第4章發(fā)電廠和變電站之開(kāi)關(guān)電器(二)

第八章互感器第一節(jié)概述第二節(jié)電流互感器（電磁式）第三節(jié)電壓互感器（電磁式）第四節(jié)電容式電壓互感器第五節(jié)互感器的配置第一節(jié)概述一、什么叫做互感器？互感器是一種測(cè)量用的設(shè)備，是一種特殊的變壓器，是用來(lái)傳遞信息供給測(cè)量?jī)x器、儀表和保護(hù)、控制裝置的變換器。二、互感器分類(lèi)互感器概述

2、電壓互感器（縮寫(xiě)PT，文字符號(hào)TV）電壓互感器可在高壓和超高壓的電力系統(tǒng)中用于電壓和功率的測(cè)量等。

1、電流互感器（縮寫(xiě)CT，文字符號(hào)TA）電流互感器可用在交換電流的測(cè)量、交

換電度的測(cè)量和電力拖動(dòng)線路中的保護(hù)?；ジ衅鞲攀鋈⒒ジ衅鞯淖饔?/p>

1、用來(lái)使儀表、繼電器等二次設(shè)備與主電路絕緣。這即可避免主電路的高電壓直接引入儀表、繼電器等二次設(shè)備，又可防止繼電器、儀表等二次設(shè)備的故障影響主電路，提高一、二次設(shè)備的安全性和可靠性，并有利于人身安全。2、用來(lái)擴(kuò)大儀表、繼電器等二次設(shè)備的應(yīng)用范圍。例如用5A的電流表或100V電壓表，通過(guò)不同變比的電流、電壓互感器可測(cè)量任意高的電流或電壓。而且可使二次儀表、繼電器的規(guī)格統(tǒng)一，有利于這些設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化?；ジ衅鞲攀龅诙?jié)電流互感器（電磁式）一、電磁式電流互感器的工作原理

1、原理：電磁式電流互感器

若忽略勵(lì)磁電流，則：1）電流互感器的付方主要接電流表或電流繼電器，所以是工作在接近短路狀態(tài)2.工作特點(diǎn)：2）由于二次負(fù)荷很小，因此在一定范圍內(nèi)二次負(fù)荷的變化，對(duì)二次電流影響很小，可認(rèn)為一次電流對(duì)二次負(fù)荷的變化無(wú)關(guān)。電磁式電流互感器3、電流互感器使用注意事項(xiàng)1）使用電流互感器時(shí)、副邊絕對(duì)不允許開(kāi)路。

二次電路開(kāi)路時(shí)：

N2I2

等于零，激磁磁勢(shì)猛增到NlIl，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)間變化的磁通Ф的波形由正弦波變?yōu)槠巾敳?，在磁通曲線Ф過(guò)零前后磁通Ф在短時(shí)間內(nèi)從+Фm變?yōu)?Фm

，使dФ/dt值很大。2）為安全起見(jiàn)、副邊繞組一端必須可靠接地。3）副邊繞組不宜接過(guò)多的儀表。不使總阻抗超過(guò)允許的額定值。電磁式電流互感器二、分類(lèi)電磁式電流互感器的分類(lèi)（1）按功能：測(cè)量用電流互感器、保護(hù)用電流互感器（2）按安裝地點(diǎn)：戶(hù)內(nèi)式、戶(hù)外式（3）按安裝方式：穿墻式、支持式、套管式穿（4）按絕緣方式：干式、澆注式、油浸式（5）按一次繞組匝數(shù)：?jiǎn)卧咽健⒍嘣咽剑?）按變流比：?jiǎn)巫兞鞅?、多變流比電磁式電流互感器三、電磁式電流互感器的誤差電磁式電流互感器1、電流誤差（比誤差）

電磁式電流互感器與在數(shù)值上和相位上都有差異，因此測(cè)量結(jié)果又誤差為二次電流的測(cè)量值I2乘以額定電流比

所得的值

與實(shí)際一次電流

之差，以后者的百分?jǐn)?shù)表示，即：2、角誤差（角差）

角誤差，以旋轉(zhuǎn)1800的二次電流，與一次電流相

量

的夾角表示，并規(guī)定超前時(shí)，為正值，反之為負(fù)值。電磁式電流互感器四、電磁電流互感器準(zhǔn)確度級(jí)與額定容量1、電流互感器準(zhǔn)確度級(jí)

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(lái)標(biāo)稱(chēng)。標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確級(jí)為0.2、0.5、l、3和5級(jí)。供特殊用途的為0.2S及0.5S級(jí)。

不同準(zhǔn)確度級(jí)的電流互感器用于不同的場(chǎng)合。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的精密測(cè)量，要求使用0.1—0.2級(jí)的電流互感器。發(fā)電廠、變電所的盤(pán)式儀表，可以使用0.5—1級(jí)的電流互感器，計(jì)費(fèi)用電度表，必須0.2—0.5級(jí)的電流互感器。電磁式電流互感器保護(hù)用電流互感器，使用場(chǎng)合不同，精度要求不高，但必須有足夠的動(dòng)、熱穩(wěn)定性和足夠大的過(guò)電流能力。即額定10%倍數(shù)。電磁式電流互感器2、額定容量和額定二次負(fù)荷額定容量Se2指電流互感器在額定二次電流Ie2和額定二次阻抗Ze2下運(yùn)行時(shí)，二次繞組輸出的容量。由于電磁式電流互感器的額定二次電流為標(biāo)準(zhǔn)值（5A或1A），為了便于計(jì)算，有些廠家常提供電磁式電流互感器額定二次阻抗Ze2。電磁式電流互感器五、分類(lèi)電磁式電流互感器的分類(lèi)（1）按功能：測(cè)量用電流互感器、保護(hù)用電流互感器（2）按安裝地點(diǎn)：戶(hù)內(nèi)式、戶(hù)外式（3）按安裝方式：穿墻式、支持式、套管式穿（4）按絕緣方式：干式、澆注式、油浸式（5）按一次繞組匝數(shù)：?jiǎn)卧咽?、多匝式?）按變流比：?jiǎn)巫兞鞅?、多變流比電磁式電流互感器六、電磁式電流互感器的接線電流互感器的接線形式指的是電流互感器與測(cè)量?jī)x表或保護(hù)繼電器之間的連接形式。

電磁式電流互感器（1）三相三完全星形接線可以準(zhǔn)確反映三相中每一相的真實(shí)電流。該接線方式應(yīng)用在大電流接地系統(tǒng)中，保護(hù)線路的三相短路、兩相短路和單相接地短路。（2）兩相兩繼電器不完全星形接線可以準(zhǔn)確反映兩相的真實(shí)電流。該接線方式應(yīng)用在6～10kV中性點(diǎn)不接地的小電流接地系統(tǒng)中，保護(hù)線路的三相短路、兩相短路。（3）單相接線在三相負(fù)荷平衡時(shí)，可以用單相電流反映三相電流值，主要用于測(cè)量電路電磁式電流互感器1、原理第三節(jié)電壓互感器（電磁式）一、電磁式電壓互感器的工作原理電磁式電壓互感器2、工作特點(diǎn)：1）工作特點(diǎn)：電壓互感器的付方主要接電壓表或電壓繼電器，所以是工作在接近開(kāi)路狀態(tài)2）電壓互感器的二次負(fù)荷不致影響一次電壓，同時(shí)二次電壓接近二次電勢(shì)，并隨一次電壓的變動(dòng)而變動(dòng)。因此電壓互感器二次電壓的大小可以反映一次側(cè)電網(wǎng)電壓的大小。電磁式電壓互感器3、電壓互感器使用注意事項(xiàng)1）使用電壓互感器時(shí)、副邊絕對(duì)不允許短路。

二次電路短路時(shí)：由于阻抗僅為電磁式互感器本身的漏阻抗，電流將會(huì)大大增加以致燒壞設(shè)備。2）為安全起見(jiàn)、副邊繞組一端必須可靠接地。3）副邊繞組不宜接過(guò)多的儀表。不使總阻抗超過(guò)允許的額定值。電磁式電壓互感器二、電磁式電壓互感器分類(lèi)

(1)按安裝地點(diǎn)分為戶(hù)內(nèi)式和戶(hù)外式。(2)按相數(shù)分為單相式和三相式。(3)按線圈數(shù)可分為雙線圈和三線圈。(4)按絕緣結(jié)構(gòu)可分為干式、澆注式、充氣式和油浸式。

電磁式電壓互感器三、電磁式電壓互感器的誤差電磁式電壓互感器由于勵(lì)磁電流漏阻抗和二次負(fù)荷的影響，使不等于。電壓互感器測(cè)量結(jié)果頁(yè)存在著兩種誤差，即電壓誤差和角誤差。1)電壓誤差電壓誤差為電壓互感器測(cè)出的電壓與實(shí)際一次電壓之差，并以實(shí)際一次電壓的百分?jǐn)?shù)表示，即：電磁式電壓互感器角誤差，以旋轉(zhuǎn)1800的二次電壓，與一次側(cè)電壓相

量

之間的夾角表示，并規(guī)定超前時(shí)，為正值，反之為負(fù)值。2)角誤差電磁式電壓互感器四、電磁電壓互感器準(zhǔn)確度級(jí)與額定容量1、電壓互感器準(zhǔn)確度級(jí)

在額定電壓下所規(guī)定的最大允許電壓誤差的百分?jǐn)?shù)來(lái)標(biāo)稱(chēng)。標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確級(jí)為0.2、0.5、l、3和5級(jí)。

不同準(zhǔn)確度級(jí)的電壓互感器用于不同的場(chǎng)合。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的精密測(cè)量，要求使用0.1—0.2級(jí)的電壓互感器。發(fā)電廠、變電所的盤(pán)式儀表，可以使用0.5—1級(jí)的電流互感器，計(jì)費(fèi)用電度表，必須0.2—0.5級(jí)的電流互感器，3級(jí)電壓互感器用于一般測(cè)量和某些繼電保護(hù)電磁式電壓互感器2、額定容量和額定二次負(fù)荷對(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、100、150、200、250、300、400、500VA。電磁式電壓互感器電壓互感器的接線方式根據(jù)二次負(fù)載的需要而定。電壓互感器在三相系統(tǒng)中要測(cè)量的電壓有：線電壓、相電壓、相對(duì)地電壓和單相接地是出現(xiàn)的零序電壓。為了測(cè)量這些電壓，電壓互感器有不同的接線方式，發(fā)電廠中應(yīng)用較廣泛的幾種接線如圖所示。五、電磁式電壓互感器的接線電磁式電壓互感器電壓互感器的接線方式（a）一臺(tái)單相電壓互感器接線（b）V-V接線（c）Y-Y0接線（d）三相五柱式電壓互感器接線（e）三臺(tái)單相三繞組電壓互感器接線電磁式電壓互感器六、電磁式電壓互感器的結(jié)構(gòu)實(shí)例油浸電磁式電壓互感器的結(jié)構(gòu)油浸式電壓互感器按其結(jié)構(gòu)可分為普通式和串級(jí)式。額定電壓3～35kV油浸式電壓互感器制成普通式結(jié)構(gòu)，其鐵芯和繞組浸在充有變壓器油的油箱內(nèi)，繞組通過(guò)固定在箱蓋上的瓷套管引出。電壓為60kV及以上的電壓互感器普遍制成串級(jí)式結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是：繞組和鐵心采用分級(jí)絕緣，以簡(jiǎn)化絕緣結(jié)構(gòu)；鐵心和繞組放在瓷箱中，瓷箱兼作高壓出線套管和油箱。電磁式電壓互感器JCCl一110型串級(jí)式電壓互感器的結(jié)構(gòu)一個(gè)“口”字型鐵心采用懸空式結(jié)構(gòu)，用四根電木板支撐著。電木板下端固定在底座上。原繞組分成匝數(shù)相等的兩部分，繞成圓筒式安置在上、下鐵柱上。原繞組的上端為首端，下端為接地端，其中點(diǎn)與鐵心相連，使鐵心對(duì)地電位為原繞組電壓的一半。電磁式電壓互感器第四節(jié)電容式電壓互感器一、電容式電壓互感器工作原理其中：K—分壓比，

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。

利用分壓原理：電容式電壓互感器二、電容分壓式電壓互感器的原理接線圖電容式電壓互感器L—補(bǔ)償電抗，可補(bǔ)償電容分壓器的內(nèi)阻抗。TV—中間變壓器，將測(cè)量?jī)x表經(jīng)中間變壓器TV后與分壓器連接，減小分壓器的輸出電流以減少誤差。rd—阻尼電阻，在TV付邊單獨(dú)設(shè)置一只線圈，接入阻尼電阻rd，用以抑制鐵磁諧振過(guò)電壓。原理接線圖中各元件的作用電容式電壓互感器CK—補(bǔ)償電容器，用來(lái)補(bǔ)償電磁式電壓互感器TV的磁化電流和付邊負(fù)荷電流的無(wú)功分量，亦能減小測(cè)量裝置的誤差。P1—放電間隙，用以保護(hù)TV的原繞組和補(bǔ)償電抗器L，防止因受二次側(cè)短路所產(chǎn)生的過(guò)電壓而造成的損壞。

電容式電壓互感器三、電容式電壓互感器的特點(diǎn)供11OkV級(jí)及以上中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)測(cè)量電壓之用優(yōu)點(diǎn)：（1）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；（2）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；（3）體積小，重量輕，運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單，成本低；（4）在高壓配電裝置中占地面積很小。（5）價(jià)格便宜，電壓等級(jí)越高，效果越明顯。缺點(diǎn)：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。電容式電壓互感器互感器配置第五節(jié)互感器的配置

互感器的配置原則：

互感器在主接線中的配置與測(cè)量?jī)x表、同期點(diǎn)的選擇、保護(hù)和自動(dòng)裝置的要求以及主接線的形式有關(guān)。異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速

（1）為了滿(mǎn)足測(cè)量和保護(hù)裝置的需要，在發(fā)電機(jī)、變壓器、出線、母線分段及母聯(lián)斷路器、旁路斷路器等回路中均設(shè)有電流互感器。對(duì)于大接地短路電流系統(tǒng)，一般按三相配置；對(duì)于小接地短路電流系統(tǒng)，依具體要求按二相或三相配置。（2）對(duì)于保護(hù)用電流互感器應(yīng)盡量消除主保護(hù)裝置的不保護(hù)區(qū)。例如，若有兩組電流互感器，且位置允許時(shí)應(yīng)設(shè)在斷路器兩側(cè)，使斷路器處于交叉保護(hù)范圍之中。（3）為了減輕內(nèi)部故障對(duì)發(fā)電機(jī)的損傷，用于自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置的電流互感器應(yīng)配置在發(fā)電機(jī)定子繞組的出線側(cè)。為便于分析和在發(fā)電機(jī)并入系統(tǒng)前發(fā)現(xiàn)內(nèi)部故障，用于測(cè)量的電流互感器宜裝設(shè)在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)。異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速

（4）母線除分路母線外，一般工作及備用母線都裝有一組電壓互感器，用于同期、測(cè)量?jī)x表和保護(hù)裝置。（5）線路35kV及以上輸電線路，當(dāng)對(duì)端有電源時(shí)，為了監(jiān)視線路有無(wú)電壓、進(jìn)行同期和