電流互感器和電壓互感器課件

第六節(jié)電流互感器和電壓互感器一、概述二、電流互感器三、電壓互感器第六節(jié)電流互感器和電壓互感器一、概述1第六節(jié)電流互感器和電壓互感器一、概述

電流互感器（currenttransformer，簡(jiǎn)稱CT，字符號(hào)為T(mén)A）又稱儀用變流器。電壓互感器（voltagetransformer，或potentialtransformer，簡(jiǎn)稱PT，文字符號(hào)為T(mén)V）又稱儀用變壓器。它們合稱為互感器（transformer）。從基本結(jié)構(gòu)和工作原理來(lái)說(shuō)，互感器就是一種特殊變壓器。第六節(jié)電流互感器和電壓互感器一、概述2

互感器的功能主要是：（l）用來(lái)使儀表、繼電器等二次設(shè)備與主電路絕緣這既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，又可防止儀表、繼電器等二次設(shè)備的故障影響主電路，提高一、二次電路的安全性和可靠性，并有利于人身安全。返回流互感器互感器的功能主要是：（l）用來(lái)使儀表、繼電器等二次設(shè)備與主3

（－）基本結(jié)構(gòu)原理和結(jié)線方案（二）電流互感器的類型和型號(hào)（三）電流互感器的選擇和校驗(yàn)（四）電流互感器使用注意事項(xiàng)二、電流互感器

返回電壓互感器（－）基本結(jié)構(gòu)原理和結(jié)線方案二、電流互感器

返回電壓互感器4二、電流互感器（－）基本結(jié)構(gòu)原理和結(jié)線方案

電流互感器的基本結(jié)構(gòu)原理圖如圖4－39所示。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：一次繞組匝數(shù)很少，有的型式電流互感器還沒(méi)有一次繞組，利用穿過(guò)其鐵心的一次電路作為一次繞組（相當(dāng)于匝數(shù)為1），且一次繞組導(dǎo)體相當(dāng)粗；而二次繞組匝數(shù)很多，導(dǎo)體較細(xì)。工作時(shí)，一次繞組串接在一次電路中，而二次繞組則與儀表、繼電器等的電流線圈相串聯(lián)，形成一個(gè)閉合回路。由于這些電流線圈的阻抗很小，因此電流互感器工作時(shí)二次回路接近于短路狀態(tài)。二次繞組的額定電流一般為SA。二、電流互感器（－）基本結(jié)構(gòu)原理和結(jié)線方案5電流互感器的一次電流與其二次電流之間有下列關(guān)系：（4－9）式中，N1、N2。為電流互感器一次和二次繞組匝數(shù)；Ki為電流互感器的變流比，一般表示為額定的一次和二次電流之比，即，例如100A／5A。電流互感器在三相電路中有如圖440所示的四種常見(jiàn)的結(jié)線方案。圖4－39電流互感器電流互感器的一次電流與其二次電流之間有下列關(guān)系：6電流互感器和電壓互感器ppt課件7電流互感器的結(jié)線方案a）一相式b）兩相V形c）兩相電流差d）三相星形（1）一相式結(jié)線（見(jiàn)圖）電流線圈通過(guò)的電流，反應(yīng)一次電路相應(yīng)相的電流，通常用于負(fù)荷平衡的三相電路如低壓動(dòng)力線路中，供測(cè)量電流或接過(guò)負(fù)荷保護(hù)裝置之用。電流互感器的結(jié)線方案82）兩相V形結(jié)線這種結(jié)線也稱為兩相不完全星形結(jié)線。在繼電保護(hù)裝置中，這種結(jié)線稱為兩相兩繼電器給線或兩相的相電流結(jié)線。在中性點(diǎn)不接地的三相三線制電路中，廣泛用于測(cè)量三相電流、電能及作過(guò)電流繼電保護(hù)。由圖4－41的相量圖可知，兩相V形結(jié)線的公共線上電流為，反應(yīng)的是未接電流互感器那一相的相電流。

2）兩相V形結(jié)線這種結(jié)線也稱為兩相不完全星形結(jié)線。在繼電保護(hù)9（3）兩相電流差結(jié)線（見(jiàn)圖4－40。）這種結(jié)線也稱為兩相交叉結(jié)線。由圖4－42的相量圖可知，二次側(cè)公共線上電流為，其量值為相電流的倍。這種結(jié)線適于中性點(diǎn)不接地的三相三線制電路中（如6～10kV高壓電路中）供作過(guò)電流繼電保護(hù)之用，也稱為兩相一繼電器結(jié)線。（3）兩相電流差結(jié)線（見(jiàn)圖4－40。）這種結(jié)線也稱為兩相交叉10（4）三相星形結(jié)線（見(jiàn)圖4－40d）這種結(jié)線中的三個(gè)電流線圈，正好反應(yīng)各相的電流，廣泛用在負(fù)荷一般不平衡的三相四線制系統(tǒng)如TN系統(tǒng)中，也用在負(fù)荷可能不平衡的三相三線制系統(tǒng)中，作三相電流、電能測(cè)量及過(guò)電流繼電保護(hù)之用。

（4）三相星形結(jié)線（見(jiàn)圖4－40d）這種結(jié)線中的三個(gè)電流線圈11圖4－41兩相V形結(jié)線電流互感器的一、二次側(cè)電流相量圖電流互感器的類型很多。按一

次繞組的匝數(shù)分，有單匝式（包

括母線式、芯柱式、套管式）和

多匝式（包括線圈式、線環(huán)式、

串級(jí)式）。按一次電壓分，有高壓

和低壓兩大類。按用途分，有測(cè)量

用和保護(hù)用兩大類。按準(zhǔn)確度級(jí)分，

測(cè)量用電流互感器有0．1、0．2、0．5、l、3、5等級(jí)，保護(hù)用

電流互感器有5P和10P兩級(jí)。

（二）電流互感器的類型和型號(hào)圖4－41兩相V形結(jié)線電流互感器的12高壓電流互感器多制成不同準(zhǔn)確度級(jí)的兩個(gè)鐵心和兩個(gè)二次繞組，分別接測(cè)量?jī)x表和繼電器，以滿足測(cè)量和保護(hù)的不同要求。電氣測(cè)量對(duì)電流互感器的準(zhǔn)確度要求較高，且要求在短路時(shí)儀表受的沖擊小，因此測(cè)量用電流互感器的鐵心在一次電路短路時(shí)應(yīng)易于飽和，以限制二次電流的增長(zhǎng)倍數(shù)。而繼電保護(hù)用電流互感器的鐵心則在一次電流短路時(shí)不應(yīng)飽和，使二次電流能與一次短路電流成比例地增長(zhǎng)，以適應(yīng)保護(hù)靈敏度的要求。高壓電流互感器多制成不同準(zhǔn)確度級(jí)的兩個(gè)鐵心和13

圖4－43是戶內(nèi)高壓LQJ－10型電流互感器的外形圖。它有兩個(gè)鐵心和兩個(gè)二次繞組，分別為0．5級(jí)和3級(jí)、0．5級(jí)用于測(cè)量，3級(jí)用于繼電保護(hù)。圖4－44是戶內(nèi)低壓LMZJI－05型（500～800／SA）的外形圖。它不含一次繞組，穿過(guò)其鐵心的母線就是其一次繞組（相當(dāng)于1匝）。它用于500V及以下的配電裝置中。

圖4－43是戶內(nèi)高壓LQJ－10型電流互感器的外形圖。它有14互感器以上兩種電流互感器都是環(huán)氧樹(shù)脂或不飽和樹(shù)脂澆注絕緣的，較之老式的油浸式和干式電流互感器的尺寸小，性能好，安全可靠，因此現(xiàn)在生產(chǎn)的高低壓成套配電裝置中大都采用這類新型電流互感器。電流互感器全型號(hào)的表示和含義如下：

互感器以上兩種電流互感器都是環(huán)氧樹(shù)脂15

16（三）電流互感器的選擇和校驗(yàn)

電流互感器應(yīng)按裝設(shè)地點(diǎn)的條件及額定電壓、一次電流、二次電流（一般為5A）、準(zhǔn)確度等級(jí)條件進(jìn)行選擇，并校驗(yàn)其短路動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。必須注意：電流互感器的準(zhǔn)確度級(jí)與其二次負(fù)荷容量有關(guān)?；ジ衅鞫呜?fù)荷又不得大于其準(zhǔn)確度級(jí)所限定的額定二次負(fù)荷S。N，即互感器滿足準(zhǔn)確度級(jí)要求的條件為（三）電流互感器的選擇和校驗(yàn)

電流互感器17電流互感器和電壓互感器ppt課件18電流互感器的二次負(fù)荷由二次回路的阻抗決定，而應(yīng)包括二次回路中所有串聯(lián)的儀表、繼電器電流線圈的阻抗

連接導(dǎo)線的阻抗和所有接頭的接觸電阻等。由于和中的感抗遠(yuǎn)比其電阻小，因此可認(rèn)：電流互感器的二次負(fù)荷由二次回路的阻抗決定，而19電流互感器和電壓互感器ppt課件20電流互感器和電壓互感器ppt課件21電流互感器和電壓互感器ppt課件22電流互感器的二次負(fù)荷按下式計(jì)算：

或電流互感器的二次負(fù)荷按下式計(jì)算：或23對(duì)于保護(hù)用電流互感器來(lái)說(shuō)，通常采用10P準(zhǔn)確度級(jí)，其復(fù)合誤差限值為10％。由式（4－12）可以看出，在互感器準(zhǔn)確度級(jí)一定即允許的二次負(fù)荷值一定的條件下，其二次負(fù)荷阻抗是與其二次電流或一次電流的平方成反比的。因此一次電流越大，則允許的二次阻抗越??；反之，一次電流越小，則允許的二次阻抗越大?；ジ衅鞯纳a(chǎn)廠家一般按出廠試驗(yàn)繪制電流互感器誤差為10％時(shí)的一次電流倍數(shù)（即）與最大允許的二次負(fù)荷阻抗的關(guān)系曲線（簡(jiǎn)稱10％倍數(shù)曲線），如圖4－45所示。對(duì)于保護(hù)用電流互感器來(lái)說(shuō)，通常采用10P準(zhǔn)確度級(jí)，其復(fù)合誤24電流互感器和電壓互感器ppt課件25如果已知互感器的一次電流倍數(shù)，就可以相應(yīng)的10％倍數(shù)曲線上查得對(duì)應(yīng)的允許二次負(fù)荷阻抗圖4－45某型電流互感器的10％倍數(shù)曲線。因此電流互感器滿足保護(hù)條件的10％誤差要求的條件為（4－13）如果已知互感器的一次電流倍數(shù)，就可以相應(yīng)的10％倍數(shù)26假如電流互感器不滿足式（4－10）或式（4－13）的要求，則應(yīng)改選較大變流比或具有較大的或的互感器，或者加大二次接線的截面。電流互感器二次接線的銅芯截面不得小于1.5，鋁芯截面木得小于2.5（通常采用鋼芯線）。

假如電流互感器不滿足式（4－10）或式（4－13）的27關(guān)于電流互感器短路穩(wěn)定度的校驗(yàn)，現(xiàn)在有的新產(chǎn)品如LZZB6－10等直接給出了動(dòng)穩(wěn)定電流峰值和1s熱穩(wěn)定電流有效值，因此其動(dòng)穩(wěn)定度可按式（3－51）校驗(yàn)，其熱穩(wěn)定度可按式3－62）校驗(yàn)。但電流互感器的大多數(shù)產(chǎn)品是給出動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)和熱穩(wěn)定倍數(shù)。動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)，因此其動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn)條件為

（4－14）

關(guān)于電流互感器短路穩(wěn)定度的校驗(yàn)，現(xiàn)在有的新產(chǎn)品如LZZB628熱穩(wěn)定倍數(shù)，因此其熱穩(wěn)定度校驗(yàn)條件為

或

一般電流互感器的熱穩(wěn)定試驗(yàn)時(shí)間t—IS，因此上式可改寫(xiě)為

熱穩(wěn)定倍數(shù)，因此其熱穩(wěn)定度校驗(yàn)條29（四）電流互感器使用注意事項(xiàng)

1．電流互感器在工作時(shí)其二次側(cè)不得開(kāi)路.2．電流互感器的二次側(cè)有一端必須接地

3．電流互感器在連接時(shí)，要注意其端子的極性.（四）電流互感器使用注意事項(xiàng)

1．電流互感器在工作時(shí)其二次301．電流互感器在工作時(shí)其二次側(cè)不得開(kāi)路電流互感器在正常工作時(shí)，由于其二次負(fù)荷很小，因此接近于短路狀態(tài)。根據(jù)磁動(dòng)勢(shì)平衡方程式，（電流方向參看圖4-39）可知，其一次電流I1，產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)，絕大部分被二次電流I2產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)所抵消，所以總的磁動(dòng)勢(shì)很小，勵(lì)磁電流I0（即空載電流）只有一次電流I1的百分之幾。

1．電流互感器在工作時(shí)其二次側(cè)不得開(kāi)路電流互感器在正常工31但是當(dāng)二次側(cè)開(kāi)路時(shí)，，這時(shí)迫使， 即，使I0突然增大為I1，而I1是一次電路的負(fù)荷電流，只受一次電路的負(fù)荷的影響，而與互感器二次負(fù)荷的變化無(wú)關(guān)。由于I0突然增大幾十倍，即勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)；

但是當(dāng)二次側(cè)開(kāi)路時(shí)，，這時(shí)迫使，32突然增大幾十倍，因而會(huì)產(chǎn)生如下嚴(yán)重后果：①鐵心由于磁通劇增而過(guò)熱，并產(chǎn)生剩磁，降低鐵心準(zhǔn)確度級(jí)。②由于電流互感器二次繞組匝數(shù)遠(yuǎn)比一次繞組多，所以可感應(yīng)出危險(xiǎn)的高電壓，危及人身和設(shè)備安全。因此電流互感器在工作時(shí)二次側(cè)不允許開(kāi)路。在安裝時(shí)，其二次接線要求牢靠，且不允許接入熔斷器和開(kāi)關(guān)。

突然增大幾十倍，因而會(huì)產(chǎn)生如下嚴(yán)重后果：332．電流互感器的二次側(cè)有一端必須接地互感器二次側(cè)一端接地，是為了防止其一、二次繞組間絕緣擊穿時(shí)，一次側(cè)的高電壓竄入二次側(cè)，危及人身和設(shè)備的安全。

2．電流互感器的二次側(cè)有一端必須接地343．電流互感器在連接時(shí)，要注意其端子的極性

按照規(guī)定，我國(guó)互感器和變壓器的繞組端子，均采用“減極性”標(biāo)號(hào)法。

所謂“減極性”標(biāo)號(hào)法，就是互感器按圖4－46所示接線時(shí)，一次繞組接上電壓，二次繞組感應(yīng)出電壓。

3．電流互感器在連接時(shí)，要注意其端子的極性

按照規(guī)定，我國(guó)互35電流互感器和電壓互感器ppt課件36這時(shí)將一對(duì)同名端短接，則在另一對(duì)同名端測(cè)出的電壓用“減極性”法所確定的“同名端”，實(shí)際上就是“同極性端”，即在同一瞬間，兩個(gè)同名端同為高電位或同為低電位。這時(shí)將一對(duì)同名端短接，則在另一對(duì)同名端測(cè)出的電壓37按規(guī)定，電流互感器的一次繞組端子標(biāo)以L1、L2，二次繞組端子標(biāo)以K1、K2，L1與K1為同名端，L2與K2為同名端。如果一次電流I；從L1流向L2，則二次電流應(yīng)從K2流向K1，如圖4－39所示。按規(guī)定，電流互感器的一次繞組端子標(biāo)以L1、L2，二次繞組端子38在安裝和使用電流互感器時(shí)，一定要注意端子的極性，否則其二次儀表、繼電器中流過(guò)的電流就不是預(yù)想的甚至可能引起事故。例如圖4－40b中C相電流互感器的K1、K2如果接反，則公共線中的電流就不是相電流，而是相電流的倍，可能使電流表燒壞。

在安裝和使用電流互感器時(shí)，一定要注意端子的極性，否則其二次儀39三、電壓互感器（－）基本結(jié)構(gòu)原理和結(jié)線方案（二）電壓互感器的類型和型號(hào)（三）電壓互感器的選擇（四）電壓互感器的使用注意事項(xiàng)返回三、電壓互感器（－）基本結(jié)構(gòu)原理和結(jié)線方案返回40三、電壓互感器

（－）基本結(jié)構(gòu)原理和結(jié)線方案

電壓互感器的基本結(jié)構(gòu)原理圖如圖4－47所示。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：一次繞組匝數(shù)很多，而二次繞組匝數(shù)很少，相當(dāng)于降壓變壓器。工作時(shí)，一次繞組并聯(lián)在一次電路中，而二次繞組并聯(lián)儀表、繼電器的電壓線圈。由于這些電壓線圈的阻抗很大，所以電壓互感器工作時(shí)二次繞組接近于空載狀態(tài)。二次繞組的額定電壓一般為100V。

三、電壓互感器（－）基本結(jié)構(gòu)原理和結(jié)線方案41電流互感器和電壓互感器ppt課件42電壓互感器的一次電壓；與其二次電壓。之間有下列關(guān)系：式中，、為電壓互感器一次和二次繞組匝數(shù)；為電壓互感器的變壓比，一般表示為其額定一、

二次電壓比，即例如10000V／100V。

電壓互感器的一次電壓；與其二次電壓。之間有下列關(guān)系：43電流互感器和電壓互感器ppt課件44電壓互感器在三相電路中有如圖4-48所示的四種常見(jiàn)的結(jié)線方案

（1）一個(gè)單相電壓互感器的結(jié)線（見(jiàn)圖4－48a）供儀表、繼電器接于一個(gè)線電壓。（2）兩個(gè)單相電壓互感器接成V／V形（見(jiàn)圖4－48b）供儀表、繼電器接于三相三線制電路的各個(gè)線電壓，它廣泛應(yīng)用在工廠變配電所的6～10kV高壓配電裝置中。電壓互感器在三相電路中有如圖4-48所示的四種常見(jiàn)的結(jié)線方案45（3）三個(gè)單相電壓互感器接成Y0／Y0形（見(jiàn)圖4－48C）供電給要求線電壓的儀表、繼電器，并供電給接相電壓的絕緣監(jiān)視電壓表。由于小接地電流系統(tǒng)在一次側(cè)發(fā)生單相接地時(shí)，另兩相電壓要升高到線電壓，所以絕緣監(jiān)視電壓表不能接入按相電壓選擇的電壓表，而要接線電壓選擇，否則在發(fā)生單相接地時(shí)，電壓表可能被燒毀。（3）三個(gè)單相電壓互感器接成Y0／Y0形（見(jiàn)圖4－48C）46（4）三個(gè)單相三繞組電壓互感器或一個(gè)三相五芯柱三繞組電壓互感器接成Y0／Y0／△（開(kāi)口三角）形（見(jiàn)圖4－48d）其接成Y0的二次繞組，供電給需線電壓的儀表、繼電器及絕緣監(jiān)視用電壓表，與圖4－48c的二次結(jié)線相同。接成△（開(kāi)口三角）形的輔助二次繞組，接電壓繼電器。一次電壓正常工作時(shí)，由于三個(gè)相電壓對(duì)稱，因此開(kāi)口三角形兩端的電壓接近于零。當(dāng)某一相接地時(shí)，開(kāi)口三角形兩端將出現(xiàn)近100V的零序電壓，使電壓繼電器動(dòng)作，發(fā)出信號(hào)。

（4）三個(gè)單相三繞組電壓互感器或一個(gè)三相五芯柱三繞組電壓互感47（二）電壓互感器的類型和型號(hào)電壓互感器按相數(shù)分，有單相和三相兩類。按絕緣及其冷卻方式分，有干式（含環(huán)氧樹(shù)脂澆注式）和油浸式兩類。圖4－49是應(yīng)用廣泛的單相三繞組、環(huán)氧樹(shù)脂澆注絕緣的戶內(nèi)JDZJ－10型電壓互感器外形圖。三個(gè)JDZJ－10型電壓互感器接成圖4－48d所示Y0／Y0／△的結(jié)線形式，供小接地電流系統(tǒng)中作電壓、電能測(cè)量及絕緣監(jiān)察之用

（二）電壓互感器的類型和型號(hào)電壓互感器按相數(shù)分，有單相和三相48電流互感器和電壓互感器ppt課件49電壓互感器全型號(hào)的表示和含義如下：

電壓互感器全型號(hào)的表示和含義如下：50（三）電壓互感器的選擇

電壓互感器應(yīng)按裝設(shè)地點(diǎn)的條件及一次電壓、二次電壓（一般為100V）、準(zhǔn)確度級(jí)等條件進(jìn)行選擇。電壓互感器的一、二次側(cè)均有熔斷器保護(hù)，因此不需校驗(yàn)短路穩(wěn)定度。電壓互感器的準(zhǔn)確度也與其二次負(fù)荷容量有關(guān)，滿足的條件與式（4－10）相同，即，這里的又為二次側(cè)所有儀表、繼電器電壓線圈所消耗的總視在功率，即（4－18）（三）電壓互感器的選擇

電壓互感器應(yīng)按裝設(shè)地點(diǎn)的條件及一次電51（四）電壓互感器的使用注意事項(xiàng)

1．電壓互感器在工作時(shí)其二次側(cè)不得短路。2．電壓互感器的二次側(cè)有一端必須接地。3．電壓互感器在連接時(shí)，也要注意其端子的極性。（四）電壓互感器的使用注意事項(xiàng)1．電壓互感器在工作時(shí)其二次521．電壓互感器在工作時(shí)其二次側(cè)不得短路

由于電壓互感器一、二次側(cè)都是在并聯(lián)狀態(tài)下工作的，如發(fā)生短路，將產(chǎn)生很大的短路電流，有可能燒毀互感器，甚至影響一次電路的安全運(yùn)行。因此電壓互感器的一、二次側(cè)都必須裝設(shè)熔斷器以進(jìn)行短路保護(hù)。1．電壓互感器在工作時(shí)其二次側(cè)不得短路由于電壓互感器一、二532．電壓互感器的二次側(cè)有一端必須接地這與電流互感器二次側(cè)接地的目的相同，也是為了防止一、二次繞組的絕緣擊穿時(shí)，一次側(cè)的高電壓竄入二次側(cè)，危及人身和設(shè)備的安全

2．電壓互感器的二次側(cè)有一端必須接地這與電流互感器二543．電壓互感器在連接時(shí)，也要注意其端子的極性

我國(guó)規(guī)定，單相電壓互感器的一次繞組端子標(biāo)以A、X，二次繞組端子標(biāo)以a、x，端子A與a、X與x各為對(duì)應(yīng)的“同名端”或“同極性端”。三相電壓互感器，按照相序，一次繞組端子分別標(biāo)以A、X，B、Y，C、Z，二次繞組端子分別標(biāo)以a、x，b、y，c、z，端子A與a、B與b、C與c、X與x、Y與y、Z與z各為對(duì)應(yīng)的“同名端”或“同極性端”

3．電壓互感器在連接時(shí)，也要注意其端子的極性

我國(guó)規(guī)定，單相55

第七節(jié)工廠變配電所的主電路圖

一、概述電路圖（circuitdiagram），過(guò)去也稱為接線圖（connectiondiagram）。但按GB6988．l－86《電氣制圖·術(shù)語(yǔ)》規(guī)定：電路圖是“用圖形符號(hào)并按工作順序排列，詳細(xì)表示電路、設(shè)備或成套裝置的全部基本組成和連接關(guān)系，而不考慮其實(shí)際位置的一種簡(jiǎn)圖”，而接線圖是“表示成套裝置、設(shè)備或裝置的連接關(guān)系，用以進(jìn)行接線和檢查的一種簡(jiǎn)圖”。因此，電路圖不宜稱為接線圖。但在不致引起混淆的情況下，電路圖可稱為結(jié)線圖。

第七節(jié)工廠變配電所的主電路圖一、概述56主電路圖（maincircuitdiagram）是表示系統(tǒng)中的電能輸送和分配路線的電路圖，亦可稱為主結(jié)線圖，或稱一次電路圖、一