南昌大學(xué)繼電保護(hù)第二章互感器變換器

1、CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 1電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理供用電技術(shù)教研室楊 捷CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 22.2 變換器作用1)變換電量 2）隔離電路 3)用于定值調(diào)整 4)用于電量的綜合處理 CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 31、電壓變換器ruvUKU2鐵心工作在磁化曲線的直線部分，電壓變換器二次側(cè)電壓與一次側(cè)電壓的關(guān)系可近似表示為要求：為減小誤差要求勵(lì)磁電流要小、連接負(fù)載要大、漏抗要小，鐵芯工作在線性部分。CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 42、電流變換器 將一次側(cè)電流變換為一

2、個(gè)與之成正比的二次側(cè)電壓 。rLrIKInRRIU22 當(dāng)鐵心不飽和時(shí)，輸出電壓波形基本保持一次側(cè)電流的波形。 CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 53、電抗變換器 電抗變換器是把輸入電流直接轉(zhuǎn)換成與電流成正比的電壓的一種電量變換裝置。 調(diào)相電阻，用于改變輸入電流與輸出電壓之間的相角差。 rI1W2W3WR2UURrurIKU2CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 6 開路3WrIeIeZ2U2UerIeaIerII結(jié)論：電壓超前電流約90CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 7為了滿足被保護(hù)線路不同阻抗角要求，需要通過調(diào)整輸

3、入電流與輸出電壓間的相位。措施在 接入調(diào)相電阻 來實(shí)現(xiàn)。3WR轉(zhuǎn)移阻抗 ，復(fù)常數(shù)。urKrI1W2W3WR2UURCH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 8調(diào)相電阻接入時(shí)rIeIeZIZ2UrI1W2W3WR2UUR2UerIeaIeIIIrI結(jié)論：只要適當(dāng)選擇調(diào)相電阻，即可調(diào)節(jié)相位。CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 9電抗變換器特點(diǎn)有較強(qiáng)抑制非周期分量的作用鐵芯的線性范圍比電流變換器寬。電抗變換器具有電感性質(zhì)，有放大高次諧波的作用。要求輸出電壓與輸入電流間呈線性關(guān)系，即轉(zhuǎn)移阻抗為常數(shù)。CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 1

4、0劉學(xué)軍 編制CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 11第二章第二章互感器及變換器互感器及變換器CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 12第一節(jié)第一節(jié) 電流互感器電流互感器第二節(jié)第二節(jié) 電壓互感器電壓互感器第三節(jié)第三節(jié) 變換器變換器第四節(jié)第四節(jié) 對(duì)稱分量濾過器對(duì)稱分量濾過器第五節(jié)第五節(jié) 綜合變流器綜合變流器電流互感器電流互感器電壓互感器電壓互感器CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 13本章基本要求本章基本要求1、重點(diǎn)掌握電流互感器和電磁式電壓互感器的工作、重點(diǎn)掌握電流互感器和電磁式電壓互感器的工作原理、接線方式及使用注意事項(xiàng)。

5、原理、接線方式及使用注意事項(xiàng)。2、掌握變換器的工作原理，重點(diǎn)掌握電抗變換器的、掌握變換器的工作原理，重點(diǎn)掌握電抗變換器的工作原理，電抗變換器的轉(zhuǎn)移阻抗工作原理，電抗變換器的轉(zhuǎn)移阻抗KI是一個(gè)復(fù)數(shù)，是一個(gè)復(fù)數(shù)，在鐵芯不飽和時(shí)，是一個(gè)常數(shù)；在鐵芯不飽和時(shí)，是一個(gè)常數(shù)；而電壓變換器的變而電壓變換器的變比比KU是一個(gè)實(shí)數(shù)，當(dāng)鐵芯不飽和時(shí)是一個(gè)常數(shù)。是一個(gè)實(shí)數(shù)，當(dāng)鐵芯不飽和時(shí)是一個(gè)常數(shù)。2、重點(diǎn)掌握對(duì)稱分量濾過器、重點(diǎn)掌握對(duì)稱分量濾過器的工作原理、接線。設(shè)的工作原理、接線。設(shè)計(jì)濾過器的基本方法是通過移相和相量加減措施實(shí)計(jì)濾過器的基本方法是通過移相和相量加減措施實(shí)現(xiàn)的。現(xiàn)的。CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電

6、力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 14 互感器的作用及類型互感器的作用及類型 一一. . 互感器的作用互感器的作用 二二. . 互感器的類型互感器的類型 CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 15 1.1.將一次回路的高電壓和大電流變?yōu)槎位貙⒁淮位芈返母唠妷汉痛箅娏髯優(yōu)槎位芈返臉?biāo)準(zhǔn)值，使測量儀表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)路的標(biāo)準(zhǔn)值，使測量儀表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化?；?。2.2.所有二次設(shè)備可用低電壓、小電流的電纜所有二次設(shè)備可用低電壓、小電流的電纜連接，二次設(shè)備的絕緣水平能按低電壓設(shè)連接，二次設(shè)備的絕緣水平能按低電壓設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)輕巧，價(jià)格便宜。便于集中管理計(jì)，結(jié)構(gòu)輕巧，價(jià)格便宜。便于集中管理

7、，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方控制和測量。，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方控制和測量。CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 163.3.二次回路不受一次回路的限制，二次回路不受一次回路的限制， 4.4.使二次側(cè)的設(shè)備與高電壓部分隔使二次側(cè)的設(shè)備與高電壓部分隔離，且互感器二次側(cè)要有一點(diǎn)接地離，且互感器二次側(cè)要有一點(diǎn)接地，保證二次系統(tǒng)設(shè)備和工作人員的，保證二次系統(tǒng)設(shè)備和工作人員的安全。安全。CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 17 光電式電容分壓式電磁式電壓互感器光電式電磁式電流互感器 互感器互感器 CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 18第一節(jié)第一節(jié) 電流互感器電

8、流互感器 一、電磁式電流互感器的工作原理一、電磁式電流互感器的工作原理 二、電流互感器的誤差二、電流互感器的誤差 三、電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)與二次額定容量三、電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)與二次額定容量 四、電流互感器的極性和常用接線四、電流互感器的極性和常用接線CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 191.電磁式電流互感器的工作原理：相當(dāng)于工電磁式電流互感器的工作原理：相當(dāng)于工作在短路條件下的小容量升壓變壓器作在短路條件下的小容量升壓變壓器 K KTATA=I=IN1N1/I/IN2N2 W WN2N2/W/WN1N1W1W2CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page:

9、202.2.運(yùn)行特點(diǎn)：二次回路不允許開路運(yùn)行特點(diǎn)：二次回路不允許開路 正常工作時(shí)：正常工作時(shí)： 磁動(dòng)勢磁動(dòng)勢 W Wl lI Il l-W-W2 2I I2 2=W=Wl lI Im m, ,，W Wl lI Il l和和W W2 2I I2 2互相抵消互相抵消一大部分，激磁磁勢一大部分，激磁磁勢W Wl lI Im m ，數(shù)值不大。，數(shù)值不大。CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 212.2.運(yùn)行特點(diǎn)：二次回路不允許開路運(yùn)行特點(diǎn)：二次回路不允許開路 二次電路開路時(shí)： W2I2 等于零，激磁磁勢猛增到WlIl，鐵心中磁感應(yīng)強(qiáng)度猛增，造成鐵心磁飽和。鐵心飽和致使隨時(shí)間變化的

10、磁通的波形由正弦波變?yōu)槠巾敳?，在磁通曲線過零前后磁通在短時(shí)間內(nèi)從+m變?yōu)?m ，使d/dt值很大。CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 22運(yùn)行中二次回路開路可能造成的后果運(yùn)行中二次回路開路可能造成的后果 1.e2=-d/dt ，磁通急劇變化時(shí)，二次繞組內(nèi)將感應(yīng)很高的尖頂波電勢e2,危及工作人員的安全，威脅儀表和繼電器以及連接電纜的絕緣。 2.磁路的嚴(yán)重飽和還會(huì)使鐵心嚴(yán)重發(fā)熱，若不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，會(huì)使電磁式電流互感器燒毀和電纜著火。 3.在鐵心中產(chǎn)生剩磁，影響互感器的特性。 CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 231 2iet01i2e12, ,

11、 i eCH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 24mam圖電流互感器的等值電路及相量圖mmaCH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 25 誤差 1變比誤差 2相角誤差 211100%IIII211sinargsinmmIaIII弧度CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 261.1.測量用電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)測量用電流互感器的準(zhǔn)確級(jí) n在額定電流下所規(guī)定的最大允許電流誤差在額定電流下所規(guī)定的最大允許電流誤差的百分?jǐn)?shù)來標(biāo)稱。標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確級(jí)為的百分?jǐn)?shù)來標(biāo)稱。標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確級(jí)為0.10.1、0.20.2、0.50.5、l l、3 3和和5 5級(jí)。

12、供特殊用途的為級(jí)。供特殊用途的為0.2S0.2S及及0.5S0.5S級(jí)。級(jí)。（1 1）二次負(fù)荷在歐姆值為額定負(fù)荷值的）二次負(fù)荷在歐姆值為額定負(fù)荷值的2525-100-100之間的任一值時(shí)，其額定頻率下之間的任一值時(shí)，其額定頻率下的電流誤差和相位誤差不超過限值。的電流誤差和相位誤差不超過限值。 CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 27（2 2）對(duì)于）對(duì)于0.20.2和和0.50.5級(jí)測量用電流互感器，級(jí)測量用電流互感器，在二次負(fù)荷歐姆值為額定負(fù)荷值的在二次負(fù)荷歐姆值為額定負(fù)荷值的2525- -100100之間任一值時(shí)，其額定頻率下的電之間任一值時(shí)，其額定頻率下的電流誤差和

13、相位誤差不應(yīng)超過限值。流誤差和相位誤差不應(yīng)超過限值。（3 3）對(duì)于）對(duì)于3 3 級(jí)和級(jí)和5 5 級(jí)，在二次負(fù)荷歐姆值級(jí)，在二次負(fù)荷歐姆值為額定負(fù)荷值的為額定負(fù)荷值的5050-100-100之間任一值時(shí)之間任一值時(shí)，其額定頻率下的電流誤差和相位誤差不，其額定頻率下的電流誤差和相位誤差不應(yīng)超過限值。應(yīng)超過限值。 CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 28 按用途分為：穩(wěn)態(tài)保護(hù)用和暫態(tài)保護(hù)用按用途分為：穩(wěn)態(tài)保護(hù)用和暫態(tài)保護(hù)用（1 1）穩(wěn)態(tài)保護(hù)：）穩(wěn)態(tài)保護(hù)：P P、PRPR、PXPX 其中其中P P類為準(zhǔn)確限值規(guī)定為穩(wěn)態(tài)對(duì)稱一次電流下的類為準(zhǔn)確限值規(guī)定為穩(wěn)態(tài)對(duì)稱一次電流下的復(fù)合誤

14、差的電流互感器；復(fù)合誤差的電流互感器；PRPR類是剩磁系數(shù)有規(guī)定類是剩磁系數(shù)有規(guī)定限值的電流互感器；而限值的電流互感器；而PXPX類是一種低漏磁的電流類是一種低漏磁的電流互感器互感器。CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 29P P類及類及PRPR類電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)以在額定類電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)以在額定準(zhǔn)確限值一次電流下的最大允許復(fù)合誤差準(zhǔn)確限值一次電流下的最大允許復(fù)合誤差的百分?jǐn)?shù)標(biāo)稱，標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確級(jí)為：的百分?jǐn)?shù)標(biāo)稱，標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確級(jí)為：5P5P、10P10P、5PR5PR和和10PR10PR。P P類及類及PRPR類電流互感器在額定頻率及額定類電流互感器在額定頻率及額定負(fù)荷下，電

15、流誤差、相位誤差和復(fù)合誤差負(fù)荷下，電流誤差、相位誤差和復(fù)合誤差應(yīng)不超過限值。應(yīng)不超過限值。CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 30 能滿足短路電流具有非周期分量能滿足短路電流具有非周期分量的暫態(tài)過程性能要求的保護(hù)用電的暫態(tài)過程性能要求的保護(hù)用電流互感器稱為暫態(tài)保護(hù)用電流互流互感器稱為暫態(tài)保護(hù)用電流互感器（感器（TPTP類）。分為類）。分為TPSTPS級(jí)、級(jí)、TPXTPX級(jí)、級(jí)、TPYTPY級(jí)和級(jí)和TPZTPZ級(jí)。級(jí)。 CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 31l額定容量額定容量S S2N2N指電流互感器在額定二次電指電流互感器在額定二次電流流I I

16、2N2N和額定二次阻抗和額定二次阻抗Z Z2N2N下運(yùn)行時(shí)，二次下運(yùn)行時(shí)，二次繞組輸出的容量。繞組輸出的容量。l由于電磁式電流互感器的額定二次電流由于電磁式電流互感器的額定二次電流為標(biāo)準(zhǔn)值（為標(biāo)準(zhǔn)值（5A5A或或1A1A），為了便于計(jì)算，），為了便于計(jì)算，有些廠家常提供電磁式電流互感器額定有些廠家常提供電磁式電流互感器額定二次阻抗二次阻抗Z Z2N2N。CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 32 保證電流誤差保證電流誤差不超過不超過-10-10的的條件下，一次條件下，一次電 流 的 倍 數(shù)電 流 的 倍 數(shù)m(m=Im(m=I1 1/I/IN1N1) )與與允許最大二次允

17、許最大二次負(fù)荷阻抗負(fù)荷阻抗Z Z2 2的的關(guān)系曲線。關(guān)系曲線。CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 33舉例舉例 額定容量額定容量，一般取，一般取或或1A，則則，TA誤差與誤差與有關(guān)如有關(guān)如在在0.5級(jí)，級(jí)，在在1.0級(jí)，級(jí)， 二次負(fù)荷阻抗值二次負(fù)荷阻抗值 式中連接導(dǎo)線電阻式中連接導(dǎo)線電阻 繼電器阻抗繼電器阻抗2222NNNSIZ25NIA2225NNSZ2NZ103000 50.5LMZ 21.6NZ22.4NZ。 2222WLRtouUZRZRIW LlRr s 2RRo psSZI CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 341122112120

18、TAIWI WWIIIWK1I接線系數(shù)：接線系數(shù)：2rconIKI1 1、電流互感器的極性、電流互感器的極性圖圖2-4電流互感器的極性及相量圖電流互感器的極性及相量圖(a)TA的減極性標(biāo)示方式；（的減極性標(biāo)示方式；（b）TA的相量圖的相量圖由式（由式（2-19）可知）可知和和同相位。同相位。2I（2-192-19）CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 35電流互感器的減極性標(biāo)示電流互感器的減極性標(biāo)示l 當(dāng)一次繞組加直流電當(dāng)一次繞組加直流電壓，電流從壓，電流從L1L1流入繞流入繞組時(shí)，二次繞組的感組時(shí)，二次繞組的感應(yīng)電流從應(yīng)電流從K1K1端流出。端流出。稱為反極性標(biāo)志稱為反

19、極性標(biāo)志 IICH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 36、電流互感器的接線方式、電流互感器的接線方式圖 2-5 電流互感器的接線圖(a)兩相電流差式接線及電流相量圖；（b）三相完全星形接線；（c）兩相式不完全星形接線CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 37、電流互感器的接線方式、電流互感器的接線方式 兩相電流差接線。這種接線節(jié)省投資，但兩相電流差接線。這種接線節(jié)省投資，但B B相短路不能反相短路不能反映，對(duì)不同形式短路，其接線系數(shù)和靈敏系數(shù)不同。映，對(duì)不同形式短路，其接線系數(shù)和靈敏系數(shù)不同。 單相式接線。用于測量對(duì)稱三相負(fù)荷的一相電流，可構(gòu)單相式接

20、線。用于測量對(duì)稱三相負(fù)荷的一相電流，可構(gòu)成過負(fù)荷。成過負(fù)荷。 三相星形接線和兩相星形接線都能反應(yīng)相間短路故障，三相星形接線和兩相星形接線都能反應(yīng)相間短路故障，不同的是三相星形接線還可以反應(yīng)各種單相接地短路故不同的是三相星形接線還可以反應(yīng)各種單相接地短路故障，而兩相星形接線不能反應(yīng)障，而兩相星形接線不能反應(yīng)B B相接地故障。另外，三相相接地故障。另外，三相星形接線中性線電流。星形接線中性線電流。 在正常運(yùn)行和三相對(duì)稱短路時(shí)為零，在單相接地在正常運(yùn)行和三相對(duì)稱短路時(shí)為零，在單相接地短路時(shí)為短路時(shí)為NabcIIII0NI03NIIl三相星形接線和二相星形接線。這兩種接線的接線系數(shù)三相星形接線和二相星

21、形接線。這兩種接線的接線系數(shù)在各種路情況下均為在各種路情況下均為1 1。CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 38兩相電流差接線的接線系數(shù)兩相電流差接線的接線系數(shù)1)正?；蛉喽搪氛；蛉喽搪?）兩相短路）兩相短路3）、兩相短路）、兩相短路233arconaIIKII2conK1conK圖圖 2-5 (a)2-5 (a)兩相電流差式接線兩相電流差式接線CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 39對(duì)中性點(diǎn)接地和非直接接地電網(wǎng)中各種相對(duì)中性點(diǎn)接地和非直接接地電網(wǎng)中各種相間短路故障都能正確反應(yīng)，接線系數(shù)為間短路故障都能正確反應(yīng)，接線系數(shù)為1。中性點(diǎn)不接地或

22、非直接接地電網(wǎng)（小接地中性點(diǎn)不接地或非直接接地電網(wǎng)（小接地電流電網(wǎng)）中的兩點(diǎn)接地短路分析：電流電網(wǎng)）中的兩點(diǎn)接地短路分析：不完全星形接線的優(yōu)點(diǎn)：不完全星形接線的優(yōu)點(diǎn)：在小接地電流電網(wǎng)中，允許單相接地時(shí)繼續(xù)在小接地電流電網(wǎng)中，允許單相接地時(shí)繼續(xù)短時(shí)運(yùn)行，希望只切除一個(gè)故障點(diǎn)。短時(shí)運(yùn)行，希望只切除一個(gè)故障點(diǎn)。CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 40： 設(shè)并行線路設(shè)并行線路WL2、WL3上保護(hù)具有相同時(shí)限，若上保護(hù)具有相同時(shí)限，若采用完全星形接線，則百分之百切除兩條線路，采用完全星形接線，則百分之百切除兩條線路，若采用不完全星形接線，則保護(hù)只有機(jī)會(huì)切除一若采用不完全星形接線，

23、則保護(hù)只有機(jī)會(huì)切除一條線路，這正是不完全星形接線的優(yōu)點(diǎn)條線路，這正是不完全星形接線的優(yōu)點(diǎn)。CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 41，只希望切除只希望切除距電源較遠(yuǎn)那條線路距電源較遠(yuǎn)那條線路L2的的K1點(diǎn)故障，而不點(diǎn)故障，而不切除線路切除線路L1，這樣可以繼續(xù)保證對(duì)線路，這樣可以繼續(xù)保證對(duì)線路L3供電。供電。CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 42如線路保護(hù)全部采用完全星形接線，由于兩個(gè)保護(hù)之如線路保護(hù)全部采用完全星形接線，由于兩個(gè)保護(hù)之間在定值和時(shí)限上都是按選擇性的要求配合整定的，間在定值和時(shí)限上都是按選擇性的要求配合整定的，因此能夠因此能夠10

24、0%100%地只切除線路地只切除線路L2L2；若采用不完全星形接；若采用不完全星形接線，當(dāng)線，當(dāng)L2L2上一點(diǎn)是上一點(diǎn)是B B相接地時(shí)，則線路相接地時(shí)，則線路L2L2保護(hù)不能動(dòng)作保護(hù)不能動(dòng)作，只能由線路，只能由線路L1L1保護(hù)動(dòng)作切除保護(hù)動(dòng)作切除L1,L1,擴(kuò)大了停電范圍。由擴(kuò)大了停電范圍。由此可見這種接線方式在不同相別的兩點(diǎn)接地中，只能此可見這種接線方式在不同相別的兩點(diǎn)接地中，只能保證保證2/32/3機(jī)會(huì)有選擇性地切除后面線路。因此有機(jī)會(huì)有選擇性地切除后面線路。因此有1/31/3機(jī)機(jī)會(huì)誤動(dòng)作，切除距電源較近的故障點(diǎn)，擴(kuò)大了停電范會(huì)誤動(dòng)作，切除距電源較近的故障點(diǎn)，擴(kuò)大了停電范圍。圍。CH2 繼

25、電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 43 以以Yd11變壓器為例，設(shè)變比變壓器為例，設(shè)變比KT=1,當(dāng)在當(dāng)在側(cè)發(fā)生兩側(cè)發(fā)生兩相短路，相短路，Y側(cè)電流向量圖如圖側(cè)電流向量圖如圖2-15所示，所示，Y側(cè)電流側(cè)電流向量圖如圖向量圖如圖2-16所示。所示。Y側(cè)正序電流相位比側(cè)正序電流相位比側(cè)側(cè)滯后滯后30，Y側(cè)負(fù)序電流相位比側(cè)負(fù)序電流相位比側(cè)超前側(cè)超前30CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 44 圖2-16 Y側(cè)電流向量圖 2cI1cI1CI2AIbI2bI2aIBI1BIAI1bI1aIaI2BICI1AI2 15圖側(cè)電流向量圖3011jAaII e3022jA

26、aII e 2121,3,0aaKabacIIIIIII 22112,233ACaKBAKIIIIIII CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 45 當(dāng)采用電流保護(hù)作為降壓變當(dāng)采用電流保護(hù)作為降壓變壓器相鄰線路后備保護(hù)時(shí)，壓器相鄰線路后備保護(hù)時(shí)，完全星形接線接于完全星形接線接于B相繼電相繼電器電流比其他兩相電流大一器電流比其他兩相電流大一倍，故靈敏系數(shù)也提高一倍倍，故靈敏系數(shù)也提高一倍，如采用不完全星形接線由，如采用不完全星形接線由于于B相無電流互感器則靈敏相無電流互感器則靈敏系數(shù)比完全星形接線低一倍系數(shù)比完全星形接線低一倍，為提高靈敏系數(shù)不完全星，為提高靈敏系數(shù)不完全星

27、形接線的中性線上接一只電形接線的中性線上接一只電流繼電器。流繼電器。)2(32kI)2(31kI)2(31kI)2(kI)2(kI)2(32kI)2(31kI)2(31kICH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 4610KV電流互感器結(jié)構(gòu)實(shí)例CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 4735KV35KV電流互感器結(jié)構(gòu)實(shí)例電流互感器結(jié)構(gòu)實(shí)例CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 4835KV35KV電流互感器結(jié)構(gòu)實(shí)例電流互感器結(jié)構(gòu)實(shí)例CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 4960、110、220KV電流互感器CH2

28、繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 50新型500KV電流傳感器CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 51電流互感器使用注意事項(xiàng)電流互感器使用注意事項(xiàng)、電流互感器在工作時(shí)不允許開路。、電流互感器在工作時(shí)不允許開路。2、電流互感器二次側(cè)有一端必須接地，以、電流互感器二次側(cè)有一端必須接地，以防止一、二次側(cè)繞組絕緣擊穿時(shí)，一次側(cè)防止一、二次側(cè)繞組絕緣擊穿時(shí)，一次側(cè)高壓竄入二次側(cè)，危及人身和設(shè)備安全。高壓竄入二次側(cè)，危及人身和設(shè)備安全。3、電流互感器在接線時(shí)，必須注意端子極、電流互感器在接線時(shí)，必須注意端子極性。否則二次側(cè)所接儀表、繼電器中所流性。否則二次側(cè)所接儀

29、表、繼電器中所流過的電流不是預(yù)想的電流，甚至?xí)鹗逻^的電流不是預(yù)想的電流，甚至?xí)鹗鹿?。故。CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 52第二節(jié)第二節(jié) 電壓互感器電壓互感器一、電磁式電壓互感器一、電磁式電壓互感器二、電容式電壓互感器二、電容式電壓互感器第二節(jié)第二節(jié) 電壓互感器電壓互感器CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 53一、電磁式電壓互感器一、電磁式電壓互感器1.1.工作原理工作原理相當(dāng)于工作在開路相當(dāng)于工作在開路條件下的小容量條件下的小容量降壓變壓器。其一、降壓變壓器。其一、二側(cè)額定電壓之比二側(cè)額定電壓之比為：為：K KTVTV=U=U1N1

30、N/U/U2N2NCH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 54一、電磁式電壓互感器一、電磁式電壓互感器 電壓互感器一次側(cè)的電壓(即電網(wǎng)電壓)不受互感器二次側(cè)負(fù)荷的影響； 接在電壓互感器二次側(cè)的阻抗很大，通過的電流很小，電壓互感器的工作狀態(tài)接近于空載狀態(tài)，二次電壓接近于二次電勢值，并取決于一次電壓值。CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 55一、電磁式電壓互感器一、電磁式電壓互感器 電壓互感器的額定變壓比電壓互感器的額定變壓比 K KTVTV=U=UN1N1/U/UN1N1=W=W1 1/W/W2 2 U UN1N1電壓互感器一次繞組的額定電壓電壓互感器

31、一次繞組的額定電壓 U UN2N2電壓互感器二次線圈的額定電壓電壓互感器二次線圈的額定電壓 CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 562 2、電磁式電壓互感器的測量誤差、電磁式電壓互感器的測量誤差 n 電壓誤差 n 相位誤差u 211100%UUUUU21arguUU圖圖2-92-9電壓互感器的等值電路和相量圖電壓互感器的等值電路和相量圖CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 57一、電磁式電壓互感器一、電磁式電壓互感器圖圖2-92-9電壓互感器的等值電路和相量圖電壓互感器的等值電路和相量圖CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 5

32、8一、電磁式電壓互感器一、電磁式電壓互感器l影響電壓互感器誤差的因素影響電壓互感器誤差的因素(1)互感器一、二次繞組的電阻和感抗； (2)激磁電流Im；(3)二次負(fù)荷電流 I2 ；(4)二次負(fù)荷的功率因數(shù)cos2。CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 59一、電磁式電壓互感器一、電磁式電壓互感器l準(zhǔn)確級(jí)和額定容量準(zhǔn)確級(jí)和額定容量1.電壓互感器的準(zhǔn)確級(jí)：是指在規(guī)定的一次電壓和二次負(fù)荷變化范圍內(nèi)，負(fù)荷功率因數(shù)為額定值時(shí)誤差的最大限值。2. 額定容量對(duì)應(yīng)于每個(gè)準(zhǔn)確級(jí)，每臺(tái)電壓互感器規(guī)定一個(gè)額定容量。在功率因數(shù)為0.8(滯后)時(shí)，額定容量標(biāo)準(zhǔn)值為10、15、25、30、50、75

33、、100、150、200、250、300、400、500VA。CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 60 電壓誤差和相位差限值電壓誤差和相位差限值CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 61JCCl一110型串級(jí)式電壓互感器的結(jié)構(gòu) 瓷外殼裝在鋼板做成的圓形底座上。原繞組的尾端、基本付繞組和輔助付繞組的引線端從底座下引出。原繞組的首端從瓷外殼頂部的油擴(kuò)張器引出。油擴(kuò)張器上裝有吸潮器。CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 62220kV串級(jí)式電壓互感器的原理接線圖 互感器由兩個(gè)鐵心組成，一次繞組分成匝數(shù)相等的四個(gè)部分，分別套在兩個(gè)鐵心

34、上、下鐵柱上，按磁通相加方向順序串聯(lián)，接在相與地之間。 每一單元線圈中心與鐵心相連。二次繞組繞在末級(jí)鐵心的下鐵柱上。 CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 63電壓互感器結(jié)構(gòu)實(shí)例CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 64220kV串級(jí)式電壓互感器的原理接線圖當(dāng)二次繞組開路時(shí)，線當(dāng)二次繞組開路時(shí)，線圈電位均勻分布，線圈圈電位均勻分布，線圈邊緣線匝對(duì)鐵心的電位邊緣線匝對(duì)鐵心的電位差為差為Uph/4Uph/4（UphUph= =UxgUxg 為相對(duì)地電壓）。為相對(duì)地電壓）。串級(jí)式結(jié)構(gòu)可以大量節(jié)串級(jí)式結(jié)構(gòu)可以大量節(jié)約絕緣材料和降低造價(jià)約絕緣材料和降低造價(jià)。C

35、H2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 65220kV串級(jí)式電壓互感器中連耦線圈的作用 當(dāng)二次接通負(fù)荷后，由于二次負(fù)荷電流的去磁作用，使未級(jí)鐵心內(nèi)的磁通小于其它鐵芯內(nèi)磁通，從而使各單元感抗不等，電壓分布不均，準(zhǔn)確度會(huì)降低。CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 66220kV串級(jí)式電壓互感器中連耦線圈的作用 為了避免這一現(xiàn)象，在兩鐵心相鄰的鐵柱上繞有匝數(shù)相等的連耦線圈(繞向相同，反向?qū)?。這樣，當(dāng)某一單元的磁通變動(dòng)時(shí)，連耦線圈內(nèi)出現(xiàn)電流，該電流使磁通較大的鐵心去磁，而使磁通較小的鐵心增磁，達(dá)到各級(jí)鐵心內(nèi)磁通大致相等，各元件線圈電壓均勻分布的目的。CH2

36、繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 67220kV串級(jí)式電壓互感器中平衡線圈的作用 在同一鐵心的上、下鐵柱上，還設(shè)有平衡線圈(繞向相同，反相對(duì)接)，其作用與連耦線圈相似，借助平衡線圈內(nèi)電流，使兩柱上的磁勢得到平衡。CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 68二、電容分壓式電壓互感器二、電容分壓式電壓互感器電容分壓式電壓互感器（電容分壓式電壓互感器（CTV）用于）用于110500kV中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，它是利用分壓原理實(shí)現(xiàn)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，它是利用分壓原理實(shí)現(xiàn)電壓變換的，用超高壓電容和一個(gè)電磁式電壓電壓變換的，用超高壓電容和一個(gè)電磁式電壓互感器將電容分壓輸出

37、的較高電壓進(jìn)一步變換互感器將電容分壓輸出的較高電壓進(jìn)一步變換成二次額定電壓，并實(shí)現(xiàn)一次電路與二次電路成二次額定電壓，并實(shí)現(xiàn)一次電路與二次電路隔離。隔離。1.1.工作原理工作原理 2.2.電磁式和電容分壓式電壓互感器的接線電磁式和電容分壓式電壓互感器的接線3.3.對(duì)電壓互感器接線的要求對(duì)電壓互感器接線的要求 CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 691.1.電容分壓式電壓互感器電容分壓式電壓互感器工作原理工作原理UC2= KU1 = 其中：K分壓比， K= U1裝置的相對(duì)地電壓,改變C1和C2的比值，可得到不同的分壓比。2111CCUC211CCCCH2 繼電保護(hù)的基本元件

38、 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 70電容分壓式電壓互感器的原理接圖電容分壓式電壓互感器的原理接圖圖2-11 電容分壓式電壓互感器的原理接線圖CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 71LL補(bǔ)償電抗，可補(bǔ)償電補(bǔ)償電抗，可補(bǔ)償電容分壓器的內(nèi)阻抗容分壓器的內(nèi)阻抗 。TV TV 中間變壓器，將測中間變壓器，將測量儀表經(jīng)中間變壓器量儀表經(jīng)中間變壓器TVTV后與分壓器連接，減小后與分壓器連接，減小分壓器的輸出電流以減分壓器的輸出電流以減少誤差。少誤差。r rd d阻尼電阻，在阻尼電阻，在TVTV付邊付邊單獨(dú)設(shè)置一只線圈，接單獨(dú)設(shè)置一只線圈，接入阻尼電阻入阻尼電阻r rd d，用以抑，

39、用以抑制鐵磁諧振過電壓。制鐵磁諧振過電壓。 CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 72原理接線圖中各元件的作用原理接線圖中各元件的作用C CK K 補(bǔ)償電容器，用補(bǔ)償電容器，用來補(bǔ)償電磁式電壓互來補(bǔ)償電磁式電壓互感器感器TVTV的磁化電流和的磁化電流和付邊負(fù)荷電流的無功付邊負(fù)荷電流的無功分量，亦能減小測量分量，亦能減小測量裝置的誤差。裝置的誤差。P P1 1放電間隙，用以保放電間隙，用以保護(hù)護(hù)TVTV的原繞組和補(bǔ)償?shù)脑@組和補(bǔ)償電抗器電抗器L L，防止因受，防止因受二次側(cè)短路所產(chǎn)生的二次側(cè)短路所產(chǎn)生的過電壓而造成的損壞過電壓而造成的損壞。 CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力

40、系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 73利用補(bǔ)償電抗減小測量誤差的原理利用補(bǔ)償電抗減小測量誤差的原理 電容分壓器簡化成的有電容分壓器簡化成的有源一端口網(wǎng)絡(luò)如圖所示源一端口網(wǎng)絡(luò)如圖所示。內(nèi)阻抗。內(nèi)阻抗Z Z1 1為電源短路為電源短路后，自后，自a a和和b b兩點(diǎn)所測得兩點(diǎn)所測得的入端阻抗。其大小為的入端阻抗。其大小為： Z Z1 1 = = 當(dāng)接通負(fù)荷后，負(fù)荷電當(dāng)接通負(fù)荷后，負(fù)荷電流將在流將在Z Z1 1上產(chǎn)生壓降上產(chǎn)生壓降，使使Uc2降低。降低。 )(C121CjCH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 74利用補(bǔ)償電抗減小測量誤差的原理利用補(bǔ)償電抗減小測量誤差的原理 在在a a和

41、和b b回路中加入一電感回路中加入一電感L,L,則內(nèi)阻抗變?yōu)椋簞t內(nèi)阻抗變?yōu)椋?當(dāng)當(dāng)輸出電壓輸出電壓Uc2Uc2與負(fù)荷無關(guān)。與負(fù)荷無關(guān)。 CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 752-14采用運(yùn)算放大器的電容式電壓互感器采用運(yùn)算放大器的電容式電壓互感器CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 76 電容式電壓互感器在暫態(tài)過程中，存在衰電容式電壓互感器在暫態(tài)過程中，存在衰減時(shí)間較長的電壓自由震蕩分量和直流分減時(shí)間較長的電壓自由震蕩分量和直流分量，衰減時(shí)間長達(dá)數(shù)十毫秒，使快速保護(hù)量，衰減時(shí)間長達(dá)數(shù)十毫秒，使快速保護(hù)延遲，甚至造成誤動(dòng)作。為適應(yīng)快速保護(hù)延遲，甚至造成誤動(dòng)作。為適應(yīng)快速保護(hù)和其它控制設(shè)備要求，可以在電容式電壓和其它控制設(shè)備要求，可以在電容式電壓互感器中增設(shè)一個(gè)快速響應(yīng)回路。如圖互感器中增設(shè)一個(gè)快速響應(yīng)回路。如圖2-14所示。所示。CH2 繼電保護(hù)的基本元件 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理Page: 77電容式電壓互感器的特點(diǎn)電容式電壓互感器的特點(diǎn) 供供110kV110kV級(jí)及以上中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)測量電壓級(jí)及以上中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)測量電壓之用之用 優(yōu)優(yōu) 點(diǎn)點(diǎn)：（1 1）除作為電壓互感器用外，還可將其分壓電）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；容兼