第二、三、四節(jié)互感器

電流互感器的作用1）將電氣一次回路的大電流變?yōu)槎位芈窐?biāo)準(zhǔn)的小電流（5A或1A），供電給測量儀表和保護裝置繼電器的電流線圈，使測量儀表和繼電器標(biāo)準(zhǔn)化、小型化、結(jié)構(gòu)輕巧、價格便宜和便于屋內(nèi)安裝。2）使電氣二次設(shè)備與一次高壓部分隔離，并且互感器的二次側(cè)均有一端可靠接地，從而保證二次設(shè)備和人身安全。（文字、圖形符號）第二節(jié)電流互感器2/2/20232/2/20232/2/20232/2/2023電流互感器ＴＡ特點：1）ＴＡ的一次繞組串聯(lián)于電氣一次電路中，且匝數(shù)很小，流過一次繞組的電流僅由被測電路的負(fù)荷電流決定，與二次繞組中的電流大小無關(guān)。2）ＴＡ的二次繞組匝數(shù)較多，二次負(fù)載的電流線圈相互串聯(lián)后接于二次繞組的兩端。3）由于二次負(fù)載電流線圈的阻抗都非常小，所以正常情況下，ＴＡ二次側(cè)接近于短路狀態(tài)運行，不允許開路。2/2/2023二、電流互感器的誤差2/2/20232/2/20232/2/20232/2/2023（1）電流互感器結(jié)構(gòu)參數(shù)對誤差的影響I0（Z0）、Z2鐵芯的平均長度、鐵芯的截面；二次繞組的內(nèi)阻抗、二次繞組匝數(shù)的平方2/2/2023（2）電流互感器運行參數(shù)對誤差的影響

1）I1

2）Z2f、

2/2/2023（3）電流互感器二次繞組開路2/2/20232/2/2023由于二次繞組開路會造成鐵心飽和，造成：1）在二次繞組中感生高達(dá)幾千伏的尖峰電勢，危及設(shè)備和運行人員的安全；2）由于磁感應(yīng)強度劇增，引起鐵芯和繞組過熱；3）會在鐵心中產(chǎn)生剩磁，使互感器特性變壞。因此:電流互感器二次繞組開路2/2/2023誤差特性（4）電流互感器的誤差特性與誤差的改善1.）2/2/2023誤差的改善2.）3.）減小二次負(fù)載電阻。2/2/2023三．電流互感器的準(zhǔn)確級和額定容量電流互感器的準(zhǔn)確級次電流互感器的準(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百分?jǐn)?shù)。根據(jù)用途的不同，可分為測量級和保護級。2/2/2023（2）保護級

舊型號：B、C、D等，在短路情況下，保護級的電流誤差|fi|不應(yīng)大于10%，這要通過電流互感器的10%誤差曲線來保證。2/2/2023新型號：靜態(tài)保護級（5P、10P）暫態(tài)保護級（TPX、TPY、TPZ）用于高壓、超高壓系統(tǒng)快速繼電保護2/2/20232．電流互感器的額定容量

電流互感器的額定容量是指在額定二次電流和額定二次負(fù)荷阻抗下運行時，二次繞組所輸出的容量。因電流互感器的誤差與二次負(fù)荷有關(guān)，所以同一臺電流互感器在不同的準(zhǔn)確級次時，具有不同的額定容量。對同一臺電流互感器來說，由于誤差隨二次負(fù)荷阻抗變化，電流互感器所接二次負(fù)荷阻抗不同時，誤差（測量精度）也不同。為了使用戶知道所接二次負(fù)荷(阻抗)下的誤差(準(zhǔn)確級)

，對老式互感器廠家一般給出幾個不同準(zhǔn)確級(誤差)下的額定二次負(fù)荷阻抗供用戶比對。例如，LMZ1－10－3000/5型電流互感器在0.5級工作時，ZN2＝1.6Ω（40VA）；在1級工作時，ZN2＝2.4Ω（60VA），當(dāng)Z2L>ZN2時，TA的準(zhǔn)確級將下降。Z2L=1.5Ω時為0.5級，

Z2L=1.7Ω時為1級，Z2L=2.5Ω時誤差大于1級。2/2/2023四.電流互感器的分類與結(jié)構(gòu)1.分類（1）按安裝地點分類屋內(nèi)和屋外（2）按安裝方式分類支持、穿墻、裝入（3）按一次繞組匝數(shù)單匝、復(fù)匝（4）按絕緣干式、澆注、油浸、氣體屋內(nèi)屋外2.結(jié)構(gòu)2/2/2023油浸式電流互感器2/2/20232/2/20232/2/20232/2/2023電壓互感器的作用：1）將電氣一次回路的高電壓變?yōu)槎位芈窐?biāo)準(zhǔn)的低電壓（100V或100/V），供電給測量儀表和保護裝置繼電器的電壓線圈，使測量儀表和繼電器標(biāo)準(zhǔn)化、小型化、結(jié)構(gòu)輕巧、價格便宜和便于屋內(nèi)安裝。2）使電氣二次設(shè)備與一次高壓部分隔離，并且互感器的二次側(cè)均接地，從而保證二次設(shè)備和人身安全。第三節(jié)電壓互感器2/2/2023一．電磁式電壓互感器2/2/20232/2/2023（1）電磁式電壓互感器的特點：1）電壓互感器一次繞組匝數(shù)很多，與被測電路并聯(lián)，類似于一臺小容量的降壓變壓器，額定容量只有幾十伏安到數(shù)百伏安，但結(jié)構(gòu)上有較高的安全系數(shù)。2）二次側(cè)所接測量儀表和繼電器的電壓線圈阻抗很大，正常運行時接近于開路狀態(tài)。2/2/2023（2）電壓互感器的額定變壓比2/2/20232.電壓互感器ＴＶ的誤差

電壓誤差、相位誤差2/2/20233.電壓互感器的誤差特性及誤差補償方法2/2/2023電壓互感器的誤差特性2/2/20232/2/20232/2/20232/2/20234.電壓互感器TV的準(zhǔn)確級次2/2/20235.電壓互感器ＴＶ的額定容量電壓互感器ＴＶ的額定容量是指在規(guī)定的最高準(zhǔn)確級下所對應(yīng)的二次容量。同一臺電壓互感器是否具有唯一的額定容量？何時具有最大容量？（對誤差要求不高時）2/2/20236.電壓互感器的分類2/2/20237.電壓互感器的結(jié)構(gòu)

（1）三相式結(jié)構(gòu)

僅用于20kV及以下電壓等級

三相三柱式中性點不能接地，不能測相對地電壓；三相五柱式可以2/2/2023普通式雙繞組結(jié)構(gòu)（2）單相式結(jié)構(gòu)：普通式（35kV及以下）和串級式（110kV及以上）普通式三繞組結(jié)構(gòu)2/2/2023串級式三繞組結(jié)構(gòu)1—鐵心2—一次繞組3—平衡繞組4—連耦繞組5—二次繞組6—輔助二次繞組2/2/20232/2/20232/2/2023二、電容式電壓互感器隨著電力系統(tǒng)電壓等級的增高，電磁式電壓互感器的體積越來越大，成本隨之增加。因此，產(chǎn)生了電容式電壓互感器(CVT，capacitivevoltagetransformer)，電壓等級在110kV及以上。電容式電壓互感器還可兼作載波通信系統(tǒng)的耦合電容器，其原理接線圖如圖2-25所示。2/2/2023(1)工作原理電容式電壓互感器實質(zhì)上是一個電容分壓器，被測電壓U1加到高壓電容C1和中壓電容C2上，根據(jù)電容串聯(lián)分壓原理(按電容量反比分壓)，得式中k

——分壓比，且k

=

C1/(C1+C2)；UC2——與一次電壓U1成正比例變化，故可測量出相對地電壓。

(2)電容式電壓互感器的誤差及其減小誤差的措施1)減小分壓器的輸出電流，可減小誤差，故將負(fù)載經(jīng)中間變壓器T(阻抗變換)與電容分壓器相連接。當(dāng)C2兩端(即圖中a、b兩點之間,L1很小)與負(fù)載接通時，電流流過電容C1和C2的阻抗而產(chǎn)生電壓降，引起電容式電壓互感器的電壓誤差和相位誤差。2/2/20232)為了減小Zi，在b點右側(cè)接入一個補償電抗L，這時，在中間變壓器T向電源看，電源內(nèi)阻抗變?yōu)橛捎贚1的阻抗很小，略去不計，當(dāng)時，Zi＝0，即輸出電壓與負(fù)載大小無關(guān)。但實際上由于電容器有損耗，電抗器也有電阻，不可能使內(nèi)阻抗為零，因此還會有誤差產(chǎn)生，其誤差大小除受U1、Z2L和cosφ2影響外，還與系統(tǒng)頻率有關(guān)，所以系統(tǒng)頻率應(yīng)保持在(50±0.5)Hz范圍內(nèi)。

2/2/2023(3)放電間隙F的作用

當(dāng)電壓互感器二次側(cè)發(fā)生短路時，短路電流可達(dá)額定電流的數(shù)十倍，此電流將產(chǎn)生很高的過電壓，為防止由于二次側(cè)短路造成的電壓升高而擊穿補償電抗器線圈，在補償電抗L兩端并聯(lián)有放電間隙F（一般用保護球隙或避雷器）。(4)防止產(chǎn)生某次諧波鐵磁諧振的措施由于電容式電壓互感器是由電容(C1、C2)和非線性電感元件構(gòu)成(中間變壓器、補償電抗器)，在一次突然合閘或二次短路又突然消除時，由于非線性電抗的飽和，可能激發(fā)產(chǎn)生內(nèi)部分次(1/3次)諧波鐵磁諧振過電壓，危及CVT本身的安全，影響二次測量、保護的正常工作，為了抑制諧波的產(chǎn)生，在輔助二次繞組(剩余電壓繞組)中并聯(lián)一個諧振阻尼器ZD(由一個電感與一個電容并聯(lián)后與一個阻尼電阻串聯(lián)構(gòu)成)，阻尼電阻上流過諧振電流，能在短時內(nèi)將諧振能量消除。諧振阻尼器有經(jīng)常接入和諧振時自動接入兩種方式。

2/2/2023(5)載波附件(用于電力載波通訊時選帶載波附件的CVT)排流線圈L1的工頻阻抗很小，一般小于10Ω，作用是使電容分壓器的工頻電容電流入地，限制電容分壓器低壓端電位（約5V左右），保證了設(shè)備和人員的人身安全。保護間隙P可抑制電容分壓器低壓端產(chǎn)生的沖擊過電壓。接地刀閘K在檢修結(jié)合濾波器時將電容分壓器低壓端接地便于結(jié)合濾波器的帶電檢修。

2/2/2023三、電壓互感器的接線方式a)、b)一臺單相式電壓互感器接線c)兩臺單相雙繞組電壓互感器V-V接線d)三臺單相三繞組電壓互感器（或一臺三相五柱式電壓互感器）接線e)電容式電壓互感器接線2/2/2023⑶三臺單相式電壓互感器構(gòu)成的完全星形接線方式

如圖2-26d所示，在3～220kV系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，由于其一次和二次側(cè)中性點均接地，故可以用來測量相間電壓和相對地電壓。⑴一臺單相式電壓互感器接線方式

圖2-26a是由一臺單相電壓互感器測量相對地電壓，這種接線適用于110～220kV中性點直接接地系統(tǒng)中，其額定一次電壓UN1=UNS/。其UN2=100V。圖2-26b是由一臺單相電壓互感器測量相間電壓，適用于3～35kV中性點不接地系統(tǒng)中。其額定一次電壓UN1為所接電網(wǎng)的額定電壓UNS。其額定二次電壓UN2=100V。⑵兩臺單相式電壓互感器不完全星形(即V—V)接線方式

如圖2-26c所示，兩臺單相電壓互感器分別接于母線的A相—B相和B相—C相之間，用來測量相間電壓，這種接線常用于3～20kV小電流接地系統(tǒng)中。其額定一次電壓UN1為所接系統(tǒng)母線的額定電壓UNS，即UN1=UNS。其額定二次電壓UN2=100V。

2/2/2023單相金屬性接地時(例如A相)：B、C相電壓上升為線電壓，開口三角電壓為：二次繞組的額定電壓UN2=100/V。輔助二次繞組（開口三角形接線）用于小電流接地系統(tǒng)的絕緣監(jiān)察裝置時，每相輔助二次繞組的額定電壓為100/3V。若每相輔助二次繞組的額定電壓為100/3V，則單相金屬性接地時，開口三角兩端之間電壓為100V。正常運行時：開口三角兩端之間電壓為：其額定一次電壓UN1=UNS/。2/2/2023單相金屬性接地時(例如A相)：B、C相電壓上升為線電壓，開口三角電壓為：二次繞組的額定電壓UN2=100/V。輔助二次繞組（開口三角形接線）用于小電流接地系統(tǒng)的絕緣監(jiān)察裝置時，每相輔助二次繞組的額定電壓為100/3V。若每相輔助二次繞組的額定電壓為100/3V，則單相金屬性接地時，開口三角兩端之間電壓為100V。正常運行時：開口三角兩端之間電壓為：其額定一次電壓UN1=UNS/。2/2/2023輔助二次繞組（開口三角形接線）用于大電流接地系統(tǒng)的接地保護時，每相輔助二次繞組的額定電壓為100V。正常運行時，開口三角兩端之間電壓為0V；單相金屬性接地時，開口三角兩端之間電壓為100V。正常運行時：單相金屬性接地時(例如A相)：相電壓沒有變，開口三角電壓為：若每相輔助二次繞組的額定電壓為100V，則單相金屬性接地時，開口三角兩端之間電壓為100V。2/2/2023(4)三相五柱式電壓互感器接線與圖2-28d類似，可用來測量相間電壓和相對地電壓，它只用于3～20kV系統(tǒng)中。這種電壓互感器在其內(nèi)部已完成了繞組的連接，故UN1=UNS；UN2=100V（二次繞組線電壓）；每相輔助二次繞組的額定電壓為100/3V。

(5)電壓互感器與電力系統(tǒng)的連接3～35kV的電壓