互感器原理與選擇

第六章導體和電器設備的選擇主要內容電器設備選擇的一般原則高壓斷路器和隔離開關的選擇電流和電壓互感器的原理與選擇電抗器的選擇導體、電纜的選擇三、互感器的原理及選擇互感器包括電流互感器（TA或CT）和電壓互感器（TV或PT）1、互感器的作用（1）將一次回路的高電壓和大電流變?yōu)槎位芈窐藴实牡碗妷海?00V）和小電流（5A1A），使測量儀表和保護裝置標準化、小型化，并使其結構輕巧、價格便宜和便于屏內安裝。（2）使二次設備與高壓部分隔離，且互感器二次側均接地，從而保證了設備和人身安全。2、電磁式電流互感器（1）特點一次繞組串聯在電路中，匝數很少。故一次繞組中的電流完全取決于被測電路的負荷電流，而與二次電流大小無關。二次繞組所接儀表的電流線圈阻抗很小，正常情況下，在接近于短路狀態(tài)下運行。額定電流比:,（2）電流互感器的等值電路和相量圖(3)電流互感器的誤差定義電流誤差：

定義相位差：與

之間的夾角，超前

時為正。(4)電流互感器的運行參數對誤差的影響

S、lav為鐵芯截面和磁路平均長度μ鐵芯磁導率N2

二次繞組匝數Z2Z2L

二次繞組的內阻抗和負荷阻抗鐵芯及二次繞組的結構；二次負荷；鐵芯磁導率μI1一次電流I1的影響.

I1在額定值IN時，磁導率μ接近最大，電流誤差和相角差最小。二次負載阻抗及功率因數對誤差的影響

二次負載阻抗Z2l與誤差成正比。

Ф2增大時(功率因數cosФ2減小)，電流誤差fi增大，相角差δi減小。

CT長期運行后，誤差可能會加大，加接額外的儀表或繼電器時，也會使誤差增大到不允許的程度，此時應校驗，必要時應換用大截面的連接導線或更換新的電流互感器。一次繞組有電流時，二次繞組不允許開路I2=0，I0N1=I1N1

磁通Ф飽和，接近矩形波。E2與dФ/dt成正比，二次繞組將在磁通過零時，感應很高的尖頂波電勢，其值可達數千甚至上萬伏，危及人身安全和儀表、繼電器的絕緣。磁感應強度驟增，會引起鐵芯和繞組過熱在鐵芯和繞組中產生剩磁，使互感器特性變壞。3、電流互感器的準確級和額定容量1）CT的準確級。CT根據測量時誤差的大小而劃分為不同的準確級。準確級是指在規(guī)定的二次負荷范圍內，一次電流為額定值時的最大電流誤差。準確級一次電流為額定電流的百分值誤差限值二次負荷變化范圍電流誤差（%）相位差（’）0.21020100~120±0.5±0.35±0.2±20±15±10（0.25~1）S2N0.51020100~120±1±0.75±0.5±60±45±3011020100~120±2±1.5±1±120±90±60350~120±3不規(guī)定（0.5~1）S2N（2）保護型準確級保護用CT按用途分為穩(wěn)態(tài)保護用（5P和10P）和暫態(tài)保護用（TPX、TPY、TPZ）。保護級的準確級以額定準確限值一次電流（額定一次電流倍數，I1/IN，也稱額定準確限值系數）下的最大復合誤差來標稱。對保護級CT，主要在系統短路時工作，因此在額定一次電流范圍內的準確度要求不如測量級高，只相當于3～10級，但對可能出現的短路電流范圍內，則要求CT的最大誤差不超過–10%。準確級電流誤差（%）相位差（’）復合誤差（%）在額定準確限值一次電流下在額定一次電流下5P10P±1.0±3.0±60----5.010.03）額定容量定義:指CT在額定二次電流（5A1A）IN2和額定二次阻抗ZN2下運行時，二次繞組輸出容量，也可用二次阻抗表示。

由于CT的誤差和二次負荷有關,同一個CT在不同的二次負荷下，準確級不同，額定容量也不同。如:SN2=10VA(ZN2=0.4歐)當Z2l<0.4時，能保證準確級為0.5級，當Z2l>0.4時，準確級降為1級，對應的額定容量為15VA（ZN2=0.6）。

4、電流互感器的選擇（1）一次回路的額定電壓和電流的選擇UN1≥UNSIN1≥Imax（2）二次額定電流的選擇

1A，弱電系統或配電裝置距離控制室較遠，為減小電纜截面、提高二次負荷能力和準確級 5A，強電系統（3）種類和形式的選擇。根據安裝地點（屋內、屋外）和安裝方式（如穿墻式、支持式、裝入式）選擇其形式。（4）準確級和額定容量的選擇CT的準確級不得低于所供測量儀表的準確級。裝于重要回路（如發(fā)電機、調速器、變壓器、廠用饋線、出線等）中的電能表和計費的電能表一般采用0.5～1級表，相應的互感器的準確級不應低于0.5級；對測量精度要求較高的大容量發(fā)電機、變壓器、系統干線和500KV宜用0.2級；供運行監(jiān)視、估算電能的電能表和控制盤上儀表，一般皆用1～1.5級的，相應的電流互感器應為0.5～1級供只需估計電參數儀表的互感器可用3級。

額定容量及二次導線允許的最小截面

CT二次側所接負荷S2應不大于該準確級所規(guī)定的額定容量S2N銅芯控制電纜截面不小于1.5mm2，表計中有計費電能表時導線截面不小于2.5mm2（5）熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗對外部動穩(wěn)定：6、電壓互感器的原理與選擇（1）分類：電磁式PT、電容分壓式PT電磁式PT：容量小，類似一臺小容量的變壓器,但結構上要求有較高的安全系數；正常運行時接近于空載狀態(tài)電容式PT：實質是一個電容分壓器，為減少負荷電流的影響，可在回路中加入補償電抗，并將測量儀表經中間變壓器升壓后與分壓器相連（2）電壓互感器的選擇

PT為與電網并聯的電壓變換設備，不須選擇額定電流，PT不會受到外部電網短路電流的侵襲，不須進行短路動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定校驗。PT的內部故障，由專用的熔斷器快速切除。a、一次回路電壓的選擇0.8UN1<UNs<1.2UN1b、二次回路電壓的選擇PT二次側額定電壓應滿足保護和測量用標準儀表的要求。應用二次繞組電壓（V）開口三角的輔助繞組電壓（V）一臺電壓互感器接線110～220kV測單相對地電壓100無一臺電壓互感器接線3～35kV測AC線電壓100無不完全星形接線3～35kV測ABBC線電壓100無應用二次繞組電壓（V）開口三角的輔助繞組電壓（V）三臺單相三繞組電壓互感器接線3～220kV可測各相電壓和各線電壓110～500kV：3～60kV（單相式）（三相五柱式）

100100/3電容式電壓互感器接線110～500kV可測各相電壓和各線電壓100c、種類和型式選擇在6～35KV屋內配電裝置中，一般采用油浸式或澆注式110～220KV，常采用串級式電磁PT；110-500KV，當容量和準確級滿足要求時，可采用電容式。d、容量和準確級的選擇：先根據儀表和繼電器接線要求選擇電壓互感器的接線方式，盡量把負荷分布在各相上，然后計算各相負荷的大小，按照所接儀表的準確級和容量選擇互感器的準確級和額定容量，電壓互感器的準確級不得低于所供測量儀表的準確級；電壓互感器對應于要求準確級的額定二次容量不應小于電壓互感器二次最大相的負荷。

7、互感器在主接線中的配置原則（1）電壓互感器的配置母線：除旁母外，一般的工作、備用母線都裝有一組電壓互感器，用于同步、測量儀表和保護裝置線路：35KV及以上輸電線路，當對端有電源時，為監(jiān)視線路有無電壓、進行同步和設置重合閘，需裝有一臺單相電壓互感器變壓器：低壓側有時為滿足同步或繼電保護的要求，設一組電壓互感器發(fā)電機：一般裝有2-3組電壓互感器，一組供自動調節(jié)勵磁裝置（三只單相雙繞組）；一組供測量儀表、同步和保護裝置使用（三相五柱式或三只單相接地專用互感器，開口三角形供發(fā)電機在未并列前檢查是否接地用），當負荷太大時，可增設一組不完全星形連接的互感器，專供測量儀表用。5萬KW及以上的發(fā)電機中性點常接有單相電壓互感器，用于100%定子接地保護在發(fā)電機、變壓器、出線、母線分段、母聯斷路器、旁路斷路器等回路，均設有電流互感器。中性點直接接地系統，一般按三相配置；對中性點非直接接地的系統，依具體情況，可按二相和三相配置。只有A、C相CT（2）電流互感器的配置對保護用電流互感器的安裝地點，應盡量按消除主保護的死區(qū)來設置。如有兩組電流互感器時，在位置允許的情況下，應設在斷路器的兩側，使斷路器處于交叉保護范圍中如只有一組電流互感器時，為防止支柱式電流互感器套管閃絡造成母線故障，電流互感器通常布置在斷路器的出線或變壓器側。母線保護范圍，使用8地點CT主變保護范圍，使用10地點CTCT布置在出線側CT布置在主變側作業(yè)-11.互感器的作用。CT的二次額定電流和PT的二次額定電壓是多少？2.畫出電流互感器的等效電路圖，說明電流互感器誤差的定義。誤差與