互感器的原理與選擇課件

§6.3互感器的原理與選擇互感器的作用將一次側的高電壓、大電流轉變成二次側標準的低電壓（100V，100/sqrt（3））、小電流（5A、1A），使測量儀表標準化、小型化。將一次系統(tǒng)同二次設備（儀表、保護）隔開，以保護人身安全?；ジ衅鞯念愋碗娏骰ジ衅麟姶攀诫娏骰ジ衅麟妷夯ジ衅麟姶攀诫妷夯ジ衅麟娙菔诫妷夯ジ衅麟娙菔诫妷夯ジ衅麟姶攀诫妷夯ジ衅饕弧㈦姶攀诫娏骰ジ衅?.工作原理一、電磁式電流互感器由于電流互感器本身存在勵磁損耗和磁飽和等影響，使一次電流在數(shù)值上和相位上都有差異，即測量結果有誤差。通常用電流誤差和相位誤差表示。2.誤差及影響因素電流誤差：相位誤差：一、電磁式電流互感器——二次負荷功率因數(shù)角——二次總阻抗角——鐵心損耗角一、電磁式電流互感器影響誤差的因素：2.誤差及影響因素一、電磁式電流互感器影響誤差的因素：2.誤差及影響因素一、電磁式電流互感器準確級：根據測量時誤差的大小而劃分的，是指在規(guī)定的二次負載范圍內，一次電流為額定值時的最大誤差。測量用電流互感器準確級和誤差P186表6-43.準確級和額定容量一、電磁式電流互感器按安裝方式分：穿墻式、支持式、裝入式4.分類按絕緣方式分：干式：用絕緣膠絕緣，適用于低電壓澆注式：用環(huán)氧樹脂絕緣，適用于10~35kV油浸式：用油絕緣，適用于35kV以上按安裝地點分：戶內型戶外型一、電磁式電流互感器ABCAABCAAAABCAWh5.接線單相接線星形接線不完全星形接線一、電磁式電流互感器種類和型式的選擇：根據安裝地點（如屋內、屋外）和安裝方式（如穿墻式、支持式、裝入式等）選擇型式。當一次電流較小時（在400A及以下）時，宜優(yōu)先選用一次繞組多匝式，以提高準確度；一次回路額定電壓和電流的選擇：UN≥UNs，I1N≥Imax。I1N應盡可能與最大工作電流接近。6.選擇一、電磁式電流互感器熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗：對本身帶有一次回路導體的電流互感器進行熱穩(wěn)定校驗。電流互感器熱穩(wěn)定能力常以1s允許通過的熱穩(wěn)定電流It

或一次額定電流I1N

的倍數(shù)Kt

來表示，熱穩(wěn)定校驗式為It2≥Qk或(KtI1N)2≥Qk。動穩(wěn)定校驗包括由同一相的電流相互作用產生的內部電動力校驗，以及不同相的電流相互作用產生的外部電動力校驗。6.選擇二、電壓互感器目前電力系統(tǒng)廣泛應用的電壓互感器主要有兩種：電磁式電容分壓式(一)電磁式電壓互感器由于電壓互感器存在勵磁電流和內阻抗，使得測量結果的大小和相位都有誤差。通常用電壓誤差和相位誤差表示。2.誤差及影響因素電壓誤差：相位誤差：(一)電磁式電壓互感器影響誤差的因素：2.誤差及影響因素(一)電磁式電壓互感器準確級：在規(guī)定的一次電壓和二次負荷變化范圍內，負荷功率因數(shù)為額定值時，電壓誤差的最大誤差。電壓互感器的準確級和誤差限值，P192表6-93.準確級和額定容量(一)電磁式電壓互感器額定容量：3.準確級和額定容量由于誤差與二次負荷有關，所以同一臺電壓互感器對應于不同的準確級便有不同的容量。額定容量：對應于最高準確級的容量。最大容量：按照在最高工作電壓下長期工作容許發(fā)熱條件所規(guī)定的容量。(一)電磁式電壓互感器按安裝地點分：戶內型戶外型按相數(shù)分：單相：35kV及以上三相：35kV以下（三相五柱式）4.分類(一)電磁式電壓互感器ABC4.分類(一)電磁式電壓互感器按絕緣方式分：澆注式：用環(huán)氧樹脂絕緣，3-35kV油浸式：用油絕緣，110kV及以上按結構分：普通式：同變壓器，3-35kV串級式：采用分級絕緣，110kV及以上4.分類按繞組數(shù)分：雙繞組三繞組(二)電容式電壓互感器實質上是一個電容分壓器1.工作原理abC1C2當a、b間接上負荷時，由于C1、C2有內阻壓降，使UC2小于電容分壓值，而且負荷電流越大，誤差越大。當a、b間開路時，按反比分壓，有~abZia’b’L(二)電容式電壓互感器實質上是一個電容分壓器1.工作原理abC1C2a’b’LTVZ2L實際上，由于電容器有損耗、電抗器有電阻，使內阻不可能為零，因此負荷變化時，還會有誤差產生。減小分壓器的輸出電流，可減小誤差，故將測量儀表(Z2L)經中間變壓器TV升壓后與分壓器連接。(二)電容式電壓互感器2.過電壓abC1C2a’b’LTVZ2Lrd①二次側短路引起的過電流和過電壓所以應加放電間隙E。E②鐵磁諧振過電壓由于電容式電壓互感器是由電容和非線性電抗所構成，當受到二次側短路、斷開等沖擊瞬變作用時，由于非線性電抗的飽和，可能激發(fā)產生次諧波鐵磁諧振。抑制方法是裝設阻尼電阻rd（諧振時自動投入）。(二)電容式電壓互感器優(yōu)點：制造簡單，重量輕，成本低，電壓等級越高越明顯；分壓電容兼作載波通訊的耦合電容。缺點：輸出容量小；誤差比電磁式大，且受頻率的影響；暫態(tài)特性不如電磁式PT好。3.特點(三)電壓互感器的接線110~220kV3~35kV3~20kV用一臺單相電壓互感器測量相電壓用一臺單相電壓互感器測量相間電壓用兩臺單相電壓互感器接成不完全星形測量各相間電壓(三)電壓互感器的接線3~220kV110~500kV用三臺單相三繞組電壓互感器構成YN,yn,d0接線電容式電壓互感器接線(四)電壓互感器的選擇種類和型式的選擇：1)在6~35kV屋內配電裝置中，一般采用油浸式或澆注式電壓互感器；110~220kV配電裝置特別是母線上裝設的電壓互感器，通常采用串級式電磁式電壓互感器；當容量和準確級滿足要求時，通常多在出線上采用電容式電壓互感器。2)在500kV配電裝置中，配置有雙套主保護，并考慮到后備保護、自動裝置和測量的要求，電壓互感器應具有三個二次繞組，即兩個主二次繞組和一個輔助二次繞組。3)為節(jié)省投資，在20kV及以下配電裝置中，可選用三相式電壓互感器（選用三相五柱式，而不是三相三柱式）。4)用于接入精度要求較高的計費電能表時，不宜采用三相式電壓互感器。根據裝設地點和使用條件選擇種類和型式。(四)電壓互感器的選擇一次額定電壓和二次額定電壓的選擇：3~35kV電壓互感器一般經隔離開關和熔斷器接入高壓電網。110kV及以上的互感器可靠性較高，電壓互感器只經過隔離開關與電網連接。電壓互感器一次繞組額定電壓U1N，應根據互感器的接線方式來確定其相電壓或相間電壓。常用接線有：1)用一臺單相電壓互感器測量相對地電壓或相間電壓；2)用三臺單相或三相式電壓互感器測量相間電壓或相對地電壓；3)用兩臺單相電壓互感器接成不完全星形測量兩個相間電壓。電壓互感器二次繞組額定電壓通常是供額定電壓為100V的儀表和繼電器的電壓繞組使用。顯然，單個單相式電壓互感器的二次繞組電壓為100V，而其余可獲得相間電壓的接線方式，二次繞組電壓為100/(四)電壓互感器的選擇容量和準確級的選擇：根據儀表和繼電器的接線要求，選擇電壓互感器的接線方式，并盡可能將負荷均勻分布在各相上，然后計算各相負荷大小，按照所接儀表的準確級和容量，選擇互感器的準確級和額定容量。三、互感器在主接線中配置原則互感器在主接線中的配置與測量儀表、同步點的選擇、保護和自動裝置的要求以及主接線的形式有關?；ジ衅鞯呐渲冒ǎ弘妷夯ジ衅鞯呐渲茫浑娏骰ジ衅鞯呐渲?。下頁圖為發(fā)電廠中互感器配置示例。1.電壓互感器的配置除旁路母線外，一般工作及備用母線都裝有一組電壓互感器，用于同步、測量儀表和保護裝置。旁路母線上是否裝設電壓互感器要根據出線同期方式而定。(1)母線1.電壓互感器的配置35kV及以上輸電線路，當對端有電源時，裝有一臺單相電壓互感器，用于監(jiān)視線路有無電壓、進行同步和設置重合閘。(2)線路1.電壓互感器的配置一般裝2~3組電壓互感器。一組供自動調節(jié)勵磁裝置，采用三只單相、雙繞組互感器。另一組供測量儀表、同期和保護裝置使用，采用三相五柱式或三只單相接地專用互感器。(3)發(fā)電機1.電壓互感器的配置當互感器負荷太大時，可增設一組不完全星形連接的互感器，專供測量儀表用。(3)發(fā)電機大、中型發(fā)電機中性點常接有單相電壓互感器，用于100%定子接地保護。1.電壓互感器的配置變壓器低壓側有時為了滿足同期或繼電保護的要求，設有一組電壓互感器。(4)變壓器2.電流互感器的配置對于中性點接地系統(tǒng)，一般按三相配置；對于中性點非接地系統(tǒng)，依具體情況按二相或三相配置(1)為了滿足測量和保護裝置的需要，在發(fā)電機、變壓器、出線、母線分段及母聯(lián)斷路器、旁路斷路器等回路中均設有電流互感器。2.電流互感器的配置如有兩組電流互感器，應盡可能設在斷路器兩側，使斷路器處于交叉保護范圍之中。(2)保護用電流互感器的裝設地點，應按盡量消除主保護裝置的死區(qū)來設置。2.電流互感器的配置(3)為了防止電流互感器套管閃絡造成母線故障，電流互感器通常布置在斷路器的出線或變壓器側，即盡可能不在緊靠母線側裝設電流互感器。2.電流互感器的配置(4)為了減輕內部故障對發(fā)電機的損傷，用于自動調節(jié)勵磁裝置的電流互感器應布置在發(fā)電機定子繞組的出線側。為了便于分析和在發(fā)電機并入系統(tǒng)前發(fā)現(xiàn)內部故障，用于測量儀表的電流互感器宜裝在發(fā)電機中性點側