓配電裝置之間的電流傳輸。共箱封閉母線也可用于發(fā)電機(jī)交直流勵(lì)磁回路、變電所用電引入母線或其它工業(yè)民用設(shè)施的電源引線。 2.1.1共相封閉母線特點(diǎn) 共相封閉母線三相母線共在一個(gè)金屬封閉結(jié)構(gòu)箱內(nèi)，具有制造簡單、造價(jià)低、維護(hù)方便、運(yùn)行較為可靠等優(yōu)點(diǎn)，多采用自然冷卻、外殼多點(diǎn)接地方式。

13、缺點(diǎn)是布置位置較大且現(xiàn)場安裝工作量大，受外界環(huán)境條件的影響大，對(duì)運(yùn)行維護(hù)的要求較高，如維護(hù)不當(dāng)有可能受潮，影響封閉母線的絕緣水平，甚至造成相對(duì)地或相間短路，引起嚴(yán)重的廠用電事故。 2.1.2共相封閉母線運(yùn)行注意事項(xiàng) 由于共相母線用于高壓廠用工作變器低壓側(cè)與高壓廠用工作母線或高壓廠用公用母線進(jìn)線電源斷路器的連接，對(duì)設(shè)備運(yùn)行而言，其故障性質(zhì)與所連接的變壓器內(nèi)部故障性質(zhì)一樣，一旦發(fā)生故障，其故障電流將達(dá)到較高水平。運(yùn)行中，對(duì)共箱母線的絕緣、耐壓水平均須保持較高水平。共相母線由于有很多人孔門，應(yīng)保持密封嚴(yán)密，避免因負(fù)荷的高低、氣溫的冷熱發(fā)生“呼吸”造成絕緣部件的結(jié)灰或結(jié)露，惡化運(yùn)行條件。 2.2離相封

14、閉母線 離相封閉母線廣泛應(yīng)用于50MW以上發(fā)電機(jī)引出線及廠用分支回路的大電流傳輸裝置。 3.3.1離相封閉母線特點(diǎn) 離相封閉母線導(dǎo)體和外殼均采用鋁板卷制焊接而成： 1)減少接地故障，避免相間短路。離相封閉母線因有外殼保護(hù)可消除外界潮氣灰塵以及外物引起的接地故障，母線采用分相封閉也杜絕相間短路的發(fā)生。 2)消除鋼結(jié)構(gòu)發(fā)熱。離相封閉母線采用外殼屏蔽可從根本上解決鋼結(jié)構(gòu)感應(yīng)發(fā)熱的問題。 3)減少相間短路電動(dòng)力。由于外殼上渦流和環(huán)流的雙重屏蔽作用使相間導(dǎo)體所受的短路電動(dòng)力大為降低。 4)提高運(yùn)行的安全可靠性。母線封閉后從而防止絕緣子結(jié)露，母線封閉后也為采用通風(fēng)冷卻創(chuàng)造了條件。 5)封閉母線由工廠成套生

15、產(chǎn)質(zhì)量有保證，運(yùn)行維護(hù)工作量小，施工安裝簡便而且不需設(shè)置網(wǎng)欄，簡化了對(duì)土建的要求。 6)外殼在同一相內(nèi)，包括分支回路采用電氣全連式并采用多點(diǎn)接地使外殼基本處于等電位，接地方式大為簡化并杜絕人身觸電危險(xiǎn)。3.避雷器 避雷器，又叫做過電壓限制器，它的作用是把已侵人電力線、信號(hào)傳輸線的雷電高電壓限制在一定范圍之內(nèi)，保證用電設(shè)備不被高電壓沖擊擊穿。常用的避雷器種類繁多，但歸納起來可分為為四大類:(1)閥型;(2)放電間隙型;(3)高通濾波型;(4)半導(dǎo)體型。根據(jù)用途分為兩大類，即電力避雷器和電信避雷器。避雷器的一般工作原理當(dāng)作用電壓超過電力避雷器的放電電壓時(shí)，避雷器即先放電，限制了過電壓；放電體結(jié)束，

16、絕緣強(qiáng)度能自己恢復(fù)，保證電力設(shè)備正常運(yùn)作。 當(dāng)電網(wǎng)由于雷擊出現(xiàn)瞬時(shí)脈沖電壓時(shí)，防雷器在納秒內(nèi)導(dǎo)通 。 防雷器在納秒內(nèi)導(dǎo)通，將脈沖電壓短路于地泄放，后又恢復(fù)為高阻狀態(tài)，從而不影響用戶設(shè)備的供電。 避雷器的一般指標(biāo)： （1）伏秒特性：指電壓與時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 （2）工頻續(xù)流：指雷電壓或過電壓放電結(jié)束 ，但工頻電壓仍作用在避雷器上，使其流過的工頻短路接地電流。 （3）絕緣強(qiáng)度自恢復(fù)能力：電氣設(shè)備絕緣強(qiáng)度與時(shí)間的關(guān)系，即恢復(fù)到原來絕緣強(qiáng)度的快慢。 （4）避雷器的額定電壓：把工頻續(xù)流第一次過零后， 間隙所能承受的，不至于引起電弧重燃的最大工頻電壓，又稱電弧電壓。對(duì)電力避雷器的基本要求：（1）避雷器的伏秒特性的上限不得高于電氣設(shè)備的伏特特性的下限。（2）要求避雷器間隙絕緣強(qiáng)度的恢復(fù)程度