《配電設(shè)備運行與檢修》課件-6.3 互感器的運行與檢修

6.3互感器的運行與檢修認識互感器13分類：（1）按功能分：電壓互感器、電流互感器（2）按材料和工作原理分：電磁式、無線電電磁波耦合式、光電耦合式、電容耦合式、常用的形式為電磁式。

互感器是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元件，用以分別向測量儀表、繼電器的電流線圈和電壓線圈供電，正確反映電氣設(shè)備的正常運行和故障情況。01認識互感器電流互感器（縮寫CT，文字符號TA）電流互感器可用在交流電流的測量、電力拖動線路中的保護等。

電壓互感器（縮寫PT，文字符號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量等。

01認識互感器2024/7/28第6章導(dǎo)體和電氣設(shè)備的原理與選擇5將一次回路的高電壓和大電流變?yōu)槎位芈窐藴实牡碗妷?100V)和小電流(5A或1A)，從而使測量儀表和保護裝置標準化、小型化，并使其結(jié)構(gòu)輕巧、價格便宜和便于屏內(nèi)安裝；并可采用小截面電纜進行遠距離測量。互感器的作用是：將二次設(shè)備與高壓部分隔離，保護工作人員的安全；同時，互感器二次側(cè)均接地，這樣可防止當一、二次絕緣損壞時，在二次設(shè)備上發(fā)生高壓危險。01認識互感器2024/7/28第6章導(dǎo)體和電氣設(shè)備的原理與選擇6高電壓轉(zhuǎn)換低電壓

大電流轉(zhuǎn)換小電流（5Ａ或1A）

高電位低電位隔離電流互感器

電壓互感器

便于控制管理高壓互感器的作用01認識互感器互感器的基本原理28電流互感器的原理接線如圖：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。TVN1N2I2I1負載AWhTA～電流互感器的工作特點：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I1完全取決于被測回路的負荷電流，而與二次繞組電流I2大小無關(guān)。02互感器的基本原理——電流互感器2024/6/149電流互感器的原理接線如圖：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。TVN1N2I2I1負載AWhTA～電流互感器的工作特點：二次繞組匝數(shù)N2很多，是一次繞組匝數(shù)的若干倍。二次繞組中的電流I2完全取決于一次繞組電流I1。即有：02互感器的基本原理——電流互感器2024/6/1410TVN1N2I2I1負載AWhTA～電流互感器的二次回路中所串接的負載，是測量儀表和繼電器的電流線圈。它們的阻抗都很小，因此電流互感器在正常工作時，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。電流互感器在正常工作時，二次繞組絕對不允許開路02互感器的基本原理——電流互感器2024/6/1411TVN1N2I2I1負載AWhTA～電流互感器在正常工作狀態(tài)時，二次負荷電流I2所產(chǎn)生的二次磁勢F2對一次磁勢F1有去磁作用，因此合成磁勢F0及鐵芯中的合成磁通Φ數(shù)值都不大，在二次繞組內(nèi)所感應(yīng)的電勢E2數(shù)值不超過幾十伏。為了減小電流互感器的尺寸、重量和造價，其鐵芯截面是按正常工作狀態(tài)（即合成磁勢F0及鐵芯中合成磁通Φ數(shù)值都不大的狀態(tài)）設(shè)計的。I1N1-I2N2=I0N102互感器的基本原理——電流互感器2024/6/14Z2f’r1x1I1r2’x2’r0x0I2’I0E2’U2’1.誤差的來源I1=I0+I2′=I0+kiI2可見，由于電流互感器本身存在勵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。I1N1=I0N1+I2N2ψI2’U2’E2’ΦI2N2I0N1I1N1aobcαψ+αδiI1I002互感器的基本原理——電流互感器A.運行時，應(yīng)使一次實際電流接近一次額定電流。B.減小鐵芯的磁阻rm，達到減小磁勢F0的目的。增大鐵芯的橫截面S，磁路不易飽和縮短磁路長度L(如采用圓形截面鐵芯)采用磁導(dǎo)率μ高的電工鋼C.要盡量減小二次回路的負載Z2L。D.功率因數(shù)cosφ2Cosφ2降低，φ2增大，增大，fi增大，i減小02互感器的基本原理——電流互感器2024/6/1414電流互感器的準確級以電流誤差fi來定義的。即：在規(guī)定的二次負荷變化范圍內(nèi)，一次電流為額定值時的最大電流誤差。（準確級越大，誤差越大，精度越低）1.電流互感器的準確級測量用：0.2級0.5級1級3級10級保護用：P級TP級（相當于3級－10級）只有二次負載阻抗Z2f在一定范圍內(nèi)（小于某個值），才能保證電流互感器達到一定的準確級。同一臺電流互感器工作在不同準確級時，可以帶不同范圍（上限值）的二次負載阻抗。02互感器的基本原理——電流互感器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下運行時，二次繞組輸出的容量。即：2.電流互感器的額定容量額定容量和額定阻抗只差一個系數(shù)，額定容量常用二次額定阻抗來表示。同一臺電流互感器工作在不同準確級時，會有不同的額定容量，即可以帶不同范圍的額定二次阻抗。02互感器的基本原理——電流互感器2024/6/14162.電流互感器的額定容量要想保證準確級，就要保證：Z2f≤ZN2(或S2f≤SN2)型號準確級額定容量LA－100.50.4Ω10.4Ω30.6Ω儀表繼電器電纜接頭02互感器的基本原理——電流互感器17電流互感器的種類很多，型號中的字母符號代表了其類型，其表示方式如下：02互感器的基本原理——電流互感器2024/6/1418如圖為電流互感器的結(jié)構(gòu)原理圖。02互感器的基本原理——電流互感器2024/6/1419單匝式電流互感器的原理圖

一次繞組

二次繞組

鐵芯

絕緣

應(yīng)用范圍：35kV及以上的接地金屬箱型斷路器LMZ-0.5型電流互感器（母線型）02互感器的基本原理——電流互感器2024/6/1420LZZB-10型電流互感器（支柱式）一次接線端子

一次繞組和部分二次繞組

二次接線端子

鐵芯二次繞組底座電流互感器的結(jié)構(gòu)（多匝式）02互感器的基本原理——電流互感器2024/6/1421LB-220W2型電流互感器LVQB-110SF6絕緣電流互感器一次繞組出線端

瓷套二次出線盒電流互感器的結(jié)構(gòu)（110kV及以上）02互感器的基本原理——電流互感器2024/6/142202互感器的基本原理——電流互感器2024/6/142302互感器的基本原理——電流互感器2024/6/1424LVQBT-500kVSF6電流互感器

02互感器的基本原理——電流互感器02互感器的基本原理——電流互感器02互感器的基本原理——電流互感器穿墻式電流互感器

02互感器的基本原理——電流互感器支持式電流互感器

SAS型電流互感器為倒立式結(jié)構(gòu)，一次導(dǎo)管為直線型。外殼鋁鑄件，鐵芯及二次繞組由已經(jīng)過特殊試驗的樹脂澆注件支撐二次繞組引出線通過引線套管接到互感器底座接線盒內(nèi)的二次套管。

左圖中：1-防爆片2-外殼3-鐵芯外殼4-一次導(dǎo)管5-引線套管6-復(fù)合絕緣套管7-接線盒8-底座

02互感器的基本原理——電流互感器2024/6/1429不同的二次負荷對電流互感器有不同的精度要求。為了節(jié)省空間和成本，往往幾個鐵芯（各自繞著相應(yīng)的二次繞組）共享一個一次線圈，構(gòu)成一臺電流互感器。一般3-35kV電流互感器均有兩個二次繞組；110kV電流互感器有3-4個二次繞組；而220kV則有4-5個二次繞組。另外，為了適應(yīng)不同一次負荷電流的要求，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個額定電流比。02互感器的基本原理——電流互感器2024/6/1430單相式接線單相式接線僅反映三相電流平衡系統(tǒng)的運行狀態(tài)，可作為一般測量和過負荷保護等。02互感器的基本原理——電流互感器2024/6/1431不完全星形接線不完全星形接線常用于6－10kV中性點不直接接地三相三線制系統(tǒng)中，可供三相二元件功率表或電能表使用，僅取A相電流和C相電流即可。它們的公用回線中流過的電流即為B相電流，從而節(jié)省了一臺電流互感器。02互感器的基本原理——電流互感器2024/6/14兩相電流差接線兩相電流差接線可用于6－10kV的過電流保護。常用于繼電保護中。例如，用于線路或電動機的短路保護及并聯(lián)電容器的橫聯(lián)差動保護等，它能反應(yīng)各種相間短路，但靈敏度各不相同。正常工作時，通過儀表或繼電器的電流是W相電流和U相電流的相量差。02互感器的基本原理——電流互感器2024/6/14三相星形接線三相星形接線廣泛應(yīng)用于負荷不平衡的三相四線制系統(tǒng)，也可用于一般的三相三線制系統(tǒng)，可測量電路的三相電流，監(jiān)視各相負荷不對稱情況。02互感器的基本原理——電流互感器（六）結(jié)構(gòu)1.基本組成部分繞組、鐵芯、絕緣物和外殼一臺TA常安裝有相互間沒有磁聯(lián)系的獨立的鐵芯環(huán)和二次繞組，并共用一次繞組。為了適應(yīng)一次電流變化和減少產(chǎn)品規(guī)格，常將一次繞組分成幾組（單匝式、多匝式）。02互感器的基本原理——電流互感器電流互感器的使用注意事項

電流互感器必須保證一定的準確度，才能保證測量精確和保護裝置正確地動作。電流互感器的負載阻抗不得大于與準確級相對應(yīng)的額定阻抗。因為若負載阻抗過大，則電流互感器的準確度不能滿足要求。電流互感器一次側(cè)的額定電流小于或等于一次回路的負荷電流，且不宜小得太多，否則，電流互感器的準確度也不能滿足要求。02互感器的基本原理——電流互感器2024/6/14361.結(jié)構(gòu)類型和準確度的確定電流互感器準確級的確定，取決于二次負荷的性質(zhì)。O.2級用于實驗室的精密測量、重要的發(fā)電機和變壓器回路及500kV重要回路；二次負荷如果屬一般電能計量，則電流互感器采用O.5級；功率表和電流表可配用1.O級的電流互感器；一般測量則可用3.0級。如果幾個性質(zhì)不同的測量儀表需要共用一臺電流互感器時，則互感器的準確級按就高不就低的原則確定。02互感器的基本原理——電流互感器2024/6/1437按工作原理，電壓互感器可分為：電壓互感器的作用是把高電壓變?yōu)榈碗妷?。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)；價格貴，容量大，誤差?。ㄏ鄬τ诤笳撸╇娙菔诫妷夯ジ衅麟娙莘謮盒停贿m用于110kV－500kV系統(tǒng)；價格低，容量小，誤差大（相對于前者）02互感器的基本原理——電壓互感器2024/6/14383-35kV電磁式電壓互感器干式、澆注式、油浸式

JDZX3-6Q型澆注互感器JDJ-10型電壓互感器一次接線端子

高壓絕緣套管

一、二次繞組

鐵芯（殼式）

二次接線端子

02互感器的基本原理——電壓互感器JDCF-220型油浸式電壓互感器瓷套

高壓引出端

二次線圈引出端

JDCF-110型電壓互感器02互感器的基本原理——電壓互感器JDQHX-110W2型復(fù)合絕緣SF6電壓互感器JDQX-110W2型SF6電壓互感器高壓引出端

復(fù)合絕緣外套

二次線圈出線盒

02互感器的基本原理——電壓互感器2024/6/1441特高壓1000kV電容式電壓互感器02互感器的基本原理——電壓互感器2024/6/144202互感器的基本原理——電壓互感器（一）分類

1.按照結(jié)構(gòu)分類三相三柱式三相式三相五柱式單相式

2.按照安裝位置不同

母線PT:測量母線電壓

線路PT:測量線路電壓

3.按照原理分類

電磁式電壓互感器

電容式電壓互感器

02互感器的基本原理——電壓互感器1.電磁式電壓互感器的工作原理TAN1N2U2U1負載VWhTV～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。02互感器的基本原理——電壓互感器2.電磁式電壓互感器的工作狀態(tài)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，不受二次回路負荷的影響；并且在大多數(shù)情況下，二次負荷是恒定的。接在二次繞組的負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，二次繞組接近于空載狀態(tài)（即是說，運行中的電壓互感器，二次繞組決不能短路）。此時，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1.電磁式電壓互感器的誤差來源Z2f’r1x1I1r2’x2’r0x0I2’I0E2’U2’U1I0r1oψφ2Φaδu+δu-δu-fuU2’I2’I0U1bo’cjI0x1I2’(r1+r2’)jI2’(x1+x2’)+fu02互感器的基本原理——電壓互感器2024/6/14472.影響誤差的因素I0r1oψφ2Φaδu+δu-δu-fuU2’I2’I0U1bo’cjI0x1I2’(r1+r2’)jI2’(x1+x2’)d+fu影響誤差的因素有：互感器本身的構(gòu)造及材料內(nèi)阻抗r1、x1、r2、x2空載電流I0互感器的運行工況二次負載電流I2的大小二次負載的功率因數(shù)cosφ2一次側(cè)電壓U1的大小02互感器的基本原理——電壓互感器2024/6/1448電壓互感器的準確級以電壓誤差fu來定義的。在規(guī)定的一次電壓和二次負荷變化范圍內(nèi)，二次負荷功率因數(shù)為額定值時，電壓誤差的最大值。（準確級越大，誤差越大，精度越低）1.電壓互感器的準確級測量用：0.2級0.5級1級3級,保護用：3P,6P只有二次負載阻抗Z2f在一定范圍內(nèi)（大于某個值），才能保證電壓互感器達到一定的準確級。同一臺電壓互感器工作在不同準確級時，可以帶不同范圍（下限值）的二次負載阻抗。02互感器的基本原理——電壓互感器2024/6/1449電壓互感器的額定容量SN2是指對應(yīng)于最高準確級下的容量(VA)。即：電壓互感器在這種負荷容量下所引起的誤差，不會超過這一準確級規(guī)定的數(shù)值。2.電壓互感器的額定容量同一臺電壓互感器工作在不同準確級時，會有不同的額定容量，即可以帶不同范圍的額定二次阻抗。另外，按照電壓互感器在最高工作電壓下長期工作允許發(fā)熱條件，還規(guī)定有最大（極限）容量。02互感器的基本原理——電壓互感器2024/6/14502.電壓互感器的額定容量例如：JSJW-10型電壓互感器二次繞組額定容量(VA)最大容量(VA)0.5級1級3級12020040096002互感器的基本原理——電壓互感器1.電壓互感器的分類和結(jié)構(gòu)(1)單相式和三相式。35kV及以上電壓等級不制造三相式，均為單相式電壓互感器。(2)戶內(nèi)式和戶外式。35kV以下多制成戶內(nèi)式；110kV及以上電壓等級則制成戶外式；35kV電壓互感器既有戶內(nèi)式也有戶外式。02互感器的基本原理——電壓互感器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二次繞組，一個是基本二次繞組，用于測量儀表和繼電器；另一個稱為附加二次繞組或開口三角繞組，用來反映系統(tǒng)單相接地。(4)按絕緣分為干式、澆注式、油浸式和瓷絕緣。油浸式又分為普通結(jié)構(gòu)和串級結(jié)構(gòu)兩種。3－35kV電壓等級都制成普通結(jié)構(gòu)，110kV及以上電壓等級的電壓互感器才制成串級結(jié)構(gòu)。02互感器的基本原理——電壓互感器2024/6/14531.電壓互感器的分類和結(jié)構(gòu)如圖為110kV串級式電壓互感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖和接線示意圖。02互感器的基本原理——電壓互感器2024/6/14542.電壓互感器的型號含義02互感器的基本原理——電壓互感器2024/6/1455圖(a)單相電壓互感器接線僅用于小接地電流系統(tǒng)（35kV及以下），只能測得線電壓。圖(b)單相電壓互感器接線只能用于大接地電流系統(tǒng)（110kV及以上），只能測量相電壓。02互感器的基本原理——電壓互感器2024/6/1456圖(c)V-V型接線是由兩臺單相電壓互感器組成的V－V形接線（二次側(cè)b相接地），可用來測量線電壓，但不能測量相電壓，廣泛用于35kV及以下的電網(wǎng)中。02互感器的基本原理——電壓互感器2024/6/1457圖(d)所示為一臺三相五柱式電壓互感器接線。一次繞組接成星形，且中性點接地。基本二次繞組也接成星形，并中性點接地，既可測量線電壓，又可測量相電壓。附加二次繞組每相的額定電壓按100V/3設(shè)計，接成開口三角形，亦要求一點接地。正常時，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出現(xiàn)100V電壓，供給絕緣監(jiān)測繼電器，使之發(fā)出一個故障信號（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。02互感器的基本原理——電壓互感器2024/6/1458圖(e)為由三臺單相三繞組電壓互感器構(gòu)成的接線。用在小接地電流系統(tǒng)時二次繞組的額定電壓為100V/3；而用在大接地電流系統(tǒng)中二次繞組的額定電壓為100V。其目的是不管在那種系統(tǒng)中當發(fā)生一次系統(tǒng)一相完全接地時，在開口三角形繞組兩端的電壓均為100V。Y0/Y0/這種接線可用于小接地電流系統(tǒng)，也可用于大接地電流系統(tǒng)。但應(yīng)注意兩種情況下附加的二次