供用電設(shè)備教學(xué)資料 第2章 互感器-2ppt課件

1、電流互感器電流互感器 電流互感器原理是依據(jù)電磁感應(yīng)原理的。電流互感器原理是依據(jù)電磁感應(yīng)原理的。電流互感器是由閉合的鐵心和繞組組成。電流互感器是由閉合的鐵心和繞組組成。它的一次繞組匝數(shù)很少，串在需要測量的電流的線它的一次繞組匝數(shù)很少，串在需要測量的電流的線路中，因此它經(jīng)常有線路的全部電流流過，路中，因此它經(jīng)常有線路的全部電流流過，二次繞組匝數(shù)比較多，串接在測量儀表和保護(hù)回路二次繞組匝數(shù)比較多，串接在測量儀表和保護(hù)回路中，電流互感器在工作時，它的中，電流互感器在工作時，它的2次回路始終是閉次回路始終是閉合的，合的，因此測量儀表和保護(hù)回路串聯(lián)線圈的阻抗很小，電因此測量儀表和保護(hù)回路串聯(lián)線圈的阻抗很小

2、，電流互感器的工作狀態(tài)接近短路。流互感器的工作狀態(tài)接近短路。目目 錄錄1、測量用電流互感器、測量用電流互感器2、保護(hù)用電流互感器、保護(hù)用電流互感器3、使用注意事項、使用注意事項4、互感器原理、互感器原理5、接線方式、接線方式6、選擇、選擇7、運用、運用1、測量用電流互感器、測量用電流互感器 在測量交變電流的大電流時在測量交變電流的大電流時,為便于二次儀表測量需為便于二次儀表測量需要轉(zhuǎn)換為比較統(tǒng)一的電流我國規(guī)定電流互感器的要轉(zhuǎn)換為比較統(tǒng)一的電流我國規(guī)定電流互感器的二次額定為二次額定為5A或或1A），另外線路上的電壓都比較），另外線路上的電壓都比較高如直接測量是非常危險的。高如直接測量是非常危險的

3、。電流互感器就起到變流和電氣隔離作用。電流互感器就起到變流和電氣隔離作用。它是電力系統(tǒng)中測量儀表、繼電保護(hù)等二次設(shè)備獲它是電力系統(tǒng)中測量儀表、繼電保護(hù)等二次設(shè)備獲取電氣一次回路電流信息的傳感器，電流互感器將取電氣一次回路電流信息的傳感器，電流互感器將高電流按比例轉(zhuǎn)換成低電流，電流互感器一次側(cè)接高電流按比例轉(zhuǎn)換成低電流，電流互感器一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測量儀表、繼電保護(hù)等。在一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測量儀表、繼電保護(hù)等。 1、測量用電流互感器、測量用電流互感器1、測量用電流互感器、測量用電流互感器正常工作時互感器二次側(cè)處于近似短路狀態(tài)，輸出正常工作時互感器二次側(cè)處于近似短路狀態(tài)，輸出電壓很低。電

4、壓很低。在運行中如果二次繞組開路或一次繞組流過異常電在運行中如果二次繞組開路或一次繞組流過異常電流如雷電流、諧振過電流、電容充電電流、電感流如雷電流、諧振過電流、電容充電電流、電感啟動電流等），都會在二次側(cè)產(chǎn)生數(shù)千伏甚至上萬啟動電流等），都會在二次側(cè)產(chǎn)生數(shù)千伏甚至上萬伏的過電壓。伏的過電壓。這不僅給二次系統(tǒng)絕緣造成危害，還會使互感器過這不僅給二次系統(tǒng)絕緣造成危害，還會使互感器過激而燒損，甚至危及運行人員的生命安全。激而燒損，甚至危及運行人員的生命安全。 1次側(cè)只有次側(cè)只有1到幾匝，導(dǎo)線截面積大，串入被測電路。到幾匝，導(dǎo)線截面積大，串入被測電路。2次側(cè)匝數(shù)多次側(cè)匝數(shù)多,導(dǎo)線細(xì)導(dǎo)線細(xì),與阻抗較小的

5、儀表與阻抗較小的儀表(電流表電流表/功率表功率表的電流線圈的電流線圈)構(gòu)成閉路。構(gòu)成閉路。 電流互感器的運行情況相當(dāng)于電流互感器的運行情況相當(dāng)于2次側(cè)短路的變壓器，忽次側(cè)短路的變壓器，忽略勵磁電流，安匝數(shù)相等略勵磁電流，安匝數(shù)相等I1N1=I2N2 電流互感器一次繞組電流電流互感器一次繞組電流I1與二次繞組與二次繞組I2的電流比，叫的電流比，叫實際電流比實際電流比I1/I2=N2/N1=k。 勵磁電流是誤差的主要根源。勵磁電流是誤差的主要根源。 測量用電流互感器的精度等級測量用電流互感器的精度等級0.2/0.5/1/3,1表示變比誤表示變比誤差不超過差不超過1%，另外還有，另外還有0.2S和和

6、0.5S級。級。 保護(hù)用電流互感器的精度等級保護(hù)用電流互感器的精度等級5P/10P ，10P標(biāo)示復(fù)合標(biāo)示復(fù)合誤差不超過誤差不超過10%。 1、測量用電流互感器、測量用電流互感器2、保護(hù)用電流互感器、保護(hù)用電流互感器 保護(hù)用電流互感器主要與繼電裝置配合，在線路發(fā)保護(hù)用電流互感器主要與繼電裝置配合，在線路發(fā)生短路過載等故障時，向繼電裝置提供信號切斷故生短路過載等故障時，向繼電裝置提供信號切斷故障電障電 路，以保護(hù)供電系統(tǒng)的安全。路，以保護(hù)供電系統(tǒng)的安全。保護(hù)用微型電流互感器的工作條件與測量用互感器保護(hù)用微型電流互感器的工作條件與測量用互感器完全不同，保護(hù)用互感器只是在比正常電流大幾倍完全不同，保護(hù)

7、用互感器只是在比正常電流大幾倍幾十倍的電流時才開始有效的工作。幾十倍的電流時才開始有效的工作。保護(hù)用互感器主要要求：保護(hù)用互感器主要要求：1、絕緣可靠，、絕緣可靠，2、足夠大、足夠大的準(zhǔn)確限值系數(shù)，的準(zhǔn)確限值系數(shù)，3、足夠的熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性。、足夠的熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性。 2、保護(hù)用電流互感器、保護(hù)用電流互感器保護(hù)用互感器在額定負(fù)荷下能夠滿足準(zhǔn)確級的要求保護(hù)用互感器在額定負(fù)荷下能夠滿足準(zhǔn)確級的要求最大一次電流叫額定準(zhǔn)確限值一次電流。最大一次電流叫額定準(zhǔn)確限值一次電流。準(zhǔn)確限值系數(shù)就是額定準(zhǔn)確限值一次電流與額定一準(zhǔn)確限值系數(shù)就是額定準(zhǔn)確限值一次電流與額定一次電流比。次電流比。當(dāng)一次電流足夠大時鐵

8、芯就會飽和起不到反映一次當(dāng)一次電流足夠大時鐵芯就會飽和起不到反映一次電流的作用，準(zhǔn)確限值系數(shù)就是表示這種特性。電流的作用，準(zhǔn)確限值系數(shù)就是表示這種特性。保護(hù)用互感器準(zhǔn)確等級保護(hù)用互感器準(zhǔn)確等級5P、10P，表示在額定準(zhǔn)確，表示在額定準(zhǔn)確限值一次電流時的允許誤差限值一次電流時的允許誤差5%、10% 2、保護(hù)用電流互感器、保護(hù)用電流互感器2、保護(hù)用電流互感器、保護(hù)用電流互感器線路發(fā)生故障時的沖擊電流產(chǎn)生熱和電磁力，保護(hù)線路發(fā)生故障時的沖擊電流產(chǎn)生熱和電磁力，保護(hù)用電流互感器必須承受。用電流互感器必須承受。二次繞組短路情況下，電流互感器在一秒內(nèi)能承受二次繞組短路情況下，電流互感器在一秒內(nèi)能承受而無損

9、傷的一次電流有效值，稱額定短時熱電流。而無損傷的一次電流有效值，稱額定短時熱電流。二次繞組短路情況下，電流互感器能承受而無損傷二次繞組短路情況下，電流互感器能承受而無損傷的一次電流峰值，稱額定動穩(wěn)定電流。的一次電流峰值，稱額定動穩(wěn)定電流。 保護(hù)用電流互感器分為：保護(hù)用電流互感器分為：1、過負(fù)荷保護(hù)電流互感、過負(fù)荷保護(hù)電流互感器，器，2、差動保護(hù)電流互感器，、差動保護(hù)電流互感器，3、接地保護(hù)電流互、接地保護(hù)電流互感器零序電流互感器）感器零序電流互感器） 3、使用注意事項、使用注意事項 電流互感器運行時，副邊不允許開路。原因如下：電流互感器運行時，副邊不允許開路。原因如下： 1、電流互感器一次被測

10、電流磁勢、電流互感器一次被測電流磁勢I1N1在鐵芯產(chǎn)生在鐵芯產(chǎn)生磁通磁通1； 2、電流互感器二次測量儀表電流磁勢、電流互感器二次測量儀表電流磁勢I2N2在鐵芯在鐵芯產(chǎn)生磁通產(chǎn)生磁通2； 3、電流互感器鐵芯合磁通：、電流互感器鐵芯合磁通： = 1 + 2； 4、因為、因為1、2方向相反，大小相等，互相抵消，方向相反，大小相等，互相抵消，所以所以 = 0； 5、若二次開路，即、若二次開路，即 I2 = 0 ，那么：，那么： = 1，電流，電流互感器鐵芯磁通很強(qiáng)，飽和，鐵心發(fā)熱，燒壞絕緣，互感器鐵芯磁通很強(qiáng)，飽和，鐵心發(fā)熱，燒壞絕緣，產(chǎn)生漏電；產(chǎn)生漏電； 3、使用注意事項、使用注意事項6、若二次開路

11、，即、若二次開路，即 I2 = 0 ，那么：，那么： = 1，在電流在電流互感器二次線圈互感器二次線圈N2中產(chǎn)生很高的感生電勢中產(chǎn)生很高的感生電勢e，在電流互，在電流互感器二次線圈兩端形成高壓，危及操作人員生命安全；感器二次線圈兩端形成高壓，危及操作人員生命安全； 7、電流互感器二次線圈一端接地，就是為了防止高壓、電流互感器二次線圈一端接地，就是為了防止高壓危險而采取的保護(hù)措施；危險而采取的保護(hù)措施； 因此，電流互感器副邊回路中不許接熔斷器，也不允許因此，電流互感器副邊回路中不許接熔斷器，也不允許在運行時未經(jīng)旁路就拆下電流表、繼電器等設(shè)備。在運行時未經(jīng)旁路就拆下電流表、繼電器等設(shè)備。 4、互感

12、器原理、互感器原理 在供電用電的線路中電流電壓大大小小相差懸殊從幾安到幾在供電用電的線路中電流電壓大大小小相差懸殊從幾安到幾萬安都有。為便于二次儀表測量需要轉(zhuǎn)換為比較統(tǒng)一的電流，萬安都有。為便于二次儀表測量需要轉(zhuǎn)換為比較統(tǒng)一的電流，另外線路上的電壓都比較高如直接測量是非常危險的。電流另外線路上的電壓都比較高如直接測量是非常危險的。電流互感器就起到變流和電氣隔離作用。互感器就起到變流和電氣隔離作用。 較早前，顯示儀表大部分是指針式的電流電壓表，所以電流較早前，顯示儀表大部分是指針式的電流電壓表，所以電流互感器的二次電流大多數(shù)是安培級的如互感器的二次電流大多數(shù)是安培級的如5A等）?，F(xiàn)在的等）。現(xiàn)在

13、的電量測量大多數(shù)字化，而計算機(jī)的采樣的信號一般為毫安級電量測量大多數(shù)字化，而計算機(jī)的采樣的信號一般為毫安級0-5V、4-20mA等）。微型電流互感器二次電流為毫安級，等）。微型電流互感器二次電流為毫安級，主要起大互感器與采樣之間的橋梁作用。主要起大互感器與采樣之間的橋梁作用。 微型電流互感器也有人稱之為微型電流互感器也有人稱之為“儀用電流互感器儀用電流互感器”。（。（“儀儀用電流互感器有一層含義是在實驗室使用的多電流比精密用電流互感器有一層含義是在實驗室使用的多電流比精密電流互感器，一般用于擴(kuò)大儀表量程。）電流互感器，一般用于擴(kuò)大儀表量程。） 微型電流互感器與變壓器類似也是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工微

14、型電流互感器與變壓器類似也是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作作,變壓器變換的是電壓而微型電流互感器變換的是電變壓器變換的是電壓而微型電流互感器變換的是電流罷了。如圖繞組流罷了。如圖繞組N1接被測電流，稱為一次繞組或接被測電流，稱為一次繞組或原邊繞組、初級繞組）；繞組原邊繞組、初級繞組）；繞組N2接測量儀表，稱為二接測量儀表，稱為二次繞組或副邊繞組、次級繞組）。次繞組或副邊繞組、次級繞組）。 微型電流互感器一次繞組電流微型電流互感器一次繞組電流I1與二次繞組與二次繞組I2的電流比，的電流比，叫實際電流比叫實際電流比K。微型電流互感器在額定工作電流下工。微型電流互感器在額定工作電流下工作時的電流比叫電流互感器

15、額定電流比，用作時的電流比叫電流互感器額定電流比，用Kn表示。表示。 Kn=I1n/I2n 微型電流互感器大致可分為兩類，測量用電流互感器和微型電流互感器大致可分為兩類，測量用電流互感器和保護(hù)用電流互感器。保護(hù)用電流互感器。 5、接線方式 電流互感器的接線方式按其所接負(fù)載的運行電流互感器的接線方式按其所接負(fù)載的運行要求確定。要求確定。最常用的接線方式為單相，三相星形和不完最常用的接線方式為單相，三相星形和不完全星形圖全星形圖4a、b、c）。）。 6、選擇電流互感器選擇與檢驗的原則電流互感器選擇與檢驗的原則 1)電流互感器額定電壓不小于裝設(shè)點線路額定電壓；電流互感器額定電壓不小于裝設(shè)點線路額定電

16、壓； 2)根據(jù)一次負(fù)荷計算電流根據(jù)一次負(fù)荷計算電流IC選擇電流互感器變化；選擇電流互感器變化； 3)根據(jù)二次回路的要求選擇電流互感器的準(zhǔn)確度并根據(jù)二次回路的要求選擇電流互感器的準(zhǔn)確度并校驗準(zhǔn)確度；校驗準(zhǔn)確度； 4)校驗動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。校驗動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。 選用要點選用要點1額定電流一次側(cè)應(yīng)為線路正常運行時負(fù)載額定電流一次側(cè)應(yīng)為線路正常運行時負(fù)載電流的電流的1.01.3倍。倍。 2額定電壓。應(yīng)為額定電壓。應(yīng)為0.5kV或或0.66kV。 3注意精度等級。若用于測量，應(yīng)選用精度等級注意精度等級。若用于測量，應(yīng)選用精度等級0.5或或0.2級；若負(fù)載電流變化較大，或正常運行時級；若負(fù)載電流變化

17、較大，或正常運行時負(fù)載電流低于電流互感器一次側(cè)額定電流負(fù)載電流低于電流互感器一次側(cè)額定電流30%，應(yīng)，應(yīng)選用選用0.5級。級。 4根據(jù)需要確定變比與匝數(shù)。根據(jù)需要確定變比與匝數(shù)。 5型號規(guī)格選擇。型號規(guī)格選擇。根據(jù)供電線路一次負(fù)荷電流確定變比后，再根據(jù)實根據(jù)供電線路一次負(fù)荷電流確定變比后，再根據(jù)實際安裝情況確定型號。際安裝情況確定型號。 6額定容量的選擇。額定容量的選擇。電流互感器二次額定容量要大于實際二次負(fù)載，實電流互感器二次額定容量要大于實際二次負(fù)載，實際二次負(fù)載應(yīng)為際二次負(fù)載應(yīng)為25100%二次額定容量。二次額定容量。容量決定二次側(cè)負(fù)載阻抗，負(fù)載阻抗又影響測量或容量決定二次側(cè)負(fù)載阻抗，負(fù)

18、載阻抗又影響測量或控制精度?？刂凭?。負(fù)載阻抗主要受測量儀表和繼電器線圈電阻、電抗負(fù)載阻抗主要受測量儀表和繼電器線圈電阻、電抗及接線接觸電阻、二次連接導(dǎo)線電阻的影響。及接線接觸電阻、二次連接導(dǎo)線電阻的影響。 7、運用、運用 1電流互感器的接線應(yīng)遵守串聯(lián)原則：即一次繞阻應(yīng)與被電流互感器的接線應(yīng)遵守串聯(lián)原則：即一次繞阻應(yīng)與被測電路串聯(lián)，而二次繞阻則與所有儀表負(fù)載串聯(lián)；測電路串聯(lián)，而二次繞阻則與所有儀表負(fù)載串聯(lián)； 2按被測電流大小，選擇合適的變化，否則誤差將增大。按被測電流大小，選擇合適的變化，否則誤差將增大。同時，二次側(cè)一端必須接地，以防絕緣一旦損壞時，一次側(cè)同時，二次側(cè)一端必須接地，以防絕緣一旦

19、損壞時，一次側(cè)高壓竄入二次低壓側(cè)，造成人身和設(shè)備事故；高壓竄入二次低壓側(cè)，造成人身和設(shè)備事故； 3二次側(cè)絕對不允許開路，因一旦開路，一次側(cè)電流二次側(cè)絕對不允許開路，因一旦開路，一次側(cè)電流I1全全部成為磁化電流，引起部成為磁化電流，引起m和和E2驟增，造成鐵心過度飽和磁驟增，造成鐵心過度飽和磁化，發(fā)熱嚴(yán)重乃至燒毀線圈；同時，磁路過度飽和磁化后，化，發(fā)熱嚴(yán)重乃至燒毀線圈；同時，磁路過度飽和磁化后，使誤差增大。使誤差增大。 另外，二次側(cè)開路使另外，二次側(cè)開路使E2達(dá)幾百伏，一旦觸及造成觸電事故。達(dá)幾百伏，一旦觸及造成觸電事故。因此，電流互感器二次側(cè)都備有短路開關(guān)，防止一次側(cè)開路。因此，電流互感器二次側(cè)都備有短路開關(guān)，防止一次側(cè)開路。如圖如圖l中中K0，在使用過程中，二次側(cè)一旦開路應(yīng)馬上撤掉電，在使用過程中，二次側(cè)一旦開路應(yīng)馬上撤掉電路負(fù)載，然后，再停車處理。一切處理好后方可再用。路負(fù)載，然后，再停車處理。一切處理好后方可再用。 7、運用、運用4為了滿足測量儀表、繼電保護(hù)、斷路器失靈判斷和為了滿足測量儀表、繼電保護(hù)、斷路器失靈判斷和故障錄波等裝置的