電氣設(shè)備原理與選擇電流電壓互感器

互感器電力系統(tǒng)的一次電壓很高，電流很大，且運(yùn)行的額定參數(shù)千差萬別，用以對(duì)一次系統(tǒng)進(jìn)行測量、控制的儀器儀表及保護(hù)裝置無法直接接入一次系統(tǒng)，一次系統(tǒng)的大電流/高電壓需要使用電流/壓互感器進(jìn)行隔離，使二次的繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和測量儀表能夠安全準(zhǔn)確地獲取電氣一次回路電流/壓信息?；ジ衅鞯淖饔檬牵?、將一次回路的高電壓和大電流變?yōu)槎位芈窐?biāo)準(zhǔn)的低電壓(100V)和小電流(5A或1A)，從而使測量儀表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化，小型化，并使其結(jié)構(gòu)輕巧，價(jià)格便宜，便于屏內(nèi)安裝；并可采用小截面電纜進(jìn)行遠(yuǎn)距離測量。2、將二次設(shè)備與高壓部分隔離，保護(hù)工作人員的安全；同時(shí)，互感器二次側(cè)均接地，這樣可防止當(dāng)一/二次絕緣損壞時(shí)，在二次設(shè)備上發(fā)生高壓危險(xiǎn)。電力系統(tǒng)中廣泛采用的是電磁式電流互感器，它的工作原理和變壓器相似。

電流互感器的原理接線如圖：電流互感器的工作特點(diǎn)：

1.一次側(cè)電流：一次繞組串聯(lián)在所測量的一次回路中，并且匝數(shù)很少。因此，一次繞組中的電流I完全取決于被測回路的負(fù)荷電流，而與二次繞組電流大小無關(guān)。電流互感器的工作特點(diǎn):

2、二次側(cè)電流：二次繞組中的匝數(shù)N2很多，是一次繞組匝數(shù)的若干倍。二次繞組的電流完全取決于一次繞組電流。3、電流互感器的二次回路中所串接的負(fù)載，是測量儀表和繼電器的電流線圈。它們的阻抗都小，因此電流互感器在正常工作時(shí)，二次側(cè)接近于短路狀態(tài)，這是與普通電力變壓器的主要區(qū)別。當(dāng)一次側(cè)流過電流I1時(shí)，在鐵芯中產(chǎn)生交變磁通，此磁通穿過二次繞組，產(chǎn)生電動(dòng)勢，在二次回路中產(chǎn)生電流I2。磁勢平衡方程為：忽略很小的勵(lì)磁安匝電流數(shù)值關(guān)系電流互感器的額定電流Ki：

電流互感器在正常工作狀態(tài)時(shí)，二次負(fù)荷電流I2所產(chǎn)生的二次磁勢對(duì)一次磁勢F1有去磁作用，因此合成磁勢F0及鐵芯中的合成磁通數(shù)值都不大。如果運(yùn)行中的電流互感器二次繞組開路，則二次磁勢等于零，而一次磁勢不變，且全部用于激磁。此時(shí)合成磁勢Fo等于F1，比正常狀態(tài)的合成磁勢增大了許多倍，使鐵芯中的磁通急劇增加而達(dá)到飽和狀態(tài)。電流互感器在正常工作時(shí)，二次繞組絕對(duì)不允許開路。鐵芯飽和，使隨時(shí)間變化的磁通波形變?yōu)槠巾敳āＴ诓ㄐ紊仙拖陆堤?，因磁通急劇變化在二次繞組內(nèi)所感應(yīng)的電勢可達(dá)幾千伏甚至更高，對(duì)設(shè)備和人員是極其危險(xiǎn)的。磁感應(yīng)強(qiáng)度驟增，會(huì)引起鐵芯和繞組過熱。在鐵芯中會(huì)產(chǎn)生剩磁，使互感器準(zhǔn)確級(jí)變低。電磁式電流互感器的誤差分析誤差的來源根據(jù)磁勢平衡原理有可見，由于電流互感器本身存在勵(lì)磁損耗和磁飽和等影響，使一次電流I1，和二次電流I2在大小和相位上都有誤差。1．誤差的定義(1)電流誤差fi：

為二次電流的測量值乘以額定電流比所得的值與實(shí)際一次電流之差，占后者的百分?jǐn)?shù)。

因?yàn)樗?．誤差的來源(1)電流誤差fi：當(dāng)很小時(shí)，所以有：電流互感器的誤差可用勵(lì)磁磁通勢表示。當(dāng)相量圖中的用表示時(shí)，則在橫軸上的投影就是電流誤差。1．誤差的來源(2)相位誤差：

為旋轉(zhuǎn)180o的二次電流相量與一次電流相量之間的夾角。當(dāng)-I2超前I1時(shí)，相位誤差為正。當(dāng)很小時(shí)：在縱軸上的投影就是相角誤差。2．影響誤差的因素可見，fi和δi都與激磁磁勢F0(I0N1)及一次磁勢F1(I1N1)有關(guān)：具體影響電流互感器的誤差的因素有：一，二次繞組的匝數(shù)；一次電流的大??；鐵芯材料質(zhì)量，結(jié)構(gòu)尺寸；二次回路的負(fù)載阻抗等。3．減小誤差的措施A．運(yùn)行時(shí)，應(yīng)使一次實(shí)際電流接近一次額定電流。1.當(dāng)I1比IN1小得多時(shí)，由于F1很小，則誤差較大。2.當(dāng)I1=(100%—120%)IN1時(shí)，3.但如果I繼續(xù)增大，由于鐵芯磁路飽和，誤差反而會(huì)增大。同時(shí)，此時(shí)的發(fā)熱也會(huì)超過允許值。3．減小誤差的措施B．I1較小時(shí)，必須增加一次繞組匝數(shù)N1。1.單匝式：N1=1。此時(shí)若I1很小，則I1N1小，誤差就大。但優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造較簡單，價(jià)格較低，尺寸較小，短路電流通過時(shí)的動(dòng)穩(wěn)定度高。I1大于600A～1000A的電流互感器，都制成單匝式的2.多匝式：N1>1。當(dāng)被測電流很小時(shí)，也能保證要求的精度。缺點(diǎn)是構(gòu)造較復(fù)雜，價(jià)格貴。當(dāng)I1小于400A時(shí)，可以將電流互感器制成多匝式的。3．減小誤差的措施C.為了減小磁勢F0，必須減小鐵芯的磁阻rm。

1.

縮短磁路長度L(如采用圓形截面鐵芯)。2.增大鐵芯的橫截面S，磁路不易飽和。3.采用磁導(dǎo)率μ高的電工鋼。3．減小誤差的措施D、要盡量減小二次回路的負(fù)載Z2f。如果F1不變的情況下，而增大Z2f，則I2減小，F(xiàn)2減小，使F0增大，結(jié)果是fi，δi增大。3．減小誤差的措施E.減少二次繞組的匝數(shù)N2由于二次電流與二次繞組的匝數(shù)成反比，所以減少二次繞組的匝數(shù)N2會(huì)使二次電流比未減少匝數(shù)前增大，從而補(bǔ)償了電流誤差。電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)1．電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)

為了保證計(jì)量、測量的準(zhǔn)確性，保證保護(hù)裝置動(dòng)作可靠、正確，電流互感器必須達(dá)到一定的準(zhǔn)確度，即限定其工作范圍，給出如下定義：電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)以電流誤差來定義的。即：在規(guī)定的二次負(fù)荷變化范圍內(nèi)，一次電流為額定值時(shí)的最大電流誤差百分?jǐn)?shù)。(準(zhǔn)確級(jí)越大，誤差越大，精度越低。)包括測量用準(zhǔn)確級(jí)和保護(hù)用準(zhǔn)確級(jí)測量用：0.1級(jí)0.2級(jí)0.5級(jí)1級(jí)3級(jí)5級(jí)其中，0.1級(jí)～1級(jí)的四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)其二次負(fù)荷應(yīng)在二次額定負(fù)荷的25％～100％之間，3～5兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)其二次負(fù)荷應(yīng)在額定負(fù)荷的50％～120％間，否則準(zhǔn)確度不能滿足要求。對(duì)負(fù)荷范圍廣，準(zhǔn)確度要求高的場合，可以采用經(jīng)補(bǔ)償?shù)?.2s和0.5s電流互感器。該互感器在1％～120％負(fù)荷間均能滿足準(zhǔn)確度要求。對(duì)測量用電流互感器除了幅值準(zhǔn)確度要求外，還有角度誤差要求。P184表6-3除了二次負(fù)載的變化范圍影響著誤差限值，實(shí)際的一次電流占額定電流的百分，比也影響著測量準(zhǔn)確度。保護(hù)用（Protection）：

電流互感器在一次系統(tǒng)短路后的暫態(tài)過程中要具有良好的暫態(tài)響應(yīng)特性,在短路后的暫態(tài)過程中仍能真實(shí)地傳變一次短路電流—暫態(tài)響應(yīng)特性好。

分為穩(wěn)態(tài)類電流互感器（P類）和暫態(tài)類電流互感器（TP類）。對(duì)于穩(wěn)態(tài)類來說，準(zhǔn)確級(jí)規(guī)定5P、10P兩個(gè)準(zhǔn)確級(jí)。暫態(tài)保護(hù)特性級(jí)分別為TPS級(jí)、TPX級(jí)、TPY級(jí)和TPZ級(jí)。目前我國使用較多的是TPY級(jí)。繼電保護(hù)用準(zhǔn)確級(jí)同時(shí)還要滿足10％誤差要求。穩(wěn)態(tài)保護(hù)用電流互感器穩(wěn)態(tài)保護(hù)用電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)要求一般沒有測量用的高，但由于要求其在故障大電流時(shí)有較好的傳變特性，所以有短路電流倍數(shù)（稱為額定準(zhǔn)確限值系數(shù)）這個(gè)重要參數(shù)，習(xí)慣上把保護(hù)用電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)與準(zhǔn)確限值系數(shù)連在一起標(biāo)注，一般用εPM表示，如5P10。其含義是當(dāng)實(shí)際短路電流是互感器一次額定電流的10倍時(shí)，其誤差（復(fù)合誤差）滿足5％的要求。式中ε是準(zhǔn)確等級(jí)，M是保證準(zhǔn)確度的允許最大短路電流倍數(shù)。電流互感器的10%誤差曲線是指當(dāng)電流互感器誤差滿足10%時(shí),一次電流倍數(shù)m10（一次電流I1與其額定電流I1N的比值m10=I1/I1N）和二次負(fù)荷阻抗Zb的關(guān)系特性曲線（如圖），也是對(duì)應(yīng)準(zhǔn)確級(jí)為10P的誤差曲線（準(zhǔn)確級(jí)為5P即為5%誤差曲線）。保護(hù)用電流互感器的暫態(tài)特性系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)一定伴有電流迅速的、大幅值的變化，其中含有大的直流分量與豐富的各次諧波分量，這種暫態(tài)過程在故障初期最為嚴(yán)重。如果電流互感器沒有較好的暫態(tài)特性，就無法準(zhǔn)確進(jìn)行信號(hào)的傳變，嚴(yán)重時(shí)將發(fā)生電流互感器飽和，造成保護(hù)裝置拒動(dòng)或誤動(dòng)。暫態(tài)特性良好的電流互感器與普通電流互感器相比，具有良好的抗飽和性能，這在制造中可以通過增加鐵芯的截面積、選用高導(dǎo)磁材料或同時(shí)在鐵芯中加入非磁性間隙等辦法來改變磁路特性。改變磁路特性的大小不同，形成了不同等級(jí)的暫態(tài)型電流互感器。暫態(tài)過程的大小和持續(xù)時(shí)間，與系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)有關(guān)。系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)增大，使短路電流非周期分量的衰減時(shí)間加長，短路電流的暫態(tài)持續(xù)時(shí)間加長。系統(tǒng)容量越大，短路電流的幅值也越大，暫態(tài)過程越嚴(yán)重。

針對(duì)不同的系統(tǒng)要采用具有不同暫態(tài)特性的電流互感器。目前暫態(tài)型電流互感器分為四個(gè)等級(jí)，分別用TPS、TPX、TPY、TPZ表示。各等級(jí)暫態(tài)型電流互感器具有如下特點(diǎn)：1)TPS級(jí)為低漏磁電流互感器，鐵芯中不設(shè)非磁性間隙，無剩磁通限值，制造工藝比較簡單。2)TPX級(jí)在鐵芯中不設(shè)非磁性間隙，無剩磁通限值，誤差限值較小，主要用于后備保護(hù)。3)TPY級(jí)在鐵芯中設(shè)置一定的非磁性間隙，其相對(duì)非磁性間隙長度(實(shí)際非磁性間隙長度與鐵芯磁路長度之比值)約為0.05％。剩磁通不超過飽和磁通的10％。應(yīng)用最為廣泛。4)TPZ級(jí)在鐵芯中設(shè)置的非磁性間隙尺寸較大，一般相對(duì)非磁性間隙長度約為0.1％以上，無直流分量誤差限值要求，剩磁實(shí)際上可以忽略。TPZ級(jí)準(zhǔn)確級(jí)由于鐵芯非磁性間隙大，鐵芯磁化曲線線性度好，二次回路時(shí)間常數(shù)小，對(duì)交流分量的傳變性能也好，但傳變直流分量的能力極差。普通保護(hù)級(jí)(P級(jí))電流互感器是按穩(wěn)態(tài)條件設(shè)計(jì)的，暫態(tài)性能較弱，但一般能夠滿足220kV以下系統(tǒng)的暫態(tài)性能要求。

目前220kV及以下電力系統(tǒng)保護(hù)用電流互感器，在大多數(shù)情況下選用普通保護(hù)級(jí)(P級(jí))電流互感器，即能滿足穩(wěn)態(tài)也能滿足暫態(tài)運(yùn)行要求。在目前500kV線路保護(hù)中，一般選用TPY級(jí)暫態(tài)電流互感器。電流互感器的額定容量電流互感器的額定容量電流互感器的額定容量SN2：是指在二次額定電流IN2和額定二次阻抗ZN2下運(yùn)行時(shí)，二次繞組輸出的容量（最大負(fù)載值）。即：額定輸出容量的標(biāo)準(zhǔn)值有5、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100VA可見，額定容量和額定阻抗只差一個(gè)系數(shù)，所以，廠家常提供電流互感器的二次額定阻抗。較低的準(zhǔn)確級(jí)對(duì)應(yīng)較高的二次額定容量。要想保證準(zhǔn)確級(jí)，就要保證通常所說的額定容量是指對(duì)應(yīng)于最高準(zhǔn)確級(jí)的容量同一臺(tái)電流互感器工作在不同準(zhǔn)確級(jí)時(shí)，會(huì)有不同的額定容量。電流互感器的接線形式常用的電流互感器二次回路接線方式有單相接線、兩相星形（或不完全星形）接線和三相星形（或全星形）接線。單相式接線：只有一只電流互感器組成，接線簡單。它可以用于小電流接地系統(tǒng)零序電流的測量，也可以用于三相對(duì)稱電流中電流的測量或過負(fù)荷保護(hù)等。

不完全星形接線有兩相電流互感器組成，與三相星形接線相比，它缺少一只電流互感器（一般為B相），所以又叫不完全星形接線。三相星形接線

三相星形接線又叫全星形接線。這種接線由三只互感器按星形連接而成，相當(dāng)于三只互感器公用零線。零線在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)沒有電流通過（3I0=0），但該零線不能省略。能反應(yīng)任何一相、任何形式的電流變化。電流互感器二次回路必須接地，其目的是為了防止當(dāng)一、二次之間絕緣被破壞時(shí)，對(duì)二次設(shè)備與人身造成危害，所以一般宜在配電裝置處經(jīng)端子接地。在電流互感器的接線中，要特別注意其二次線圈的極性，特別是方向保護(hù)與差動(dòng)保護(hù)等回路。當(dāng)電流互感器二次極性錯(cuò)誤時(shí)，將會(huì)造成計(jì)量、測量錯(cuò)誤，方向繼電器指向錯(cuò)誤，差動(dòng)保護(hù)中有差流等，造成保護(hù)裝置的誤動(dòng)或拒動(dòng)。電流互感器的極性電流互感器的極性表示方法采用減極性表示法：定義一次繞組的首端為L1，末端為L2，定義二次繞組的首端為K1，末端為K2。如果規(guī)定L1與K1為同極性，則如果L1有交流電流流入，那么K1就有同相位的交流電流流出。目的：經(jīng)電流互感器接入的儀表，其測量的電流方向與把儀表直接接入一次電路中電流的方向相同。電流互感器全型號(hào)的表示及含義與雙繞組變壓器相似，是由鐵芯和一次、二次繞組兩個(gè)主要部分構(gòu)成。0.5kV電流互感器的一次和二次繞組都套在同一鐵芯上，是結(jié)構(gòu)最簡單的互感器。不同的二次負(fù)荷對(duì)電流互感器有不同的精度要求。為了節(jié)省空間和成本，往往幾個(gè)鐵芯(沒有磁聯(lián)系，各自繞著相應(yīng)的二次繞組)共享一個(gè)一次線圈，構(gòu)成一臺(tái)電流互感器。一般3～35kV電流互感器均有兩個(gè)二次繞組；110kV電流互感器有3～5二次繞組；而220kV及以上則有4～7個(gè)二次繞組。電流互感器的結(jié)構(gòu)另外，為了適應(yīng)不同一次負(fù)荷電流的要求，110kv及以上的電流互感器常常將一次繞組分成幾組，通過改變一次繞組的串并聯(lián)關(guān)系，即可方便地獲得2～3個(gè)額定電流比。1.一般干式互感器：適用于戶內(nèi)、低電壓；2.澆注式：廣泛用于10~20kV；3.油浸式：35kV及以上戶外式TA多為油浸式；4.SF6氣體絕緣TA：一種是與GIS配套用；一種是獨(dú)立式（倒立式結(jié)構(gòu)：如下圖）電流互感器使用的注意事項(xiàng)

1．電流互感器的接線應(yīng)保證正確性。一次繞組和被測電路串聯(lián)，而二次繞組應(yīng)和連接的所有測量儀表、繼電保護(hù)裝置或自動(dòng)裝置的電流線圈串聯(lián)；同時(shí)要注意極性的正確性，一次繞組與二次繞組之間應(yīng)為減極性關(guān)系，一次電流若從同名端（減極性標(biāo)示法）流入，則二次電流應(yīng)從同名端流出。

2．電流互感器的二次繞組絕對(duì)不允許開路。為了防止二次繞組開路，規(guī)定在二次回路中不準(zhǔn)裝熔斷器等開關(guān)電器。如果在運(yùn)行中必須拆除測量儀表或繼電器及其他工作時(shí)，應(yīng)首先將二次繞組短路。

3．電流互感器的二次側(cè)必須可靠接地這是為了防止一、二次繞組之間絕緣損壞或擊穿時(shí)，一次高電壓竄入二次回路，危及人身和設(shè)備安全。1．結(jié)構(gòu)類型的確定根據(jù)安裝地點(diǎn)（戶內(nèi)或戶外式）和安裝方式（如穿墻式、支持式、裝入式）選擇其型式。電流互感器的選擇準(zhǔn)確級(jí)的確定電流互感器準(zhǔn)確級(jí)的確定，取決于二次負(fù)荷的性質(zhì)。0.2級(jí)用于實(shí)驗(yàn)室的精密測量，重要的發(fā)電機(jī)和變壓器回路及500kV重要回路；二次負(fù)荷如果屬一般電能計(jì)量，則電流互感器采用0.5級(jí)；功率表和電流表可配用1.0級(jí)的電流互感器。如果幾個(gè)性質(zhì)不同的測量儀表需要共用一臺(tái)電流互感器時(shí)，則互感器的準(zhǔn)確級(jí)按就高不就低的原則確定。用于繼電保護(hù)裝置的電流互感器還應(yīng)按10％誤差曲線進(jìn)行校驗(yàn)。2．額定電壓的選擇

電流互感器的一次額定電壓的選擇主要是滿足相應(yīng)電網(wǎng)電壓的要求，其絕緣水平能夠承受電網(wǎng)電壓長期運(yùn)行，并承受可能出現(xiàn)的雷電過電壓、操作過電壓及異常運(yùn)行方式下的電壓。應(yīng)滿足下列條件：

UN≥UNS

3．一次額定電流的選擇確定一次額定電流應(yīng)大于所在回路可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流，并考慮適當(dāng)?shù)呢?fù)荷增長，當(dāng)最大負(fù)荷無法確定時(shí)，可以取與斷路器、隔離開關(guān)等設(shè)備的額定電流一致。而且選取的電流互感器一次額定電流值應(yīng)與國家標(biāo)準(zhǔn)GBl208-1997推薦的一次電流標(biāo)準(zhǔn)值相一致。

一次側(cè)額定電流應(yīng)盡可能比電路的正常工作電流大1/3左右。4.二次側(cè)額定電流：

電流互感器的二次額定電流采用5A還是1A，主要決定于經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較。在相同一次額定電流、相同額定輸出容量的情況下：電流互感器二次電流采用5A時(shí)，其體積小，價(jià)格便宜，但電纜及接入同樣阻抗的二次設(shè)備時(shí)，二次負(fù)載將是1A額定電流時(shí)的25倍。所以一般在220kV及以下電壓等級(jí)變電所中，220kV回路數(shù)不多，而10～110kV回路數(shù)較多，電纜長度較短時(shí)，電流互感器二次額定電流采用5A的。在330kV及以上電壓等級(jí)變電所，220kV及以上回路數(shù)較多，電流回路電纜較長時(shí)，電流互感器二次額定電流采用1A的。5、額定電流比的確定由于電流互感器的二次額定電流一般為標(biāo)準(zhǔn)的5A與1A，電流互感器的變比基本有一次電流額定電流的大小決定。6.二次負(fù)荷的校驗(yàn)為保證所選電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)，其最大相二次負(fù)荷S2，應(yīng)不大于所選準(zhǔn)確級(jí)相應(yīng)的額定容量，即由和得：代入二次負(fù)荷阻抗為Z2L為ra、rre—測量儀表和繼電器的電流線圈電阻，可由其線圈消耗的功率求得。rL—儀表或繼電器至電流互感器的連接導(dǎo)線電阻：rc—接觸電阻，一般取0.1。

由可將二次負(fù)荷校驗(yàn)條件轉(zhuǎn)換為求連接導(dǎo)線的最小截面積。連接導(dǎo)線的電阻應(yīng)滿足

根據(jù)，可得滿足準(zhǔn)確級(jí)要求的連接導(dǎo)線最小截面積S為

ρ—連接導(dǎo)線的電阻率Lc—連接導(dǎo)線的計(jì)算長度（m）。它與儀表和繼電器至電流互感器安裝地點(diǎn)的實(shí)際距離及電流互感器的接線方式有關(guān)。a)當(dāng)電流互感器采用單相接線時(shí)，如圖6-9a所示，往返導(dǎo)線中的電流相等，電流互感器的二次電壓為故b)當(dāng)電流互感器采用星形接線時(shí)，如圖6-9b所示，如果一次側(cè)負(fù)荷對(duì)稱，則中線(返回導(dǎo)線)電流很小可略去不計(jì)，電流互感器的二次電壓為故c)當(dāng)電流互感器采用不完全星形接線時(shí)，如圖6-9c所示，中線(返回導(dǎo)線)電流等于電流互感器的二次電壓為如果只計(jì)阻抗的模，忽略相角的旋轉(zhuǎn)，故計(jì)算長度取注意：為了保證連接導(dǎo)線的機(jī)械強(qiáng)度，要求導(dǎo)線的最小截面積不應(yīng)小于1.5mm2（銅）7．熱穩(wěn)定校驗(yàn)電流互感器接線的熱穩(wěn)定校驗(yàn)，應(yīng)滿足下列條件：其中：Qk—短路電流在短路作用時(shí)間內(nèi)的熱效應(yīng)；Kt—電流互感器熱穩(wěn)定倍數(shù)，即電流互感器的1s熱穩(wěn)定電流與一次線圈額定電流的比值，可從手冊中查到。8．動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)

電流互感器的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)包括兩個(gè)方面的內(nèi)容，即：內(nèi)部電動(dòng)力穩(wěn)定性校驗(yàn)和外部電動(dòng)力穩(wěn)定性校驗(yàn)。(1)內(nèi)部電動(dòng)力穩(wěn)定性校驗(yàn)（多匝式一次繞組主要經(jīng)受）對(duì)于復(fù)匝式電流互感器．應(yīng)滿足：其中：Kd-電流互感器動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)，可由本書附錄五查得。2)外部電動(dòng)力穩(wěn)定性校驗(yàn)相間作用的電動(dòng)力有可能使瓷絕緣的電流互感器損壞。外部動(dòng)穩(wěn)定應(yīng)滿足：Fp—作用于電流互感器端部的允許電動(dòng)力，由制造廠家提供，N；L—電流互感器瓷帽端部至最近—個(gè)母線支持絕緣子之間的距離，m；a—相間距離，m；ish—短路沖擊電琉，kA。電壓互感器電壓互感器的作用是隔離高電壓，并把高電壓變?yōu)榈碗妷?，供繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和測量儀表獲取一次側(cè)電壓信息。按工作原理，電壓互感器可分為：

1、電磁式電壓互感器電力變壓器型，原理和普通變壓器相似；適用于6kV～110kV系統(tǒng)；價(jià)格貴，容量大，誤差小(相對(duì)于后者)

2、電容式電壓互感器(CVT-capacitancevoltageT)電容分壓型；適用于110kV～500kV系統(tǒng)；價(jià)格低，容量小，誤差大(相對(duì)于前者)電磁式電壓互感器的工作原理電磁式電壓互感器的工作原理，構(gòu)造和連接方法都和普通電力變壓器相同。其主要區(qū)別在于電壓互感器的容量很小，通常只有幾十到幾百伏安。一次繞組并聯(lián)在所測量的一次回路中。一次繞組電壓等于電網(wǎng)電壓，不受二次回路負(fù)荷的影響。接在二次繞組的負(fù)荷是儀表和繼電器的電壓線圈，它們的阻抗很大，通過的電流很小，因此，電壓互感器正常工作時(shí)，二次繞組接近于空載狀態(tài)。此時(shí)，二次電壓接近于二次電勢，并決定于一次電壓值。即有：額定電壓比在二次電壓一定的情況下，阻抗越小則電流越大。當(dāng)電壓互感器二次回路短路時(shí)，二次回路的阻抗接近為0，二次電流I2將變得非常大，如果沒有保護(hù)措施，將會(huì)燒壞電壓互感器。所以電壓互感器的二次回路不能短路。電磁式電壓互感器的誤差誤差的定義(1)電壓誤差fu：二次電壓乘以額定電壓比與實(shí)際一次電壓之差占一次電壓的百分比。(2)相位誤差：旋轉(zhuǎn)180o的二次電壓相量與一次電壓相量之間的夾角。并規(guī)定-U2超前U1時(shí)，相位為正。電壓互感器的準(zhǔn)確級(jí)與額定容量1．電壓互感器的準(zhǔn)確級(jí)電壓互感器的準(zhǔn)確級(jí)以電壓誤差fu來定義的。即：在規(guī)定的一次電壓和二次負(fù)荷變化范圍內(nèi)，二次負(fù)荷功率因數(shù)為額定值時(shí)，電壓誤差的最大值百分?jǐn)?shù)。(準(zhǔn)確級(jí)越大，誤差越大，精度越低)分為測量用準(zhǔn)確級(jí)和保護(hù)用準(zhǔn)確級(jí)。測量用：0.1級(jí)0.2級(jí)0.5級(jí)1級(jí)3級(jí)滿足測量用電壓互感器電壓誤差和相位誤差有一定的條件，即在額定頻率下，其一次電壓在80％～120％額定電壓之間，二次負(fù)載的功率因數(shù)為0.8(滯后)，二次負(fù)載的容量在25％～100％之間。K繼電保護(hù)用電壓互感器的準(zhǔn)確級(jí)有3P和6P兩個(gè)等級(jí)。由于使用條件與目的不同，滿足繼電保護(hù)用電壓互感器電壓誤差和相位誤差的條件與測量用的有所不同。除要求滿足額定頻率，二次負(fù)載的功率因數(shù)為0.8(滯后)，二次負(fù)載的容量在25％～100％之間外，要保證其測量精度，則一次電壓的范圍在5％額定電壓及額定電壓因數(shù)倍（在規(guī)定時(shí)間內(nèi)能滿足熱性能及準(zhǔn)確等級(jí)的最大電壓與額定一次電壓的比值）的電壓之間。K2．電壓互感器的額定容量

電壓互感器的額定容量SN2：是指對(duì)應(yīng)于最高準(zhǔn)確級(jí)下的容量（VA)。對(duì)于三相式電壓互感器，其額定輸出容量是指每相的額定輸出。當(dāng)電壓互感器二次側(cè)承受負(fù)載功率因數(shù)為0.8（滯后），負(fù)載容量不大于額定容量時(shí)，互感器能保證幅值與相位的精度。四、電壓互感器的分類和結(jié)構(gòu)1．電壓互感器的分類和結(jié)構(gòu)(1)單相式和三相式。35kV及以上電壓等級(jí)多為單相式電壓互感器。(2)戶內(nèi)式和戶外式。35kV以上多制成戶內(nèi)式；110kV及以上電壓等級(jí)則制成戶外式。如圖為JDJW-10型三相五柱電壓互感器原理圖和外形結(jié)構(gòu)示意圖。其一次繞組的中性點(diǎn)可以引出。（三相三柱式電壓互感器一次繞組的中性點(diǎn)不可以引出）在這種情況下，中性點(diǎn)引出后，五柱式的兩個(gè)旁軛為產(chǎn)生的零序磁通提供了暢通的磁路，這就避免了普通電壓互感器因零序磁阻太大導(dǎo)致電流過大而發(fā)熱損壞。1．電壓互感器的分類和結(jié)構(gòu)(3)雙繞組和三繞組。三繞組電壓互感器有兩個(gè)二次繞組，一個(gè)是基本二次繞組，用于接測量儀表和繼電器；另一個(gè)專門用于接保護(hù)繼電器。(4)按絕緣分為干式（低壓：小于380V），澆注絕緣式（3～35kV），油浸式（110kV及以上）和氣體絕緣（多用于高壓產(chǎn)品）。SF6電壓互感器有兩種結(jié)構(gòu)形式，一種是為GIS配套使用的組合式，另一種為獨(dú)立式。獨(dú)立式增加了高壓引出線部分。油浸式電壓互感器按結(jié)構(gòu)分類（5）普通結(jié)構(gòu)（單級(jí)式）和串級(jí)結(jié)構(gòu)兩種。3~35kV電壓等級(jí)都制成普通結(jié)構(gòu)，110kV及以上電壓等級(jí)的電壓互感器才制成串級(jí)結(jié)構(gòu)。在我國，電壓大于330kV只生產(chǎn)電容式。JDZJ-10JDQX-220JDJ2-35JZW-10JSJW-10JCC—110YDR-110串級(jí)結(jié)構(gòu)隨著電壓等級(jí)的升高，電壓互感器一次繞組的絕緣需隨之增強(qiáng)。尤其在110kV及以上電壓等級(jí)的單相三繞組電壓互感器，采用串級(jí)式結(jié)構(gòu)可以縮小尺寸、減小質(zhì)量。串級(jí)式電壓互感器的一次繞組分成匝數(shù)相等的幾組，并把繞組與鐵芯電氣相連，使鐵芯與繞組之間可以采用分級(jí)絕緣。同時(shí)將鐵芯與繞組裝入充滿變壓器油的瓷箱中，從而可節(jié)省絕緣材料降低電壓互感器成本。110kV串級(jí)式電壓互感器如圖為110kV串級(jí)式電壓互感器（兩級(jí)串級(jí)式）內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖和接線示意圖?；ジ衅饔幸粋€(gè)鐵芯（元件）組成，一次繞組被分成匝數(shù)相等的兩個(gè)部分分別套在上下鐵芯柱上，二次繞組只與最下面一個(gè)鐵芯柱耦合。一次繞組按磁通相加方向串聯(lián)，接于相與地之間，鐵芯與繞組中點(diǎn)電氣相連，減小了鐵芯與繞組的絕緣要求（兩者之間的電壓是相電壓的一半）。但增加了鐵芯與地之間的絕緣。（平衡繞組：平衡上下鐵芯柱的磁勢，保證正確的電壓變換關(guān)系，即保證測量準(zhǔn)確度）220kV串級(jí)式電壓互感器右圖是220kV四級(jí)串級(jí)式電壓互感器。上鐵芯對(duì)地為額定電壓的3/4，下鐵芯對(duì)地為額定電壓的1/4。繞組邊緣線匝與鐵芯之間為額定電壓的1/4。二次繞組只與最下面一個(gè)鐵芯柱耦合。平衡繞組在同一鐵芯的上下柱上，匝數(shù)相等，反極性連接。平衡上下鐵芯柱的磁勢連耦繞組：兩鐵芯相鄰的鐵芯柱上，匝數(shù)相同，反極性連接。電壓均勻分布，不影響準(zhǔn)確級(jí)。五、電壓互感器的接線

圖(a)接線用于小接地電流系統(tǒng)(35kV及以下)，測得線電壓。圖(b)接線用于大接地電流系統(tǒng)(110kV及以上)，測量相電壓。

圖(c)接線是由兩臺(tái)單相電壓互感器組成的V-V接線(二次側(cè)b相接地)，可用來測量線電壓，廣泛用于35kV及以下的電網(wǎng)中。一臺(tái)三相三柱式電壓互感器Y，yn接線用于測量線電壓。注意：一次繞組中性點(diǎn)不引出，因?yàn)榱阈虼磐o通路。

圖(d)所示為一臺(tái)三相五柱式電壓互感器接線。一次繞組接成星形，且中性點(diǎn)接地?；径卫@組也接成星形，并且中性點(diǎn)也接地。既可測量線電壓．又可測量相電壓。

三相五柱式電壓互感器的附加二次繞組每相的額定電壓按100V／3設(shè)計(jì)，接成開口三角形，亦要求一點(diǎn)接地。正常時(shí)，開口三角形繞組兩端電壓為零，如果系統(tǒng)發(fā)生一相完全接地，開口三角形繞組兩端會(huì)出現(xiàn)100V電壓，供給絕緣監(jiān)測繼電器，使之發(fā)出一個(gè)故障信號(hào)(但不跳開斷路器)。這種接線在3~35kV電網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用。

圖(e)為由三臺(tái)單相三繞組電壓互感器構(gòu)成的Y0／Y0／開口三角形接線。這種接線可用小接地電流系統(tǒng)．也可用于大接地電流系統(tǒng)。但應(yīng)注意在兩種情況下，附加的輔助二次繞組的額定電壓不同。用在小接地電流系統(tǒng)時(shí)二次繞組的額定電壓為100V／3；用在大接地電流系統(tǒng)中二次繞組的額定電壓為100V。其目的是不管在哪種系統(tǒng)中當(dāng)發(fā)生一次系統(tǒng)一相完全接地時(shí)，在開口三角形繞組兩端的電壓均為100V電容式電壓互感器電容式電壓互感器(CVT)在國外已有四十多年的發(fā)展歷史，在72.5～1000kV電力系統(tǒng)中得到普遍應(yīng)用。國產(chǎn)CVT從1964年在西安電力電容器廠誕生以來，也積累了三十五年的制造和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)已進(jìn)入成熟期。電容式TV和GIS中電磁式TV兩種類型可作為500kV電壓互感器電容式電壓互感器的工作原理1.電容式電壓互感器的分壓原理在被測電網(wǎng)的相和地之間接有主電容C1和分壓電容C2，Z2為繼電器、儀表等電壓線圈阻抗。電容式電壓互感器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)電容串接的分壓器，被測電網(wǎng)的電壓在電容C1、C2上按反比分壓。分壓比

電容式電壓互感器原理接線圖當(dāng)有負(fù)荷電流時(shí)，在內(nèi)阻抗上產(chǎn)生電壓降，產(chǎn)生誤差出現(xiàn)諧振。2.電容式電壓互感器結(jié)構(gòu)原理主要由電容分壓器、補(bǔ)償電抗器、中間變壓器、阻尼器及防護(hù)間隙等組成。A、C2兩端并聯(lián)放電間隙F1：防止L與C2諧振過電壓引起的絕緣擊穿；B、二次側(cè)并聯(lián)電容Ch：當(dāng)帶有負(fù)荷時(shí)，可以使C2上的電壓略高于額定電壓，補(bǔ)償負(fù)荷電