互感器原理及結(jié)構(gòu)課件

互感器原理及結(jié)構(gòu)一、電壓互感器二、電流互感器1.互感器原理及結(jié)構(gòu)一、電壓互感器1.1、電壓互感器的分類（1）按用途分a、測(cè)量用電壓互感器b、保護(hù)用電壓互感器（2）按裝置種類分a、戶內(nèi)型電壓互感器b、戶外型電壓互感器（3）按絕緣介質(zhì)分a、干式電壓互感器。其絕緣主要由紙、纖維編織材料或薄膜繞包，經(jīng)浸漆干燥而成。b、油浸式電壓互感器。其絕緣主要由紙、制板等材料構(gòu)成，并浸在絕緣油中。

一、電壓互感器2.一、電壓互感器2c、澆注式電壓互感器。其絕緣主要是絕緣樹脂混合膠，注固化成型。d、氣體絕緣電壓互感器。絕緣主要是具有一定壓力的絕緣氣體，例如六氟化硫（SF6）氣體。(4)按結(jié)構(gòu)型式分a、單級(jí)式電壓互感器，一、二次繞組在同一個(gè)鐵心柱上，絕緣不分級(jí)的電壓互感器。b、串級(jí)式電壓互感器，一次繞組有幾個(gè)匝數(shù)相等、幾何尺寸相同的級(jí)繞組串聯(lián)而成，各級(jí)繞組對(duì)地絕緣是自線路端到接地端逐級(jí)降低的電壓互感器。在這種電壓互感器中，二次繞組與一次繞組的接地端級(jí)（即最下級(jí)）在同一鐵心柱上。

3.c、澆注式電壓互感器。其絕緣主要是絕緣樹脂混合膠，注固化成型(5)按變換原理分a、電磁式電壓互感器（簡(jiǎn)稱VT）。b、電容式電壓互感器（簡(jiǎn)稱VTC）。6)按繞組個(gè)數(shù)分a、雙繞組電壓互感器，其低壓側(cè)只有一個(gè)二次繞組的電壓互感器。b、三繞組電壓互感器，有兩個(gè)分開的二次繞組的電壓互感器。c、四繞組電壓互感器，有三個(gè)分開的二次繞組的電壓互感器。(7)按相數(shù)分a、單相電壓互感器。b、三相電壓互感器。(8)按一次繞組對(duì)地狀態(tài)分a、接地電壓互感器，在一次繞組的一端準(zhǔn)備直接接地的單相電壓互感器，或一次繞組的星形聯(lián)結(jié)點(diǎn)（中性點(diǎn)）準(zhǔn)備直接接地的三相電壓互感器。b、不接地電壓互感器，一次繞組的各部分，包括接線端子在內(nèi)，都是按額定絕緣水平對(duì)地絕緣的電壓互感器。

4.(5)按變換原理分3、電壓互感器的基本術(shù)語a、額定電壓和額定電壓比：電壓互感器的誤差、發(fā)熱以及絕緣性能要求都是以額定電壓為基數(shù)做出相應(yīng)規(guī)定的，因此額定電壓是作為互感器性能基準(zhǔn)的電壓值。對(duì)一次繞組而言，就是額定一次電壓。對(duì)二次繞組而言，就是額定二次電壓。額定一次電壓與額定二次電壓之比稱為額定電壓比。實(shí)際一次電壓與實(shí)際二次電壓之比稱為實(shí)際電壓比。由于電壓互感器存在誤差，額定電壓比與實(shí)際電壓比是不等的。電壓互感器的額定一次電壓以電力系統(tǒng)的額定電壓而定。因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)的額定電壓是以相間電壓（線電壓）標(biāo)稱的，所以單相不接地電壓互感器一次繞組額定電壓就是電力系統(tǒng)的額定線電壓，二次繞組額定電壓為100V。單相接地電壓互感器一次繞組額定電壓是電力系統(tǒng)的額定線電壓的1/√3，即額定相電壓，二次繞組額定電壓為100/√3V。三相電壓互感器一次繞組額定電壓是電力系統(tǒng)的額定線電壓的1/√3，二次繞組額定電壓為100/√3V。

5.3、電壓互感器的基本術(shù)語c、額定負(fù)荷：確定互感器準(zhǔn)確級(jí)所依據(jù)的負(fù)荷值。負(fù)荷通常以視在功率伏安值表示，它是二次回路在規(guī)定的功率因數(shù)和額定二次電壓下所汲取的負(fù)荷。e、額定輸出：在額定二次電壓及接有額定負(fù)荷的條件下，互感器供給二次回路的視在功率值（在規(guī)定功率因數(shù)下以伏安表示）。f、準(zhǔn)確級(jí)：對(duì)互感器所給定的等級(jí)。在規(guī)定的使用條件下互感器的誤差應(yīng)在規(guī)定的限值內(nèi)。

6.c、額定負(fù)荷：確定互感器準(zhǔn)確級(jí)所依據(jù)的負(fù)荷值。負(fù)荷通常以視在電壓互感器結(jié)構(gòu)電磁式電壓互感器電容式電壓互感器（CVT)7.電壓互感器結(jié)構(gòu)電磁式電壓互感器電容式電壓互感器（CVT)7.8.8.9.9.電磁式電壓互感器按它在系統(tǒng)中使用方式的不同可分為不接地電壓互感器和接地電壓互感器．不接地電壓互感器的一次繞組的各個(gè)部分，包括出線端子在內(nèi)，對(duì)地均按照其額定絕緣水平絕緣的。這種互感器在使用時(shí)，其一次繞組兩個(gè)出線端子分別連結(jié)在系統(tǒng)中不同的相上。接地電壓互感器一次繞組的一個(gè)出線端(首端)對(duì)地絕緣，面另一個(gè)出線端(末端)都直接接地。10.電磁式電壓互感器按它在系統(tǒng)中使用方式的不同可分電磁式電壓互感器電壓互感器原理與變壓器相同，只是電壓互感器的容量很小通常只有幾十伏安到幾百伏安。因此二次負(fù)載的變動(dòng)不會(huì)影響到電網(wǎng)電壓的波動(dòng)。多數(shù)情況下二次負(fù)載是恒定的。互感器的二次負(fù)載是儀表和繼電器的電壓線圈，它們的阻抗很大，所以電壓互感器工作狀態(tài)接近于變壓器空載狀態(tài)。其二次電壓的大小接近于二次電動(dòng)勢(shì)。所以由一次電壓決定電壓互感器額定變壓比K為：

K=U1/U2=E1/E2=N1/N211.電磁式電壓互感器11.12.12.13.13.電容式電壓互感器一種由電容分壓器和電磁單元組成的電壓互感器，其設(shè)計(jì)和相互連接使電磁單元的二次電壓與加到電容分壓器上的一次電壓基本上成正比且相角差接近于零。14.電容式電壓互感器14.C1—高壓電容C2—中壓電容T—中間變壓器L—補(bǔ)償電抗器D—阻尼器F—保護(hù)裝置1a、1n—主二次1號(hào)繞組2a、2n—主二次2號(hào)繞組da、dn—剩余電壓繞組(100V)15.C1—高壓電容15.1：電容分壓器；2：電磁單元；3：高壓電容；4：中壓電容；5：中間變壓器；6：補(bǔ)償電抗器；7：阻尼器；8：電容分壓器低壓端對(duì)地保護(hù)間隙；9：阻尼器連接片；10：一次接線端；11：二次輸出端；12：接地端；13：絕緣油；14：電容分壓器套管；15：電磁單元箱體；16：端子箱；17：外置式金屬膨脹器16.1：電容分壓器；2：電磁單元；3：高壓電容；4：中壓電CVT原理、結(jié)構(gòu)和主要性能參數(shù)電容式電壓互感器由電容分壓器和電磁單元組成。電容分壓器由C1高壓電容和C2中壓電容串聯(lián)組成。分壓比K=C1+C2/C1電磁單元由中間變壓器、補(bǔ)償電抗器串聯(lián)組成。電容分壓器可作為耦合電容器，在其低壓端N端子連接結(jié)合濾波器以傳送高頻信號(hào)。通過電容分壓器的分壓，將分壓后得到的中間電壓（一般為10～20kV）通過中間變壓器降為100/√3V和100V（或100/√3V）的電壓，為電壓測(cè)量及繼電保護(hù)裝置提供電壓信號(hào)。17.CVT原理、結(jié)構(gòu)和主要性能參數(shù)電容式電壓互感器由電容分壓器和為了補(bǔ)償由于負(fù)載效應(yīng)引起的電容分壓器的容抗壓降，使二次電壓隨負(fù)載變化減小，在中壓回路中串接有電抗器，設(shè)計(jì)時(shí)使回路等效容抗和感抗值基本相等，以便得到規(guī)定的負(fù)荷范圍和準(zhǔn)確級(jí)的電壓信號(hào)。在中間變壓器二次側(cè)的一個(gè)繞組上，接有阻尼器，以便能夠有效地抑制鐵磁諧振。

18.為了補(bǔ)償由于負(fù)載效應(yīng)引起的電容分壓器的容抗壓降，使二次電壓隨750kVCVT500kVCVT19.750kVCVT500kVCVT19.電流互感器原理電流互感器是一種特種變壓器，其工作原理與變壓器相同。20.電流互感器原理電流互感器是一種特種變壓器，20.當(dāng)電流互感器一次繞組流過電流I1時(shí)，則建立磁通勢(shì)F1=N1I1，（N1為一次匝數(shù)）又稱為一次安匝。一次磁勢(shì)分為兩部分，其中很小部分用來勵(lì)磁，稱作勵(lì)磁磁通勢(shì)。它是勵(lì)磁電流I0與一次匝數(shù)N1的乘積。另外絕大部分是用來平衡二次繞組電流I2建立的磁通勢(shì)F2=I2N2。（N2為二次匝數(shù)）又稱為二次安匝。電流互感器原線圈匝數(shù)N1通常僅一匝或數(shù)匝，串聯(lián)于一次電路中。副線圈匝數(shù)N2較多與測(cè)量?jī)x表和繼電器的電流線圈串聯(lián)。電流互感器的變比：K=I1/I2=N2/N121.當(dāng)電流互感器一次繞組流過電流I1時(shí)，則建立磁通勢(shì)F1=N1I與變壓器不同之處電流互感器二次串接負(fù)載是，儀表和繼電器的電流線圈。阻抗很小，因此互感器運(yùn)行是處于短路狀態(tài)。此時(shí)鐵心中磁通非常小。22.與變壓器不同之處22.一、電流互感器型號(hào)：第一字母：L—電流互感器第二字母：A—穿墻式；Z—支柱式；M—母線式；D—單匝貫穿式；V—結(jié)構(gòu)倒置式；J—零序接地檢測(cè)用；W—抗污穢；R—繞組裸露式第三字母：Z—環(huán)氧樹脂澆注式；C—瓷絕緣；Q—?dú)怏w絕緣介質(zhì)；W—與微機(jī)保護(hù)專用第四數(shù)字：B—帶保護(hù)級(jí)；C—差動(dòng)保護(hù)；D—D級(jí)；Q—加強(qiáng)型；J—加強(qiáng)型ZG

第五數(shù)字：電壓等級(jí)產(chǎn)品序號(hào)23.一、電流互感器型號(hào)：23.額定容量：額定二次電流通過二次額定負(fù)荷時(shí)所消耗的視在功率。額定容量可以用視在功率V.A表示，也可以用二次額定負(fù)荷阻抗Ω表示。一次額定電流：允許通過電流互感器一次繞組的用電負(fù)荷電流。二次額定電流：允許通過電流互感器二次繞組的一次感應(yīng)電流。24.額定容量：額定二次電流通過二次額定負(fù)荷時(shí)所消耗的視在功率。額額定電流比(變比)：一次額定電流與二次額定電流之比。額定電壓：一次繞組長(zhǎng)期對(duì)地能夠承受的最大電壓(有效值以kV為單位)，應(yīng)不低于所接線路的額定相電壓。10％倍數(shù)：在指定的二次負(fù)荷和任意功率因數(shù)下，電流互感器的電流誤差為－10％時(shí)，一次電流對(duì)其額定值的倍數(shù)。25.額定電流比(變比)：一次額定電流與二次額定電流之比。25.比差：互感器的誤差包括比差和角差兩部分。比值誤差簡(jiǎn)稱比差，一般用符號(hào)f表示，它等于實(shí)際的二次電流與折算到二次側(cè)的一次電流的差值，與折算到二次側(cè)的一次電流的比值，以百分?jǐn)?shù)表示。角差：相角誤差簡(jiǎn)稱角差，一般用符號(hào)δ表示，它是旋轉(zhuǎn)180°后的二次電流向量與一次電流向量之間的相位差。規(guī)定二次電流向量超前于一次電流向量δ為正值，反之為負(fù)值，用分(’)為計(jì)算單位。26.比差：互感器的誤差包括比差和角差兩部分。比值誤差簡(jiǎn)稱比差，一熱穩(wěn)定及動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)：電力系統(tǒng)故障時(shí)，電流互感器受到由于短路電流引起的巨大電流的熱效應(yīng)和電動(dòng)力作用，電流互感器應(yīng)該有能夠承受而不致受到破壞的能力，這種承受的能力用熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)表示。熱穩(wěn)定倍數(shù)是指熱穩(wěn)定電流1s內(nèi)不致使電流互感器的發(fā)熱超過允許限度的電流與電流互感器的額定電流之比。動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)是電流互感器所能承受的最大電流瞬時(shí)值與其額定電流之比27.熱穩(wěn)定及動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)：電力系統(tǒng)故障時(shí)，電流互感器受到由于短路電1、電流互感器的分類（1）按用途分a、測(cè)量用電流互感器b、保護(hù)用電流互感器（2）按裝置種類分a、戶內(nèi)型電流互感器b、戶外型電流互感器（3）按絕緣介質(zhì)分a、干式絕緣。包括有塑料外殼（或瓷件）和無塑料外殼，由普通絕緣材料，經(jīng)浸漆處理的電流互感器。當(dāng)用瓷件作主絕緣時(shí)，也稱為瓷絕緣。b、油絕緣。即油浸式電流互感器，其絕緣主要由紙繞包，并浸在絕緣油中。

28.28.若在絕緣中配置有均壓電容屏，通常又稱為油紙電容型絕緣。c、澆注絕緣。其絕緣主要是絕緣樹脂混合澆注經(jīng)固化成型。d、氣體絕緣。絕緣主要是具有一定壓力的絕緣氣體，例如六氟化硫（SF6）氣體。(4)按結(jié)構(gòu)型式分a、按安裝方式不同可分為貫穿式和支柱式。安裝在墻壁孔、房頂洞或金屬構(gòu)架上兼作穿墻套管用的稱為貫穿式電流互感器。安裝在支持平面上有時(shí)也兼作支持絕緣子的稱為支柱式電流互感器。b、按一次繞組型式可分為單匝式和多匝式。圖2-5中的（a）、（b）、（c）三種結(jié)構(gòu)均為單匝式。其中結(jié)構(gòu)（a）本身不帶一次繞組，所謂母線式和套管式都屬于此種。電器設(shè)備的母線或套管的導(dǎo)電桿就是電流互感器的一次繞組。圖2-5

29.29.（b）是用導(dǎo)電桿（管）制成的一次繞組的單匝式電流互感器結(jié)構(gòu)原理。圖2-5（c）為一次繞組是U字形的結(jié)構(gòu)。圖2-5（d）和（e）為多匝式（有時(shí)也稱為線圈式）電流互感器的結(jié)構(gòu)原理。

30.（b）是用導(dǎo)電桿（管）制成的一次繞組的單匝式電流互感器結(jié)構(gòu)原防止電流互感器運(yùn)行時(shí)二次開路運(yùn)行中電流互感器二次開路時(shí)，二次電流I2=0