互感器原理與選擇

1、第六章 導(dǎo)體和電器設(shè)備的選擇,主要內(nèi)容 電器設(shè)備選擇的一般原則 高壓斷路器和隔離開關(guān)的選擇 電流和電壓互感器的原理與選擇 電抗器的選擇 導(dǎo)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?biāo)準(zhǔn)的低電壓（100V）和小電流（5A 1A），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、價格便宜和便于屏內(nèi)安裝。 （2）使二次設(shè)備與高壓部分隔離，且互感器二次側(cè)均接地，從而保證了設(shè)備和人身安全,2、電磁式電流互感器 （1）特點(diǎn) 一次繞組串聯(lián)在電路中，匝數(shù)很少。故一次繞組中的電流完全

2、取決于被測電路的負(fù)荷電流，而與二次電流大小無關(guān)。 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(yùn)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(yùn)行參數(shù)對誤差的影響,S 、lav 為鐵芯截面和磁路平均長度 鐵芯磁導(dǎo)率 N2 二次繞組匝數(shù) Z2 Z2L 二次繞組的內(nèi)阻抗和負(fù)荷阻抗,鐵芯及二次繞組的結(jié)構(gòu)； 二次負(fù)荷； 鐵芯磁導(dǎo)率,I1,一次電流I1的影響. I1在額定值IN時，磁導(dǎo)率接近最大，電流誤差 和相角差 最小,二次負(fù)載阻抗及功率因數(shù)對誤差的影響 二次負(fù)載阻抗Z2l

3、與誤差成正比。 2增大時(功率因數(shù)cos2減小)，電流誤差fi增大，相角差i減小。 CT長期運(yùn)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(yīng)校驗(yàn)，必要時應(yīng)換用大截面的連接導(dǎo)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 磁通飽和，接近矩形波。 E2與d/dt成正比，二次繞組將在磁通過零時，感應(yīng)很高的尖頂波電勢，其值可達(dá)數(shù)千甚至上萬伏，危及人身安全和儀表、繼電器的絕緣。 磁感應(yīng)強(qiáng)度驟增，會引起鐵芯和繞組過熱 在鐵芯和繞組中產(chǎn)生剩磁，使互感器特性變壞,3、電流互感器的準(zhǔn)確級和額定容量 1）CT的準(zhǔn)確級。 CT根據(jù)測量

4、時誤差的大小而劃分為不同的準(zhǔn)確級。準(zhǔn)確級是指在規(guī)定的二次負(fù)荷范圍內(nèi)，一次電流為額定值時的最大電流誤差,2）保護(hù)型準(zhǔn)確級 保護(hù)用CT按用途分為穩(wěn)態(tài)保護(hù)用（5P和10P）和暫態(tài)保護(hù)用（TPX、TPY、TPZ）。 保護(hù)級的準(zhǔn)確級以額定準(zhǔn)確限值一次電流（額定一次電流倍數(shù)，I1/IN ，也稱額定準(zhǔn)確限值系數(shù)）下的最大復(fù)合誤差 來標(biāo)稱。 對保護(hù)級CT，主要在系統(tǒng)短路時工作，因此在額定一次電流范圍內(nèi)的準(zhǔn)確度要求不如測量級高，只相當(dāng)于310級，但對可能出現(xiàn)的短路電流范圍內(nèi)，則要求CT的最大誤差不超過 10,3）額定容量 定義: 指CT在額定二次電流（5A 1A）IN2和額定二次阻抗ZN2下運(yùn)行時，二次繞組輸出

5、容量，也可用二次阻抗表示。 由于CT的誤差和二次負(fù)荷有關(guān),同一個CT在不同的二次負(fù)荷下，準(zhǔn)確級不同，額定容量也不同。 如: SN2=10VA(ZN2=0.4歐) 當(dāng)Z2l0.4時，準(zhǔn)確級降為1級，對應(yīng)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 UNS IN1 Imax （2）二次額定電流的選擇 1A，弱電系統(tǒng)或配電裝置距離控制室較遠(yuǎn)，為減小電纜截面、提高二次負(fù)荷能力和準(zhǔn)確級 5A，強(qiáng)電系統(tǒng) （3）種類和形式的選擇。 根據(jù)安裝地點(diǎn)（屋內(nèi)、屋外）和安裝方式（如穿墻式、支持式、裝入式）選擇其形式。 （4）準(zhǔn)確級和額定容量的選擇 CT的準(zhǔn)確

6、級不得低于所供測量儀表的準(zhǔn)確級。 裝于重要回路（如發(fā)電機(jī)、調(diào)速器、變壓器、廠用饋線、出線等）中的電能表和計(jì)費(fèi)的電能表一般采用0.51級表，相應(yīng)的互感器的準(zhǔn)確級不應(yīng)低于0.5級； 對測量精度要求較高的大容量發(fā)電機(jī)、變壓器、系統(tǒng)干線和500KV宜用0.2級； 供運(yùn)行監(jiān)視、估算電能的電能表和控制盤上儀表，一般皆用11.5級的，相應(yīng)的電流互感器應(yīng)為0.51級 供只需估計(jì)電參數(shù)儀表的互感器可用3級,額定容量及二次導(dǎo)線允許的最小截面 CT二次側(cè)所接負(fù)荷S2應(yīng)不大于該準(zhǔn)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(jì)中有計(jì)費(fèi)電能表時導(dǎo)線截面不小于2.5mm2,5）熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗(yàn) 對外

7、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(jié)構(gòu)上要求有較高的安全系數(shù)；正常運(yùn)行時接近于空載狀態(tài) 電容式PT：實(shí)質(zhì)是一個電容分壓器，為減少負(fù)荷電流的影響，可在回路中加入補(bǔ)償電抗，并將測量儀表經(jīng)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(wǎng)并聯(lián)的電壓變換設(shè)備，不須選擇額定電流，PT不會受到外部電網(wǎng)短路電流的侵襲，不須進(jìn)行短路動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定校驗(yàn)。PT的內(nèi)部故障，由專用的熔斷器快速切除。 a、一次回路電壓的選擇 0.8UN1UNs1.2UN1 b、二次回路電壓的選擇 PT二次側(cè)額定電壓應(yīng)滿足保護(hù)和測

8、量用標(biāo)準(zhǔn)儀表的要求,c、種類和型式選擇 在635KV屋內(nèi)配電裝置中，一般采用油浸式或澆注式 110220KV，常采用串級式電磁PT； 110-500KV ，當(dāng)容量和準(zhǔn)確級滿足要求時，可采用電容式。 d、容量和準(zhǔn)確級的選擇： 先根據(jù)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(fù)荷分布在各相上，然后計(jì)算各相負(fù)荷的大小， 按照所接儀表的準(zhǔn)確級和容量選擇互感器的準(zhǔn)確級和額定容量， 電壓互感器的準(zhǔn)確級不得低于所供測量儀表的準(zhǔn)確級； 電壓互感器對應(yīng)于要求準(zhǔn)確級的額定二次容量不應(yīng)小于電壓互感器二次最大相的負(fù)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

9、線都裝有一組電壓互感器，用于同步、測量儀表和保護(hù)裝置,線路：35KV及以上輸電線路，當(dāng)對端有電源時，為監(jiān)視線路有無電壓、進(jìn)行同步和設(shè)置重合閘，需裝有一臺單相電壓互感器,變壓器：低壓側(cè)有時為滿足同步或繼電保護(hù)的要求，設(shè)一組電壓互感器,發(fā)電機(jī)：一般裝有2-3組電壓互感器，一組供自動調(diào)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(hù)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(jī)在未并列前檢查是否接地用），當(dāng)負(fù)荷太大時，可增設(shè)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(jī)中性點(diǎn)常接有單相電壓互感器，用于100%定子接地保護(hù),在發(fā)電機(jī)、變壓器、出線、母線

10、分段、母聯(lián)斷路器、旁路斷路器等回路，均設(shè)有電流互感器,中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置；對中性點(diǎn)非直接接地的系統(tǒng)，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(hù)用電流互感器的安裝地點(diǎn)，應(yīng)盡量按消除主保護(hù)的死區(qū)來設(shè)置。 如有兩組電流互感器時，在位置允許的情況下，應(yīng)設(shè)在斷路器的兩側(cè)，使斷路器處于交叉保護(hù)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(luò)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(cè),母線保護(hù)范圍，使用8地點(diǎn)CT,主變保護(hù)范圍，使用10地點(diǎn)CT,CT布置在出線側(cè),CT布置在主變側(cè),作業(yè)-1,1.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。誤差與哪些因素有關(guān)？在運(yùn)行中，電流互感器的二次側(cè)為何不允許開路？