測量用互感器

關于測量用互感器第1頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月互感器（是一種特殊的變壓器）的主要作用：

(1)擴大儀表、繼電器等二次設備的應用范圍，將高電壓、大電流變?yōu)榈碗妷?100V)、小電流(5A、也有1A、0.5A)。(3)使儀表制造設計標準化(按互感器二次側參數)(4)可取零序電流、電壓分量供繼電保護裝置以監(jiān)視接地及絕緣故障。

(2)可以與主電路絕緣，隔離測量二次回路與一次回路高電壓和大電流，以保證測量工作人員和儀表設備的安全。第2頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月

測量用互感器一、互感器的用途互感器主要用于擴大交流電流表、電壓表、功率表和電能表的量程，而且具有如下特點1.隔離高壓。2.降低表耗。3.節(jié)省設備投資。4.可統(tǒng)一使用5A、100V的標準表芯，配上不同的互感器，可組成各種不同量程的電壓、電流表。高壓部分低壓部分第3頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月工作原理

電壓互感器相當于空載變壓器，與電壓表并聯(lián)用。被測電壓等于接在二次繞組的電壓表讀數乘以電壓互感器的電壓變比。注意！電壓互感器二次繞組不許短路。

電流互感器相當于短路的變壓器，與電流表串聯(lián)用。被測電流等于接在二次繞組的電流表讀數乘以電流互感器電流變比。注意！電流互感器二次繞組不許開路。第4頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月第四章測量用互感器第一節(jié)電流互感器第二節(jié)電壓互感器第三節(jié)二次導線有源壓降補償的原理和應用電壓斷相計時儀的接線和使用第5頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)電流互感器又稱變流器，符號TA（舊CT/LH）

電流互感器由兩個繞制在閉合鐵芯上、彼此絕緣的繞組所組成。工作時，一次繞組與被測電路串聯(lián)，二次繞組與儀表、繼電器的電流線圈相串聯(lián)，形成一個回路。由于這些電流線圈的內阻很小，因此電流互感器的二次側接近于短路狀態(tài)。二次繞組的額定電流一般為

5A,也有1A和0.5A的。圖4-1電流互感器原理結構圖和接線圖（a）原理結構圖（b）接線圖第6頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月鉗式電流表是電流互感器和電流表的組合，可以在不斷開交流電路，并在設備仍運行的條件下，測量交流電流。外型內部結構示意第7頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月例：用鉗形電流表確定某用戶電流互感器的倍率，現(xiàn)場測得一次側電流為192A，二次側電流為3.2A倍率是多少？TA變比是多少？解：TA倍率為因為二次額定電流為5A，所以一次額定電流I1‘=60x5=300A即電流互感器的變比為300/5.第8頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月4.1電流互感器（1）按用途分：1）測量用電流互感器：測量電流、功率和電能等2）保護用電流互感器：繼電保護等3）控制用電流互感器：自動控制等

1、電流互感器分類：常用五種分類方法又稱變流器，符號TA（舊CT/LH）第9頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）據一次繞組匝數分：單匝式電流互感器和多匝式電流互感器

單匝式又分為貫穿型電流互感器和母線型電流互感器兩種

貫穿型互感器：本身裝有單根銅管或銅桿作為一次繞組母線型互感器：本身未裝一次繞組，而是在鐵芯中留出一次繞組穿越的空隙，施工時以母線穿過空隙作為一次繞組多適用于：油斷路器和變壓器套裝入管第10頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）據裝置使用場所分：戶內型電流互感器20kV以下制成戶內式。戶外型電流互感器；35kV及以上多制成戶外式便攜式電流互感器等。便攜式電流互感器第11頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）據絕緣結構及絕緣材料不同分：干式電流互感器固體澆注式電流互感器油浸式電流互感器氣體絕緣式電流互感器等1）干式電流互感器1)用絕緣膠浸漬，多用于低壓電路，2)適用于作戶內型。3)主要由鐵芯，一、二次線圈組成。第12頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月2）固體澆注式電流互感器固體澆注式電流互感器：1)主要由鐵芯，一、二次繞組及環(huán)氧樹脂澆注而成2)多用于10－35KV電壓等級，尤用于10KV及以下配電裝置一次端子二次端子如：LQJ－10型環(huán)氧樹脂澆注TA第13頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月3）油浸式電流互感器a.多為戶外型b.多數為全密封裝置以防絕緣受潮c.可據電流大小的需要將一二次線圈做成串并聯(lián)d.因變比不同需要可將二次線圈做成幾個抽頭。箱體瓷套管放油閥第14頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月油浸式TA主要結構鐵芯，一、二次線圈瓷套管

箱體油位表放油閥第15頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月（5）按制造時機械結構的不同分：線圈式電流互感器穿心式電流互感器套管式電流互感器1）線圈式電流互感器如：LFC－10型TA1—銘牌；2—一次母線穿孔；3—鐵芯；4—安裝板；5—二次接線端子LMZJ1型電流互感器

母線式、澆注絕緣、加大容量第16頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月2）穿心式電流互感器——一般用于大電流電路中，即一次線圈利用母排穿入互感器鐵芯的絕緣體中間，鐵芯上繞有二次線圈并外包絕緣如：LMC－10母線型穿墻式TA母排第17頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月3）套管式電流互感器——多用于35KV多油開關及電力變壓器，將一個繞有二次線圈的鐵芯套在高壓套管引出線上接成如：LDC－10型TA（6）據工作原理分：電磁式電流互感器光電式電流互感器電子式電流互感器第18頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月2、電流互感器的型號及準確度等級（1）電流互感器的型號第19頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月如：LMZJ－0.5型電流互感器產品型號均以漢語拼音字母表示，字母含義及排列順序見表4-l所示第20頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）電流互感器的準確度等級：用其在額定電流下所規(guī)定的最大允許誤差的百分數來表示。準確度等級有如下系列：0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、3.0、5.0級0.2S級、0.5S級S級與非S級的主要區(qū)別：在于對輕負載計量的準確度要求不同。如：非S級電能表在5%Ⅰb以下沒有誤差要求，而S級電能表在1%Ⅰb就有誤差要求------為寬限量S級的電流互感器。第21頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月2）用戶電能計量裝置通常采用0.2級和0.5級電流互感器3）對于某些特殊要求，可采用0.2S級和0.5s級的電流互感器。如希望電能表在0.05～6A之間，即額定電流5A的1％～120％之間的某一電流下能作準確測量。1）0.1級以上電流互感器——標準電流互感器。主要用于試驗室進行精密測量，或者作為標準用來檢驗低等級的互感器，也可以與標準儀表配合，用來檢驗儀表。

其中0.1～1的四個標準其二次負荷應在額定負荷的25％～100％間，3～5兩個標準其二次負荷應在額定負荷的50％～100％間，否則準確度不能滿足要求。所以對負荷范圍廣，準確度要求高的場合，可以采用經補償的0.2s和O.5s電流互感器，該互感器在1％～120％負荷間均能滿足準確度要求。對測量用電流互感器除了幅值準確度要求外，還有角度誤差要求。第22頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月一、電流互感器的工作原理電流互感器的工作原理與普通變壓器的工作原理基本相同。根據磁勢平衡原理可以得到：忽略鐵芯中的能量損耗理想電流互感器的一次電流I1等于儀表測得的二次電流I2乘以電流互感器的額定變比。第一節(jié)電流互感器第23頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月一、電流互感器的工作原理

正常工作時,電流互感器的工作狀態(tài)和普通變壓器的區(qū)別：A)

最主要的區(qū)別是電流互感器的一次電流不隨二次的負載變化,它僅取決于一次電路的電壓和阻抗；即當二次負載變化時，不改變其一次電流值的大小。

B)

電流互感器二次電路所消耗的功率隨二次電路阻抗的增加而增加；C)

因為接到二次電路都是些內阻很小的儀表,如電流表以及電能表的電流線圈等,所以其工作狀態(tài)接近于短路狀態(tài)。第一節(jié)電流互感器第24頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月二、電流互感器的誤差特性（一）電流互感器的比差和角差勵磁安匝不為零，一次磁勢安匝數不等于二次磁勢安匝數。電流互感器存在著誤差。電流互感器二次繞組的感應電動勢滯后鐵芯中磁通約900。忽略二次繞組的漏阻抗壓降，認為。二次回路負載的功率因數角為

第一節(jié)電流互感器圖4-2電流互感器的簡化相量圖第25頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月二、電流互感器的誤差特性二次安匝數旋轉1800后（即）與一次安匝數相比較，大小不等，相位也不同，存在著兩種誤差，分別稱之為比值誤差和相角誤差。比值誤差簡稱比差，用公式表示為：第一節(jié)電流互感器第26頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月圖4-2電流互感器的簡化相量圖二、電流互感器的誤差特性相角誤差簡稱角差，即二次安匝數旋轉1800后（即）與一次安匝數之間的相位差，用表示，通常用“

‘

”

(分)作為計量單位。電流互感器的比差和角差不僅與勵磁電流有關，還與負載功率因數損耗角有關第一節(jié)電流互感器第27頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月二、電流互感器的誤差特性（二）電流互感器誤差受工作條件的影響：1.一次電流的影響當電流互感器工作在小電流時，由于硅鋼片磁化曲線的非線性影響，其初始的磁通密度較低，因而導磁率小，引起的誤差增大。所以在選擇電流互感器容量時，不能選得過大，以避免在小電流下運行。電流互感器誤差與一次電流百分數的關系，稱為電流特性。第一節(jié)電流互感器電流特性第28頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月2.二次負載Zb的影響二次負載阻抗Zb增加時，由于一次電流I1不變，并假設負載功率因數不變，則二次電流I2減小。故比差及角差增大第一節(jié)電流互感器二次負載特性負載功率因數特性二、電流互感器的誤差特性第29頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月3.電源頻率的影響頻率降低時，將使減小，影響誤差。電流互感器誤差與頻率的關系如圖。

頻率降低時，比差減?。航遣钤龃蟮谝还?jié)電流互感器頻率特性二、電流互感器的誤差特性第30頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月二、電流互感器的誤差特性第一節(jié)電流互感器表4-1電流互感器的誤差特性注:表中“+”號表示向正的方向變化;“-”號表示向負的方向變化。第31頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月三、電流互感器誤差的補償方法為了減小誤差，提高電流互感器測量的準確度，最有效的方法是盡可能的減小勵磁電流I10

。

I10的大小取決于鐵芯的材質、尺寸、線圈匝數以及二次負載的特性和大小。鐵芯的導磁率越高，鐵芯損耗越小，則勵磁電流越小。縮短導磁體的長度，并增大鐵芯的截面積，使磁阻減小，也能減小勵磁電流。三種人工調節(jié)誤差的方法：匝數補償法二次繞組并聯(lián)附加阻抗元件附加磁場第一節(jié)電流互感器第32頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月三、電流互感器誤差的補償方法1.匝數補償法改變二次繞組匝數，就可以改變電流互感器的電流變比。如將二次繞組匝數減少，使二次電流相應增大，補償了勵磁電流引起的負的比差。第一節(jié)電流互感器由于電流互感器往往要求補償的比差不大，增加一匝時，比差調整范圍太大，可采用分數匝補償。圖4-4分數匝補償法第33頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月三、電流互感器誤差的補償方法2.二次繞組并聯(lián)附加阻抗元件改變電流互感器的負載，就改變了二次電流I2的大小和相位的關系，就可以改變電流互感器的誤差。第一節(jié)電流互感器

圖4-5電流互感器二次并聯(lián)附加阻抗（a）接線原理圖（b）并聯(lián)一般阻抗（c）并聯(lián)電容元件（d）并聯(lián)電感元件附加阻抗第34頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月三、電流互感器誤差的補償方法3.附加磁場采用附加磁場法，人為地使鐵芯磁化到相當于最大導磁率的程度。這時若要產生一定的磁通，勵磁安匝數就可以相對減小，從而使誤差降低。第一節(jié)電流互感器圖4-6圓環(huán)磁分路補償原理線路I-為主鐵芯II-磁分路使主鐵芯的部分磁通轉移到磁分路中第35頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月四、電流互感器的接線方式第一節(jié)電流互感器二相星形（V形）接線三相星形（Y形）接線廣泛應用于三相負載平衡或不平衡電路主要用于重要線路及380V、220V多用于三相四線制電路不允許斷開公共接線，否則影響計量精度(因為零序電流沒有通路)第36頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月五、電流互感器的選擇和正確使用第一節(jié)電流互感器一、電流互感器的選擇1.額定電壓選擇

Ux≤UNUx—電流互感器安裝處的工作電壓

UN—電流互感器的額定電壓2.額定變比的選擇長期通過電流互感器的最大工作電流應小于或等于互感器一次額定電流，最好使電流互感器在額定電流附近運行?！徽f明TA的絕緣強度，與TA額定容量無關

是指電流互感器一次繞組能長期承受的最大電壓（有效值），是電流互感器的一次繞組對二次繞組和對地的絕緣電壓，應不低于所接線路額定相電壓。

第37頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月五、電流互感器的選擇和正確使用3.準確度等級的選擇依據電流互感器在額定工作條件下所產生的比值誤差，規(guī)定了準確度等級。裝設在線路、變壓器、發(fā)電廠的電能表、用戶計費電能表及所有測量儀表，一般均應選擇準確度等級不低于0.5級的電流互感器。對于計量發(fā)電機發(fā)出的電能及用電量大的用戶，應采用準確度不低于0.2級的電流互感器。0.1級以上的電流互感器，主要用于實驗室進行精密的測量或者作為標準互感器，用來校驗低準確度等級的電流互感器。第一節(jié)電流互感器第38頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月五、電流互感器的選擇和正確使用4.額定容量的選擇接入TA的二次負載容量S2

應滿足：

I2N一般為5A，所以二次負載容量S2主要取決于表計的阻抗、接頭接觸電阻以及導線電阻第一節(jié)電流互感器在使用中TA的二次連接線及儀表電流線圈的總阻抗，不能超過銘牌規(guī)定的額定容量且不低于1/4額定容量時，才能保證其準確度。第39頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月五、電流互感器的選擇和正確使用第一節(jié)電流互感器

例4-1

某用戶用作電能計量的電流互感器為LGF型，其額定容量S2N=15VA，二次回路接有電流表、功率表、有功電能表。互感器至主控制室的銅導線40m，電流互感器采用V形接線。試確定其二次導線的截面積。解

已知電流互感器二次負載容量的分配情況如表所示.電流互感器二次負載容量的分配情況改進型多匝式電流互感器第40頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)電流互感器

最大一相負載容量為6.0VA，所以以此來選定二次導線截面。取接觸電阻RK=0.1Ω（一般取0.05--0.1Ω）。所以選用截面為6mm2

的銅導線"TA按V型接線時，二次導線變?yōu)椤?RL即所謂的電氣距離為√3L第41頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)電流互感器

所謂的電氣距離：如圖解法，在正常情況下，A相TA的二次電壓為所以TA二次負載Zb為二相星形（V形）接線可見V型接線二次導線電阻變?yōu)椤?RL,導線長度增加到√3L第42頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月五、電流互感器的選擇和正確使用（二）使用電流互感器時應注意的問題1.運行中的電流互感器二次側嚴禁開路根據磁勢平衡方程式,二次側開路,一次電流完全成為勵磁電流,致使鐵芯磁通急劇增加。磁通密度由正常時的0.06~0.1T急劇增大到1.4~1.8T，于是感應電動勢很高。此時二次繞組將會出現(xiàn)峰值達數千伏的高壓，會危及人身安全、損壞儀表和互感器二次繞組的絕緣。此外，鐵芯磁通密度增大，鐵芯損耗也增大，從而使電流互感器的鐵芯和繞組嚴重發(fā)熱而燒壞。第一節(jié)電流互感器第43頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）使用電流互感器時應注意的問題第一節(jié)電流互感器2.電流互感器繞組應按減極性連接電流互感器一次繞組以及二次繞組的端子上有極性標志。從電流互感器一次繞組和二次繞組的同級性端子（L1、K1、L2、K2）來看，電流I1

和I2

的方向是相反的。3.電流互感器二次側應可靠接地為防止由于電流互感器一次繞組與二次繞組之間的絕緣擊穿時，二次回路串入高壓而危及人身安全和損壞設備，二次回路必須設置保護接地，而且只允許有一個接地點，在接近電流互感器端子的箱內，經端子接地。五、電流互感器的選擇和正確使用第44頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月TA極性標志①一次繞組：首端Ll，末端L2。當一次繞組帶有抽頭時，首端標為L1，自第一個抽頭起依次標為L2，L3…②二次繞組：首端K1，末端K2。當二次繞組帶有中間抽頭時，首端標為Kl，自第一個抽頭起以下依次標志為K2，K3…一次端子L1、L2二次端子用K1、K2③對于具有多個二次繞組的電流互感器，應分別在各個二次繞組的出線端標志“K”前加注數字，如1K1，1K2，lK3…2K1，2K2，2K3…第一節(jié)電流互感器第45頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月⑤電流互感器一次繞組和二次繞組來看，電流I1和I2的方向是相反的，這樣的極性關系稱為減極性反之稱為加極性。電流互感器一般都按減極性表示。④標志符號的排列應當使一次電流自Ll端流向L2端時，二次電流自K1流出，經外部回路流回到K2。第一節(jié)電流互感器第46頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月問題:電能表與電流互感器配套使用時應注意哪些問題?(1)當電能表與電流互感器配套使用時，常用的低壓電流互感器額定電流為5A。如：根據配置原則，經電流互感器接入的電能表，其標定電流不宜超過電流互感器額定二次電流的30％，其額定最大電流應為電流互感器額定二次電流的120％左右，則低壓電能表的電流量程可選用1.5(6)A。第47頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）應正確選擇電流互感器變比。如果電流互感器的電流變比選得過大，當實際負荷電流小于電流互感器一次額定電流的30％時，特別當負荷電流小于標定電流的10％及以下時，誤差將會增大。如果電流互感器的電流變比選得過小，電流互感器就會長時間在過負荷狀態(tài)下運行，這樣也會增大誤差。同時，還會造成鐵芯和二次繞組過熱，使絕緣老化，從而導致設備的損壞。第48頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)電壓互感器工作時，一次繞組與被測電壓并聯(lián)，二次繞組與儀表、繼電器的電壓線圈相并聯(lián)，形成一個回路由于電壓線圈的內阻很大，電壓互感器在接近于空載的狀態(tài)下工作。正常情況下，電壓互感器三個線電壓都是100V。圖4-8電壓互感器的原理結構圖和接線圖（a）原理結構圖（b）接線圖第49頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)電壓互感器符號：TV（舊PT/YH）

作用：1）能使高電壓電源分開，減少測量危險；2）能用小額電表測量高電壓和巨額電能，如用100V電壓表通過電壓互感器能測量6～35KV及更高的電壓第50頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月1、電壓互感器分類（1）按用途分：1）測量用電壓互感器：測量電壓、功率和電能等2）保護用電壓互感器：繼電保護等3）控制用電壓互感器：自動控制等第51頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月1）干式電壓互感器

（2）按絕緣結構及絕緣材料不同分：干式電壓互感器澆注式電壓互感器油浸式電壓互感器干式電壓互感器第52頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月2）澆注式電壓互感器澆注式電壓互感器第53頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月3）油浸式電壓互感器——一般為全密封式油浸式電壓互感器油箱高壓（瓷）套管低壓（瓷）套管放油閥第54頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月鐵芯單相鐵芯三相鐵芯（三相五柱式）油浸式結構：主要由鐵芯，一、二次繞組等組成第55頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月一次線圈（一組）（螺旋式繞制）二次線圈（二組）用于測量接成開口△引出用于保護第56頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）安裝地點分為——戶內型電壓互感器

戶外型電壓互感器戶內式TV戶外式TV第57頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）根據電壓變換原理分類電容式電壓互感器

——以電容分壓來變換電壓

光電式電壓互感器

——以光電元件來變換電壓電磁式電壓互感器

——以電磁感應來變換電壓（5）根據結構不同分類單級式電壓互感器

——一次繞組和二次繞組均繞在同一個鐵芯柱上串級式電壓互感器

——一次繞組分成匝數相同的幾段，各段串聯(lián)起來，一端子連接高壓電路，另一端子接地。第58頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月2、電壓互感器的型號國產電壓互感器型號編排方法第59頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月特殊使用環(huán)境的代號：CY—船舶用GY—高原地區(qū)用W—污穢地區(qū)用AT—干熱帶地區(qū)用TH—濕熱帶地區(qū)用

第60頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月TV的額定電壓是指加在三相TV一次繞組上的額定線電壓，應與供電線路的線電壓相適應，其值應與我國電力系統(tǒng)規(guī)定的“額定電壓”系列相一致。二次繞組的額定電壓，我國規(guī)定——接在三相系統(tǒng)中相線與相線之間的單相電壓互感器即V/V接線為100V3、電壓互感器的主要參數

（1）繞組的額定電壓——對于接在三相系統(tǒng)相線與地間的單相電壓互感器即Y/V接線時為第61頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）額定二次負載

（2）額定電壓變比

——此二次負載導納(或阻抗)值作為確定準確度等級的依據導納(admittance)是電導和電納的統(tǒng)稱，在電力電子學中導納定義為阻抗(impedance)的倒數，符號Y，單位是西門子，簡稱西(S)。

為額定一次電壓與額定二次電壓之比，一般用不約分的分數形式表示。

第62頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月

為了保證測量及校驗工作的接線正確，電壓互感器一次及二次繞組的端子應標明極性標志。一次繞組接線端子用大寫字母A、B、C、N表示，二次繞組接線端子用小寫字母a、b、c、n表示

國產電壓互感器的準確度等級有0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、3.0、5.0級。1）用戶電能計量裝置通常采用0.2級和0.5級電壓互感器

，2）

0.1級以上電壓互感器

——標準電壓互感器，主要用于實驗室精密測量，或在檢驗時用作標準值。（4）準確度等級（5）極性標志第63頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月一、工作原理和誤差特性第二節(jié)電壓互感器將電壓互感器二次繞組阻抗折算到一次側后，可以得到T形等值電路圖和相量圖：圖4-9電壓互感器T形等值電路圖TV二次繞組的感應電動勢E滯后磁鐵中的磁通Φ約90°第64頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月一、工作原理和誤差特性第二節(jié)電壓互感器忽略勵磁電流和負載電流在一、二次繞組中產生的壓降，得到：這是理想電壓互感器的電壓變比，稱為額定變比，即理想的電壓互感器一次繞組電壓U1與二次繞組電壓U2的比值是個常數，等于一次繞組和二次繞組的匝數比。圖4-9電壓互感器T形等值電路圖第65頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月一、工作原理和誤差特性第二節(jié)電壓互感器

實際上，電壓互感器存在著鐵損和銅損，繞組中會產生阻抗壓降。比值誤差簡稱比差。比差fU等于折算到一次回路的二次電壓與實際一次電壓的差值相角誤差簡稱角差δU，是指一次電壓與旋轉1800后二次電壓之間的相位差，單位為“’”（分）第66頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月一、工作原理和誤差特性第二節(jié)電壓互感器

電壓互感器鐵芯材料導磁率和鐵芯結構影響勵磁電流的大小,鐵芯結構還影響線圈的匝數及長度。電壓互感器的比差和角差受勵磁電流，一、二次繞組阻抗以及二次負載的大小和功率因數的影響。圖4-11誤差與二次負載的關系（a）比差特性（b）角差特性第67頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月一、工作原理和誤差特性第二節(jié)電壓互感器

提高電壓互感器的測量精度，減少誤差的方法：選擇合適的材料更重要的是減小繞組的電阻。采用附加繞組補償法圖4-12附加繞組補償法原理接線圖

在二次繞組上并繞一個附加繞組NK。而產生一個感應電動勢，使輸出電壓U2的大小和相位得到補償，從而達到減小比差和角差的目的。第68頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月二、電壓互感器的接線方式第二節(jié)電壓互感器圖4-13電壓互感器接線方式圖（a）V形接線（b）Y形接線第69頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月三、電壓互感器的選擇和正確使用第二節(jié)電壓互感器

額定電壓的選擇2.準確度等級的選擇電能計量用的電壓互感器，應選用0.2級或0.5級。3.額定容量的選擇

SPhmax—二次負載最大一相消耗的視在功率，VASNPh—電壓互感器每相額定容量，VA第70頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月使用電壓互感器時應注意的問題：第二節(jié)電壓互感器按要求的相序進行接線，防止接錯極性，否則將引起某一相電壓升高√3倍，可能燒壞電壓互感器。電壓互感器二次側應可靠接地，以保證人身和儀表安全。電壓互感器二次側嚴禁短路。第71頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月四、電壓互感器的二次負載的估算電壓互感器的誤差受二次負載的影響很大，為了保證測量的準確度，二次負載的容量必須給予估算。電壓互感器接線方式的不同以及負載接線方式的不同，二次負載估算的公式也不相同?，F(xiàn)以三相Yy形接線方式的電壓互感器和形接線方式的負載連接為例，估算其二次容量。第二節(jié)電壓互感器第72頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月四、電壓互感器的二次負載的估算第二節(jié)電壓互感器已知與a相互感器有關的負載容量Sab,Sac及相應電流圖4-14電壓互感器為Yy形接線方式，負載為接線方式（a）接線圖（b）相量圖第73頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月四、電壓互感器的二次負載的估算第二節(jié)電壓互感器若負載的伏安數Sab、Sac代替相應的電流Iab、Iac，則第74頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月四、電壓互感器的二次負載的估算第二節(jié)電壓互感器例4-2已知發(fā)電機的測量回路用的電壓互感器采用Yy形連接，負載為V形連接?；芈分杏泄β时韮芍?無功功率表一只，有功電能表一只，電壓表一只。測量儀表的技術數據如表4-6所示表4-6測量儀表的技術數據試計算電壓互感器的二次容量。第75頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)電壓互感器四、電壓互感器的二次負載的估算（解）電壓互感器各相的負載分配如表4-7所示

表4-7電壓互感器各相的負載分配情況第76頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)電壓互感器四、電壓互感器的二次負載的估算第77頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月根據選用電壓互感器的額定容量必須滿足下式的條件：即可選出電壓互感器的型號。第二節(jié)電壓互感器四、電壓互感器的二次負載的估算B相負載較大，因此第78頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月

互感器的主要作用有：

（1）將高電壓變?yōu)榈碗妷海?00V），大電流變?yōu)樾‰娏鳎?A）。（2）使測量二次回路與一次回路高電壓和大電流實施電氣隔離，以保證測量工作人員和儀表設備的安全。（3）采用互感器后可使儀表制造標準化，而不用按被測量電壓高低和電流大小來設計儀表。（4）取出零序電流、電壓分量供反應接地故障的繼電保護裝置使用。

總結第79頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)*二次導線有源壓降補償的原理和應用電能計量裝置包括電能表、互感器和二次連接導線三部分。互感器一經安裝其合成誤差就已基本固定，而電能表的誤差已通過調整裝置人為地調到最小。隨著準確度等級很高的電能表和互感器的應用，電壓互感器二次回路連接導線壓降所造成的誤差在電能計量裝置的綜合誤差中所占的比例越來越大。電能計量裝置組成框圖第80頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月4.3二次導線有源壓降補償的原理和應用互感器一經安裝其合成誤差就已基本固定。電能表的誤差已通過調整裝置人為地調到最小。因此，隨著準確度等級很高的電能表和互感器的應用，二次回路連接導線部分的壓降所造成的誤差在電能計量裝置的綜合誤差中所占的比重越來越突出，有時誤差很大，達到舉足輕重的地步，不可小視。二次回路壓降超差越來越大的主要原因：（1）電纜線徑過細。（2）二次負載過大。（3）二次回路轉換環(huán)節(jié)過多。都可導致二次回路電阻增大，壓降增大。電能計量裝置組成框圖：第81頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）單相電壓互感器二次連接導線壓降所引起的誤差電壓互感器二次連接導線有電阻，當二次負載電流通過時，便產生壓降，使加在負載兩端的電壓U2′不等于電壓互感器二次繞組的端電壓U2

單相電壓互感器原理圖

U2=2Ir+U2′△U=U2′-U2=-2Ir△U=△U′+△U“△U′為△U在U2′上的水平投影△U′=-2Ircosφb△U"為△U在U2′上的垂直投影△U"=-2Irsinφb第82頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月

△U′=-2Ircosφb

△U”=-2Irsinφb單相電壓互感器二次連接導線電阻引起的比差和角差分別為：由此可見，電壓互感器二次回路導線壓降與導線電阻成正比，二次回路導線壓降所引起的誤差大小與負載的性質以及接線的方式有關。

第83頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月(二)二次導線有源壓降補償的原理和應用為了減小電壓互感器二次回路壓降所引起的誤差，最有效的辦法是：☆減小二次回路阻抗*增大二次回路線徑*減小二次回路長度*取消一些不必要的保護元件*避免其他負載接入*定期對接觸的端子部分打磨、維護以減小接觸電阻的影響?！罱洺２捎枚螌Ь€有源壓降補償電壓互感器二次連接導線的壓降。最終目的是為了提高電能計量裝置的準確度。第84頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月1、電流跟隨補償法

電流跟蹤式補償器基本原理是利用電子線路通過對電壓互感器二次回路電流的跟蹤產生一個與二次回路阻抗大小相等的負阻抗，以抵消線路阻抗，最終使二次回路總阻抗等效為零。從而使I=0。即使有TV二次回路電流的存在，由于回路阻抗為零，壓降也為零。*這種補償器對于二次線路較長的，可補償線阻。*對于TV二次負載不穩(wěn)定、二次電流變化的回路，由于二次回路總阻抗等效為零，可以保持壓降為零。*但對于二次回路阻抗變化的情況，則不能自動跟蹤，也就是說，如果熔體電阻或接點接觸電阻發(fā)生改變，則回路等效阻抗就不為零了，這是該補償器的局限性。實際上，電壓互感器二次回路阻抗是變化的第85頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月2、直接補償電壓法（1）固定補償法：其原理是補償二次回路導線的壓降利用自耦變壓器和移相器將二次回路壓降△U調至0，調整補償器電壓△U0，使之與△U大小相等，方向相反。第86頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）電壓跟隨補償法其原理是補償二次回路導線的壓降通過一取樣電纜，將電壓互感器二次端電壓信號與電能表計端電壓信號進行比較，以產生1個與二次回路壓降大小相等，方向相反的電壓疊加于電壓互感器二次回路，使電壓互感器二次回路電壓降等效為零。當電壓互感器二次回路電流或阻抗改變導致回路電壓改變時，補償器自動跟蹤壓降的變化并產生相應變化的補償電壓疊加于電壓互感器二次回路，以保持回路壓降始終為零。因而這種補償器幾乎適用于所有場合，唯一不足的是需同時敷設一條從電壓互感器二次端電壓信號取樣的電纜。第87頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月4.4電壓斷相計時儀的接線和使用

在電能計量裝置中，只有電能表和互感器的接線正確，才能準確計量電能。但是當計量回路出現(xiàn)異常計量狀態(tài)時，導致電能表的異常運行。直接造成計量不準。加裝電壓斷相計時儀就可以準確監(jiān)視計量回路的故障及人為竊電等情況。記錄故障時間，以達到正確計量電能和追補電費。第88頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月一、斷相計時儀的適用范圍

專用于監(jiān)視TV、TA二次側異常：*斷開一相/多相電壓使電能表失壓、缺相造成表計少計/不計。*斷開一相/多相電流使電能表斷流，造成表計少計/不計。*對TA二次側進行短接分流（竊電），造成表計少計/不計。*松動TV、TA/表尾接線盒螺釘（竊電），造成計量回路故障。*TA/表計內部接線/二次回路故障*TA二次接線柱氧化、燒壞造成接觸不良*工作疏忽造成漏接、電流極性接反相序接錯等情況。計時儀能準確判別并記錄斷壓、斷流時間同時發(fā)出報警信號及對應的燈光指示，記錄時間來追補電費。第89頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月二、斷相計時儀的接線方式（一）1、3/5、7接TA的A、C相電流，2、4、6分別接TV的A、B、C相電壓。電能表只能接入線電壓Uab、Ucb和a、c相電流，電能表才能正確計量。當計量回路及電能表出現(xiàn)異常計量狀態(tài)，指示燈亮，計時器計時。三相三線系統(tǒng)電壓斷相計時儀的接線方式第90頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月二、斷相計時儀的接線方式（二）1、3/4、6/7、9接TA的A、B、C相電流，2、5、8分別接TV的A、B、C相電壓，10、11接中性線N。電能表只能接入相電壓Ua、Ub、Uc和a、b、c相電流，電能表才能正確計量。當計量回路及電能表出現(xiàn)異常計量狀態(tài)，指示燈亮，計時器計時。三相四線系統(tǒng)電壓斷相計時儀的接線方式第91頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月一、二次回路連接導線壓降所引起的誤差電壓互感器二次回路壓降超差越來越大的原因：電纜線徑過細；二次負載過重二次回路轉換環(huán)節(jié)過多等導致二次回路電阻增大，壓降也增大。第三節(jié)*二次導線有源壓降補償的原理和應用第92頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)*二次導線有源壓降補償的原理和應用（一）單相電壓互感器二次連接導線壓降所引起的誤差一、二次回路連接導線壓降所引起的誤差

電壓互感器二次回路導線壓降與導線電阻成正比，二次回路導線壓降所引起的誤差大小與負載的性質以及接線方式有關。圖4-14單相電壓互感器二次連接導線壓降的影響(a)原理圖(b)相量圖第93頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）三相電壓互感器二次連接導線壓降所引起的誤差1.兩個單相互感器按V形接線，負載按V形接線第三節(jié)*二次導線有源壓降補償的原理和應用圖4-16V/v形接線的電壓互感器和負荷(a)接線圖(b)相量圖一、二次回路連接導線壓降所引起的誤差第94頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）三相電壓互感器二次連接導線壓降所引起的誤差第三節(jié)*二次導線有源壓降補償的原理和應用

一、二次回路連接導線壓降所引起的誤差第95頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月2.三個單相互感器（或一臺三相電壓互感器）按Yy形連接，負載為形連接（二）三相電壓互感器二次連接導線壓降所引起的誤差第三節(jié)*二次導線有源壓降補償的原理和應用一、二次回路連接導線壓降所引起的誤差圖4-17Yy形連接的電壓互感器和連接的負載第96頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月二、二次導線有源壓降補償的原理和應用如何減小電壓互感器二次回路壓降所引起的誤差？減小二次回路阻抗，即增大二次回路線徑，減小二次回路長度；取消一些回路的保護元件；定期對開關、熔斷器和端子的接觸部分進行打磨、維護；專門設置TV計量回路，避免其他負載接入；經常采用二次導線有源壓降補償電壓互感器二次連接導線的壓降。第三節(jié)*二次導線有源壓降補償的原理和應用第97頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月二、二次導線有源壓降補償的原理和應用

電流跟隨補償法原理是利用電子線路通過對電壓互感器二次回路電流的跟蹤采用有源的電子線路在補償器內產生一個負阻抗抵消線路阻抗，從而使得I=0第三節(jié)*二次導線有源壓降補償的原理和應用圖4-18電流跟隨補償法原理圖即使有TV二次回路電流的存在，由于回路阻抗為零，壓降也為零。此方法可靠性要求很高。第98頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)*二次導線有源壓降補償的原理和應用

直接補償電壓法

分為固定補償法和電壓跟隨補償法。

固定補償法是以補償二次回路導線的壓降。二、二次導線有源壓降補償的原理和應用利用自耦變壓器和移相器將二次回路壓降△U調至0，調整補償器電壓△U0，使之與△U大小相等，方向相反。第99頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)*二次導線有源壓降補償的原理和應用

直接補償電壓法電壓跟隨補償法，其原理是補償二次回路導線的壓降。通過一取樣電纜，將電壓互感器二次端電壓信號與電能表計端電壓信號進行比較，以產生1個與二次回路壓降大小相等，方向相反的電壓疊加于電壓互感器二次回路，使電壓互感器二次回路電壓降等效為零。采用二次導線有源壓降補償電壓互感器二次回路壓降，可降低電能計量裝置的綜合誤差，提高電能計量裝置的準確度。二、二次導線有源壓降補償的原理和應用第100頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)*電壓斷相計時儀的接線和使用只有電能表和互感器的接線正確，才能正確計量電能。加裝電壓斷相計時儀（又稱三相斷壓斷流計時儀）可以準確監(jiān)視計量回路的故障及人為竊電等情況，記錄故障時間，計量檢查人員以此為依據，合理地計算斷相修正系數，以達到正確計量電能和追補電費的目的。圖4-21電壓斷相計時儀方框圖第101頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)*電壓斷相計時儀的接線和使用

JSY-4BS型全電子失壓斷流計時儀（液晶漢顯）是深圳市華成發(fā)實業(yè)有限公司的產品。該產品用于監(jiān)視三相三線（三相四線）有功（無功）電度表的運行狀態(tài)，當TV回路（一次側或二次側）發(fā)生熔斷或完全斷相時，當TA回路發(fā)生開路時，該儀表將準確判斷失壓電壓及開路電流之相，并詳細記錄其相應的時間（或kWh）,并具有聲光報警，

該產品還具有紅外通訊功能，可連接RS485滿足客戶遠程數據快速傳輸，以便幫助電力計量部門對電網進行管理，追補人為的或非人為的漏計電能。當PT回路相序逆相時，該儀表可發(fā)出提示，對加強用電管理及提高計量水平等方面有著十分重要的意義，是最理想的電能計量監(jiān)視儀表。

第102頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)*電壓斷相計時儀的接線和使用主要功能1．失壓計時2．斷流計時3．故障電量記錄4．故障次數記錄5、相序指示6．事件記錄7．數據通訊對于有通信功能的儀表，通過儀表RS485通信輔助接線端子，可與通信終端或上位機進行數據通信，在無中繼設備的情況下通信距離大于1200米。第103頁，課件共112頁，創(chuàng)作于2023年2月一、斷相計時儀的適用范圍當計量回路出異常計量狀態(tài)時，電壓斷相計時儀能準確判別并記錄斷壓、斷流時間，同時發(fā)出報警信號和相對應的燈光指示，提示電氣值班人員，及時準確地匯報所出現(xiàn)的故障，并根據記錄時間來