PT,CT,母線,避雷器等一次設備的相關知識

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準低電壓（100V）或標準小電流（5A或1A，均指額定值），以便實現測量儀表、保護設備及自動控制設備的標準化、小型化。同時互感器還可用來隔開高電壓系統(tǒng)，以保證人身和設備的安全。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及自動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。 2)隔離高電壓，保障工作人員與設備安全。 3)互感器二次測額定值統(tǒng)一，有利于二次設備標準化。 4)有利于使用低壓、低截

2、面電纜完成測量保護功能。 互感器的分類 1)從測量內容分為電流互感器和電壓互感器。 2)使用環(huán)境分為戶內型和戶外型。 3)使用對象分為儀表用和保護用。 其它分類：絕緣、結構、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)中供測量和保護用的重要設備。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電磁感應原理的。電流互感器是由閉合的鐵心和繞組組成。它的一次繞組匝數很少，串在需要測量的電流的線路中，因此它經常有線路的全部電流流過，二次繞組匝數

3、比較多，串接在測量儀表和保護回路中，電流互感器在工作時，它的二次回路始終是閉合的，因此測量儀表和保護回路串聯線圈的阻抗很小，電流互感器的工作狀態(tài)接近短路。 電流互感器實際運行中負荷阻抗很小，二次繞組接近于短路狀態(tài)，相當于一個短路運行的變壓器。 （二）使用注意事項電流互感器在工作時其二次側不得開路。否則二次側會感應出極高電壓，危及人身和設備安全。電流互感器的二次側有一端必須接地。電流互感器在連接時，要注意其端子的極性。電流互感器必須保證一定的準確度，電流互感器的負載阻抗不得大于與準確級相對應的額定阻抗。 一般0.1、0.2級主要用于實驗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級的可用于收費用的電能表；0.5-1級的用于發(fā)電廠、變電所的盤式儀表和技術上用的電能表；3級、5級的電流互感器用于一般的測量和某些繼電保護上；5P和10P級的用于繼電保護，在舊型號產品中用B、C、D級表示。（四）電流互感器的分類按安裝地點可分為屋內（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及以下的屋內電流互感器；油浸式多為屋外式。按一次繞組匝數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： 1)電壓互感器一次側的電壓，不受互感器二次側負荷的影響，并且在大多數情況下，二次側負荷是恒定的。 2)容量很小，類似一臺小容量變壓器(通常只有幾十到幾百伏安)但結構上要求有較高的安全系數。 3)電壓互感器二次側所接的負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，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1)電壓互感器二次側不得短路。電壓互感器的一、二次側都應裝設熔斷器（ 6OkV及以上的電壓互感器，其電源側可不裝設高壓熔斷器）。2)電壓互感器的電源側要裝設隔離開關。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，一次側的高電壓竄入二次側，危及工作人員人身和二次設備的安全。4)電壓互感器在接線時要注意端子極性的正確。接線時，應保證一、二次繞組的首

7、尾標號及同名端的正確。5)電壓互感器的負載容量應不大于準確級相對應的額定容量。電壓互感器的接線單相電壓互感器接線用于35kV及以下的中性點非直接接地電網中測量線電壓；用在110kV及以上中性點有效接地系統(tǒng)中測量相對地電壓； V，V形接線（不完全星形接線）來測量三個線電壓，但不能測量相電壓，應用于20kV及以下中性點不接地或經消弧線圈接地的電網中；一臺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），廣泛應用于小接地電流電網中； 三個單相三繞組電壓互感器接成的YNynd接線主要應用于

8、3kV及以上電網中，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分為戶內式和戶外式；按相數分為單相式和三相式，只有20kV以下才制成三相式；按線圈數可分為雙線圈和三線圈；按絕緣結構可分為干式、澆注式、普通油浸式、串級油浸式和電容式。干式多用于低壓戶內配電；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 電磁式電壓互感器的應用 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，副邊出現對地高電位而造成人身和設備事故。測量用電壓互感器一般都做成單相雙線圈結構，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,也可以用兩臺接成V-V形作三相使用。實驗室用的電壓互感器往往是原邊多抽頭的，以適應測量不同電壓的需要。供保護接地用電壓互感器還帶有一個第三線圈，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繼電器的電壓線圈聯接。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電動勢之和為零。一旦發(fā)生單相接地時,中性點出現位移,開口三角的端子間就會出現零序電壓使繼電器動作，從而對電力系統(tǒng)起保護作用。線圈出現零序電壓則相應的鐵心中就會出現零序磁通。為此，這種三相電壓互感器采用旁軛式鐵心（10kV及以下時）或采用三臺單相電壓互感器。對于這種互感器，第三線圈

10、的準確度要求不高，但要求有一定的過勵磁特性（即當原邊電壓增加時，鐵心中的磁通密度也增加相應倍數而不會損壞）。1.3電容式電壓互感器 電容式電壓互感器是由串聯電容器分壓，再經電磁式互感器降壓和隔離，作為表計、繼電保護等的一種電壓互感器，主要由電容分壓器、補償電抗器、中間變壓器、阻尼器及載波裝置、防護間隙等組成，實質上是一個電容串接的分壓器。電容式電壓互感器的特點供11OkV及以上中性點直接接地系統(tǒng)測量電壓之用 優(yōu)點：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

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 封閉母線由載流導體、殼體和絕緣材料組成，母線殼體應采用優(yōu)質冷軋鋼板制成，具有足夠的機械強度，防護等級為IP55。載流導體采用符合GB5585155853標準的電工用銅材料、導體接點的接觸面進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、低煙等項性能指標。 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。而對于電纜來講，由于電纜芯是多股細銅線，

12、其根面積較同電流等級的母線要大。并且其 “集膚效應”嚴重，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磁共箱母線，廣泛用于100MW 以下發(fā)電機引出線與主變壓器低壓側之間或75MW 及以上機組廠用變壓器低壓側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)電機交直流勵磁回路、變電所用電引入母線或其它工業(yè)民用設施的電源引線。 2.1.1共相封閉母線特點 共相封閉母線三相母線共在一個金屬封閉結構箱內，具有制造簡單、造價低、維護方便、運行較為可靠等優(yōu)點，多采用自然冷卻、外殼多點接地方式。

13、缺點是布置位置較大且現場安裝工作量大，受外界環(huán)境條件的影響大，對運行維護的要求較高，如維護不當有可能受潮，影響封閉母線的絕緣水平，甚至造成相對地或相間短路，引起嚴重的廠用電事故。 2.1.2共相封閉母線運行注意事項 由于共相母線用于高壓廠用工作變器低壓側與高壓廠用工作母線或高壓廠用公用母線進線電源斷路器的連接，對設備運行而言，其故障性質與所連接的變壓器內部故障性質一樣，一旦發(fā)生故障，其故障電流將達到較高水平。運行中，對共箱母線的絕緣、耐壓水平均須保持較高水平。共相母線由于有很多人孔門，應保持密封嚴密，避免因負荷的高低、氣溫的冷熱發(fā)生“呼吸”造成絕緣部件的結灰或結露，惡化運行條件。 2.2離相封

14、閉母線 離相封閉母線廣泛應用于50MW以上發(fā)電機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 離相封閉母線導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)消除鋼結構發(fā)熱。離相封閉母線采用外殼屏蔽可從根本上解決鋼結構感應發(fā)熱的問題。 3)減少相間短路電動力。由于外殼上渦流和環(huán)流的雙重屏蔽作用使相間導體所受的短路電動力大為降低。 4)提高運行的安全可靠性。母線封閉后從而防止絕緣子結露，母線封閉后也為采用通風冷卻創(chuàng)造了條件。 5)封閉母線由工廠成套生

15、產質量有保證，運行維護工作量小，施工安裝簡便而且不需設置網欄，簡化了對土建的要求。 6)外殼在同一相內，包括分支回路采用電氣全連式并采用多點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。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、信號傳輸線的雷電高電壓限制在一定范圍之內，保證用電設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)半導體型。根據用途分為兩大類，即電力避雷器和電信避雷器。避雷器的一般工作原理當作用電壓超過電力避雷器的放電電壓時，避雷器即先放電，限制了過電壓；放電體結束，

16、絕緣強度能自己恢復，保證電力設備正常運作。 當電網由于雷擊出現瞬時脈沖電壓時，防雷器在納秒內導通 。 防雷器在納秒內導通，將脈沖電壓短路于地泄放，后又恢復為高阻狀態(tài)，從而不影響用戶設備的供電。 避雷器的一般指標： （1）伏秒特性：指電壓與時間的對應關系。 （2）工頻續(xù)流：指雷電壓或過電壓放電結束 ，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）絕緣強度自恢復能力：電氣設備絕緣強度與時間的關系，即恢復到原來絕緣強度的快慢。 （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備的伏特特性的下限。（2）要求避雷器間隙絕緣強度的恢復程度