互感器及二次回路課件

1、第1章 互感器及其二次回路互感器電壓互感器電流互感器是一次回路和二次回路的聯(lián)絡(luò)設(shè)備。一次回路的高電壓、大電流二次回路的低電壓 、 小電流 作用接入方式變換作用電氣隔離作用高電壓、大電流變換為標(biāo)準(zhǔn)的低電壓、小電流。如100V，5A，1A將二次設(shè)備與一次設(shè)備相隔離，保證了設(shè)備和人身安全 電壓互感器 一次繞組以并聯(lián)形式接入一次回路；二次負(fù)荷以并聯(lián)形式接在電壓互感器的二次繞組回路，阻抗很大。 電流互感器 一次繞組以串聯(lián)形式接入一次回路；二次負(fù)荷以串聯(lián)形式接在電流互感器的二次繞組回路，阻抗很小。 本章內(nèi)容電壓互感器二次回路電壓互感器的結(jié)構(gòu)電壓互感器二次回路的要求電壓互感器的接線方式二次側(cè)接地方式二次回路

2、的短路保護(hù)反饋電壓的防范電壓小母線設(shè)置二次回路的斷線信號(hào)裝置交流電網(wǎng)的絕緣監(jiān)察二次回路的切換電流互感器二次回路電流互感器二次回路的要求電流互感器的接線方式二次側(cè)接地保護(hù)二次回路開路的防范電流互感器的二次負(fù)載電壓互感器的原理及結(jié)構(gòu)1-1 電壓互感器二次回路電壓互感器原理u1, n1u2, n2u2 = x u1n2n1主絕緣二次繞組鐵芯一次繞組套管高壓引出線1.單相式電壓互感器的結(jié)構(gòu)2.三相式電壓互感器的結(jié)構(gòu)三相五柱式電壓互感器固體絕緣電壓互感器 固體絕緣電壓互感器以目前常用的環(huán)氧澆注絕緣電壓互感器最具有代表性，固體絕緣互感器由于絕緣結(jié)構(gòu)和材料的限制，一般只用于35kV及以下的電壓等級(jí)。環(huán)氧澆注

3、絕緣電壓互感器的結(jié)構(gòu)一次接線端子環(huán)氧澆注絕緣硅橡膠傘裙一次繞組屏蔽二次繞組一次繞組鐵芯底座安裝板環(huán)氧澆注固體絕緣電壓互感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 高壓繞組低壓繞組 鐵芯+外殼 C高-低 R高-低C低-地 R低-地C高-地R高-地環(huán)氧澆注固體絕緣電壓互感器電氣絕緣原理圖3.由電容分壓器與單相式電壓互感器構(gòu)成的電容式電壓互感器三個(gè)單相三繞組電容式互感器構(gòu)成的接線電壓互感器的特點(diǎn)1.二次繞組的額定電壓 當(dāng)一次繞組電壓等于額定值時(shí)主二次繞組（Y形接線者）：額定線電壓為100V， 額定相電壓為 V。輔助二次繞組（ 形接線者）額定相電壓： 用于35kV及以下中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)，額定相電壓為100/3V 用于1

4、10kV及以上中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)為100V 2. 正常運(yùn)行時(shí)近似空載狀態(tài)3.二次側(cè)不允許短路 4.電壓互感器的變比(一、二次側(cè)額定相電壓之比，近似等于一二次繞組匝比) 若電壓互感器一次繞組為1匝，額定相電壓為UIN；二次繞組為2匝，傾定相電壓為U2N，則變比nTv為因此電壓互感器的變比1-1 電壓互感器二次回路1-1-1 電壓互感器二次回路的基本要求（5）對(duì)于雙母線上的電壓互感器，應(yīng)有可靠的二次切換回路。（1）電壓互感器的接線方式應(yīng)滿足測(cè)量?jī)x表、遠(yuǎn)動(dòng)裝置、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的具體要求。（2）應(yīng)有一個(gè)可靠的安全接地點(diǎn)。（3）應(yīng)設(shè)置短路保護(hù)。（4）應(yīng)有防止從二次回路向一次回路反饋電壓的措施。1-1

5、 電壓互感器二次回路1-1-2 電壓互感器的接線方式（1）單相電壓互感器接線方式一次側(cè)不能接地，二次側(cè)一端接地（2）兩個(gè)單相電壓互感器構(gòu)成的V-V接線方式一次繞組不接地，二次繞組V相接地測(cè)線電壓測(cè)線電壓（3）三個(gè)單相電壓互感器構(gòu)成的星形接線方式1-1-2 電壓互感器的接線方式一、二次繞組中性點(diǎn)及開口三角形繞組一端接地中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)測(cè)線電壓或相電壓中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)：測(cè)線電壓和供絕緣檢查的零序電壓1-1-2 電壓互感器的接線方式（4）三相三柱式電壓互感器構(gòu)成的星形接線方式一次繞組中性點(diǎn)不允許接地可測(cè)線電壓和相對(duì)中性點(diǎn)的電壓，但不能測(cè)供絕緣監(jiān)察的相對(duì)地電壓1-1-2 電壓互感器的接線方式（5）三

6、相五柱式電壓互感器構(gòu)成的星形接線方式一、二次繞組中性點(diǎn)及開口三角形繞組一端接地。測(cè)線電壓、相電壓及絕緣監(jiān)察的相對(duì)地電壓。三個(gè)單相三繞組電容式互感器構(gòu)成的接線電壓互感器的極性1-1-3 電壓互感器的二次側(cè)接地方式設(shè)置接地的目的：防止一次繞組與二次繞組間的絕緣損壞后，一次側(cè)高電壓串入二次側(cè)，危及人身和設(shè)備安全，須設(shè)置安全接地點(diǎn)。 接地方式的種類V相接地中性點(diǎn)接地1-1-3 電壓互感器的二次側(cè)接地方式V相接地V相接地點(diǎn)位置相當(dāng)于后備 安全接地35kV及以下的電壓互感器多采用V相接地方式 適用范圍1-1-3 電壓互感器的二次側(cè)接地方式中性點(diǎn)相接地中性點(diǎn)接地位置110kV及以上電壓級(jí)的電壓互感器多采用中

7、性點(diǎn)接地方式 適用范圍1-1-4 電壓互感器二次回路的短路保護(hù)設(shè)置短路保護(hù)的原因：電壓互感器正常運(yùn)行時(shí)，由于二次負(fù)荷阻抗很大，相當(dāng)于空載運(yùn)行。當(dāng)其二次回路發(fā)生短路故障時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很大的短路電流，將損壞二次繞組，危及二次設(shè)備及人身安全，所以電壓互感器不允許短路，且必須在二次側(cè)裝設(shè)短路保護(hù)設(shè)備。 保護(hù)設(shè)備熔斷器自動(dòng)開關(guān)用于當(dāng)電壓回路故障不會(huì)引起繼電保護(hù)（如距離保護(hù)）和自動(dòng)裝置誤動(dòng)的情況。一般用于35kV及以下電網(wǎng)用于當(dāng)電壓回路故障可能會(huì)造成繼電保護(hù)（如距離保護(hù)）和自動(dòng)裝置不正確動(dòng)作的情況，以便在切除故障同時(shí)，閉鎖有關(guān)的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置。一般用于110kV及以上電網(wǎng)1-1-4 電壓互感器二次回路的短

8、路保護(hù)主回路(二次側(cè)進(jìn)入電壓小母線之前的回路)短路保護(hù)設(shè)備配置短路保護(hù)設(shè)備 配置注：電壓互感器中性線和35kv以下的輔助二次繞組回路中，均不裝設(shè)保護(hù)設(shè)備。熔斷器選擇原則有兩點(diǎn)，參見P9。 1.裝設(shè)熔斷器（635kv的PT）2.裝設(shè)自動(dòng)開關(guān)（110kv及以上的PT）？1-1-4 電壓互感器二次回路的短路保護(hù)分支電壓回路(?)保護(hù)設(shè)備配置 分支電壓回路的短路保護(hù)需要根據(jù)回路性質(zhì)進(jìn)行配置; 引到繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的分支回路不裝設(shè)保護(hù)設(shè)備； 測(cè)量分支回路則可裝設(shè)保護(hù)設(shè)備。1-1-5 反饋電壓及防范反饋電壓在電壓互感器停用或檢修時(shí)，二次側(cè)向一次側(cè)反送電，在一次側(cè)引起的高電壓。 防范措施在電壓互感器停用或

9、檢修時(shí)，斷開電壓互感器一次側(cè)的隔離開關(guān)QS，同時(shí)斷開電壓互感器二次回路 具體實(shí)現(xiàn)見下圖1-1-5 反饋電壓及防范具體防范措施 拉開隔離開關(guān)，斷開一次回路，也斷開了二次回路1-1-6 電壓小母線設(shè)置設(shè)置電壓小母線的原因：母線上的電壓互感器是同一母線上的所有電氣元件的公用設(shè)備。為了減少聯(lián)系電纜，設(shè)置了電壓小母線。電壓互感器二次引出端最終引到電壓小母線上 。而這組母線上的各電氣元件所需的二次電壓均從小母線上取得。 1-1-6 電壓小母線設(shè)置示例1： 電壓小母線小母線編號(hào)參見教材P191 電壓小母線1-1-6 電壓小母線設(shè)置示例2：1-1-7 電壓互感器二次回路的斷線信號(hào)裝置原因：為防止110kV及以

10、上電網(wǎng)在電壓互感器二次回路斷線時(shí)，引起距離保護(hù)誤動(dòng)，需設(shè)置電壓回路斷線信號(hào)裝置。 斷線信號(hào)裝置電路圖正常運(yùn)行時(shí)：N與N等電位，輔助二次繞組回路電壓也為零，W1、W2均無電流，電器K不動(dòng)作。 一相或兩相斷線時(shí)：N與N間出現(xiàn)零序電壓，輔助二次繞組回路電壓仍為零， 僅W1有電流， K動(dòng)作。 三相斷線時(shí)由于有C的存在，N與N間出現(xiàn)零序電壓，輔助二次繞組回路電壓仍為零，僅W1有電流， K動(dòng)作。 一次系統(tǒng)接地故障時(shí)N與N間出現(xiàn)零序電壓，輔助二次繞組回路也出現(xiàn)零序電壓， W1、W2均有電流流過， K不動(dòng)作。 注意斷線信號(hào)繼電器K的兩個(gè)線圈，僅當(dāng)一個(gè)線圈有電流流過時(shí)才動(dòng)作1-1-8 交流電網(wǎng)的絕緣監(jiān)察（監(jiān)視、

11、觀察一次側(cè)的對(duì)地絕緣）問題中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，允許持續(xù)運(yùn)行兩小時(shí)。為使運(yùn)行人員及時(shí)查找和排除故障點(diǎn)，防止事故擴(kuò)大，電壓互感器二次回路需設(shè)置絕緣監(jiān)察裝置 分析正常運(yùn)行時(shí)單相接地時(shí)KV不動(dòng)作KV動(dòng)作發(fā)信號(hào)電壓繼電器信號(hào)繼電器光字牌1-1-8 交流電網(wǎng)的絕緣監(jiān)察對(duì)于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)無需裝設(shè)絕緣監(jiān)察裝置（？）一般通過切換開關(guān)和電壓表即可選測(cè)三個(gè)線電壓（值班員巡視時(shí)）。選測(cè)過程分析SA置“UV”測(cè)得UUVSA置“VW”測(cè)得UVWSA置“WU”測(cè)得UWU1-1-9 電壓互感器二次電路的切換雙母線二次電壓的切換原則隨同一次回路進(jìn)行切換方式一：利用隔離開關(guān)輔助觸點(diǎn)和中間繼電器實(shí)現(xiàn)1-1-9

12、電壓互感器二次電路的切換雙母線二次電壓的切換方式二：利用隔離開關(guān)輔助觸點(diǎn)直接實(shí)現(xiàn)1-1-9 電壓互感器二次電路的切換互為備用的電壓互感器二次電壓切換原則電壓互感器互為備用的二次電壓切換回路在操作時(shí)必須使母聯(lián)斷路器或分段斷路器處于合閘狀態(tài)方式手動(dòng)切換自動(dòng)切換利用控制開關(guān)和中間繼電器實(shí)現(xiàn)利用母聯(lián)或分段斷路器、隔離開關(guān)的輔助觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)1-2 電流互感器二次回路電流互感器二次回路的基本要求（1）電流互感器的接線方式，應(yīng)能滿足測(cè)量?jī)x表、遠(yuǎn)動(dòng)裝置、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置檢測(cè)回路的具體要求。（2）電流互感器二次回路應(yīng)有一個(gè)可靠的接地點(diǎn)，但不允許有多個(gè)接地點(diǎn)，否則會(huì)使繼電保護(hù)拒動(dòng)或儀表測(cè)量不準(zhǔn)確。（3）應(yīng)有防止二次

13、回路開路的措施。（4）為保證電流互感器能在要求的準(zhǔn)確級(jí)下運(yùn)行，其二次負(fù)載不應(yīng)大于運(yùn)行負(fù)載。（5）應(yīng)保證電流互感器極性的正確連接。了解電流互感器LQJS-10Q復(fù)變比，計(jì)量二次繞組帶有抽頭，可以得到三個(gè)不同變比，特別適用于電流大小多變化的線路中，以使測(cè)量更為確。LQJ-10Q，LQJS-10Q環(huán)氧樹脂澆注支柱式電流互感器LM0.5小母線式電流互感器LFZ2-10Q環(huán)氧樹脂澆注半封閉復(fù)匝貫穿式電流互感器一次為P1 P2, 二次分兩組，甲組為1S1、1S2，供測(cè)使用，乙組為2S1、2S2供保護(hù)使用。防爆片外殼鐵芯外殼一次引線二次引線套管復(fù)合絕緣套管二次接線盒底座支持式電流互感器電流互感器的結(jié)構(gòu)、原理

14、電流互感器工作原理圖形符號(hào)和文字符號(hào)1-2-1 電流互感器的結(jié)構(gòu)（1）電流互感器是一種小型的變流器，其一次繞組串接于電力系統(tǒng)的一次回路中，二次繞組與儀表或繼電保護(hù)或自動(dòng)裝置的電流線圈相串聯(lián)（即負(fù)載為多個(gè)元件時(shí)，負(fù)載串聯(lián)后接入二次繞組）。1.電流互感器的結(jié)構(gòu)： 1.單匝單鐵芯電流互感器 2.多匝單鐵芯電流互感器 3.多匝雙鐵芯電流互感器 4.零序電流互感器2.極性1-2-1 電流互感器的結(jié)構(gòu)（2）1-2-2 電流互感器接線方式（1）（1）一個(gè)電流互感器的單相式接線測(cè)量三相對(duì)稱負(fù)載的一相電流、變壓器中性點(diǎn)和電纜線路的零序電流。 （2）兩個(gè)電流互感器的不完全星形接線(兩相V型接線)這種接線很少應(yīng)用于

15、測(cè)量回路，主要應(yīng)用在中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)的保護(hù)回路。 （3）三個(gè)電流互感器的完全星形接線這種接線可以測(cè)量三相電流、有功功率、無功功率、電能等 1-2-2 電流互感器接線方式（2）（4）三個(gè)電流互感器的三角形接線這種接線很少應(yīng)用于測(cè)量回路，主要應(yīng)用于保護(hù)回路。 （5）兩個(gè)電流互感器的差式接線這種接線很少應(yīng)用于測(cè)量回路，主要應(yīng)用在中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)的保護(hù)回路。 （6）兩個(gè)電流互感器的和式接線這種接線主要用于一臺(tái)半斷路器接線、角形接線、橋形接線的測(cè)量和保護(hù)回路。 電流互感器的接線方式根據(jù)測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置的要求而定，常見接線方式如下：電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)及10誤差曲線 電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)是

16、指在規(guī)定的二次負(fù)載范圍內(nèi)，一次電流為額定值時(shí)，電流的最大誤差，用百分?jǐn)?shù)“”表示。準(zhǔn)確級(jí)分為：一般測(cè)量級(jí)穩(wěn)態(tài)保護(hù)級(jí)暫態(tài)保護(hù)級(jí)有0.2，0.5，1，3等級(jí)別有l(wèi)0（5）P、10（5）P10、10（5）P20等級(jí)別，為國(guó)際電工委員會(huì)IEC規(guī)定，l0p中的“P”表示保護(hù)，10P10、1OP20后邊的10和20表示一次電流與額定電流的倍數(shù)。有TPX,TPY,TPZ等級(jí)別10誤差曲線10誤差曲線是在保證電流互感器電流誤差不超過10條件下，一次穩(wěn)態(tài)電流倍數(shù)m 與電流互感器二次允許負(fù)載阻抗Z2en的關(guān)系曲線，如圖119所示。1-2-3 電流互感器二次回路的接地保護(hù)原因電流互感器一、二次繞組間絕緣如果損壞，高電

17、壓將侵入二次回路，危及人身安全和設(shè)備安全。 解決方法二次側(cè)設(shè)置可靠的接地點(diǎn)；在配電裝置處經(jīng)端子接地；如果有幾組電流互感器與保護(hù)裝置相連時(shí)，一般在保護(hù)屏上經(jīng)端子接地 1-2-4 電流互感器二次回路開路的防范問題二次回路一旦開路，將會(huì)在二次繞組兩端出現(xiàn)數(shù)百伏至數(shù)千伏的高電壓，危及人身和設(shè)備安全。 分析解決方法電流互感器正常運(yùn)行時(shí)，二次負(fù)載阻抗很小，近于短路運(yùn)行狀態(tài)，且有 一旦二次回路開路,二次電流等于零,其去磁作用消失,勵(lì)磁電流驟增為一次電流,即(1) 運(yùn)行中電流互感器不允許開路(2) 開路保護(hù)器(3) 開路的防范措施 1-2-4 電流互感器二次回路開路的防范(1) 電流互感器二次回路不允許裝設(shè)熔

18、斷器等短路保護(hù)設(shè)備。(2) 電流互感器二次回路一般不進(jìn)行切換。當(dāng)必須切換時(shí)，應(yīng)有可靠的防止開路措施。(3) 繼電保護(hù)與測(cè)量?jī)x表一般不合用電流互感器。當(dāng)必須合用時(shí)，測(cè)量?jī)x表要經(jīng)過中間變流器接入。(4) 對(duì)已安裝好而不使用的電流互感器必須將其二次繞組的端子短接并接地。(5) 電流互感器二次回路的端子應(yīng)采用試驗(yàn)端子。(6) 應(yīng)保證電流互感器二次回路的連接導(dǎo)線有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。1-2-5 電流互感器二次負(fù)載 為保證電流互感器能在要求的準(zhǔn)確級(jí)下運(yùn)行,實(shí)際二次負(fù)載不得超過其允許值,否則其準(zhǔn)確級(jí)下降,不能滿足精度要求。若不能滿足要求，則采用下列措施：（1）增加連接導(dǎo)線的截面積。（2）將同一電流互感器的兩個(gè)二次繞組串聯(lián)起來使用。（3