《互感器》培訓(xùn)課件

任務(wù)

1知 識 要 點(diǎn)、互感器的功能、結(jié)構(gòu)、原理；、電流互感器的功能、結(jié)構(gòu)、原理、分類和型號、選擇、接線方案；、電壓互感器的功能、結(jié)構(gòu)、原理、分類和型號、選擇、接線方案；能 力 目 標(biāo)of132、了解電流互感器與電壓互感器的功能、結(jié)構(gòu)、原理、分類和型號；、會依據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)選擇及使用電流互感器與電壓互感器。任務(wù)

1任務(wù)分析任務(wù)描述of232任務(wù)

1一1定 義電流互感器又稱儀用變流器，電壓互感器又稱儀用變壓器，它們合稱為互感器。從基本結(jié)構(gòu)和工作原理來說，互感器就是一種特殊變壓器。互感器是電力系統(tǒng)中一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)之間的聯(lián)絡(luò)元件，用以變換電壓或電流。一次側(cè)接一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測量儀表、繼電保護(hù)裝置和控制裝置，為其提供反映電氣設(shè)備正常、故障運(yùn)行狀態(tài)的電壓或電流信號。abof332任務(wù)

1一2作用abof4321.將一次回路的高電壓和大電流變?yōu)槎位芈窐?biāo)準(zhǔn)的低電壓（100V或100／√3V）和小電流（5A或1A）。

二次設(shè)備的絕緣水平可按低壓設(shè)計(jì)，使測量儀表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化，結(jié)構(gòu)輕巧、價(jià)格便宜。

所有二次設(shè)備可用低電壓、小電流的控制電纜來連接，接線靈活、方便；容易實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的測量和控制。2.使二次設(shè)備和一次側(cè)高壓部分實(shí)現(xiàn)電氣隔離，保證了設(shè)備和人身安全。

為了防止繞組間絕緣損壞而使二次部分出現(xiàn)高電壓，互感器二次繞組必須可靠的接地。

二次設(shè)備出現(xiàn)故障不會影響到一次側(cè)；對二次設(shè)備進(jìn)行維護(hù)、調(diào)試及更換時(shí)，不需中斷一次系統(tǒng)的運(yùn)行任務(wù)

1一3abof532工作原理與變壓器相似，但在工作特點(diǎn)和性能要求上有較大區(qū)別。一次繞組線徑較粗且匝數(shù)很少（通常只有一匝到幾匝），串聯(lián)接在被測一次電路中。二次繞組匝數(shù)較多，與負(fù)載（電流表、功率表或繼電器電流線圈）串聯(lián)。額定電流變比：工作原理任務(wù)

1一3abof6321）TA一次側(cè)串接在被測電路中，因此一次電流的大小決定于被測電流；而二次電流I2在理想情況下僅取決于一次電流I1。

2）正常運(yùn)行時(shí)，二次繞組近似短路狀態(tài)。這是因?yàn)槎卫@組的負(fù)載是測量儀表和繼電器的電流線圈，阻抗很小。

3）二次繞組電路不允許開路。

開路時(shí)，二次繞組電流I2（磁動勢）立刻消失，但I(xiàn)1未變（為被測電流），將全部用于勵磁，鐵心中的合成磁動勢由I0N1驟增為I1N1。

感應(yīng)電動勢和鐵心中磁通變化率成正比，二次繞組將在磁通過零時(shí)產(chǎn)生很高的尖峰感應(yīng)電動勢e2，可達(dá)幾kV甚至更高，對設(shè)備和人員是極其危險(xiǎn)的。

鐵心嚴(yán)重飽和，鐵損大大增加，鐵心嚴(yán)重過熱，損壞線圈絕緣。若需斷開某個儀表和繼電器，必須先將其短接，然后才能斷開。工作特性任務(wù)

1二電流互感器的類型和型號電流互感器類型按

一

次

繞

組的

匝

數(shù)

分高

壓

式低

壓

式測量用保護(hù)用按

一

次

電

壓

分按

準(zhǔn)

確

度

分母線式、芯柱式、套管式單匝式線圈式、線環(huán)式、串級式多匝式按

用

途

分0.1,0.2,0.5,1,3,5

的等級測量用5P

和

10P

兩

級保護(hù)用of732任務(wù)

1二電流互感器的類型和型號高壓電流互感器多制成不同準(zhǔn)確度的兩個鐵心和兩個二次繞組，分別接測量儀表和繼電器，以滿足測量和保護(hù)的不同要求。電氣測量對電流互感器的準(zhǔn)確度要求較高，且要求在短路時(shí)儀表受到的沖擊小，因此測量用電流互感器的鐵心在一次電路短路時(shí)應(yīng)易于飽和，以限制二次電流的增長倍數(shù)。而繼電保護(hù)用電流互感器的鐵心則在一次電流短路時(shí)不應(yīng)飽和，使二次電流能與一次短路電流成比例地增長，以適應(yīng)保護(hù)靈敏度的要求。of832任務(wù)

1一3abof9321.按一次繞組匝數(shù)分：單匝式、多匝式單匝式：貫穿式—一次繞組為單根銅桿或銅管。母線式—以穿過互感器的母線作為一次繞組。電流互感器的類型任務(wù)

1一3abof10322.按安裝方式分：

穿墻式：裝在墻壁或金屬結(jié)構(gòu)的孔中，兼做穿墻套管。

支持式：安裝在絕緣支柱上。

裝入式：套裝在35kV及以上變壓器或斷路器內(nèi)的絕緣套管上，也稱套管式。電流互感器的類型任務(wù)

1一3abof11323.按絕緣方式分：

干式：用絕緣膠浸漬，用于戶內(nèi)、低壓。澆注式：用環(huán)氧樹脂作絕緣、澆注成型，僅用于35kV以下、戶內(nèi)。

油浸式：內(nèi)部采用油和紙復(fù)合絕緣，多用于戶外，35kV以上。氣體絕緣式：內(nèi)部充有SF6等絕緣氣體，多用于110kV以上高壓。電流互感器的類型任務(wù)

1一3abof12324.按用途分：：

測量用：準(zhǔn)確度0.1、0.2、0.5、1、3、5。對于工作電流變化范圍較大的線路及高壓、超高壓電網(wǎng)中，推薦采用帶有S類測量級的電流互感器，該互感器在1％～120％負(fù)荷間均能滿足準(zhǔn)確度要求。0.2s和0.5s兩個等級。

保護(hù)用：準(zhǔn)確度5P、10P。保護(hù)用TA準(zhǔn)確級要求沒有測量用高，但要求在故障大電流時(shí)有較好的傳變特性，所以有額定準(zhǔn)確限值系數(shù)（短路電流倍數(shù)，I1/IN）這個重要參數(shù)。電流互感器的類型任務(wù)

1二電流互感器的選擇根據(jù)使用環(huán)境和安裝條件確定電流互感器的類型，然后按正常工作條件及短路參數(shù)確定其規(guī)格。選擇步驟如下。1.額定電壓的選擇:不小于電網(wǎng)額定電壓。2.額定電流的選擇：不小于一次回路最大長時(shí)負(fù)荷電流。3.準(zhǔn)確級的選擇為保證測量儀表的準(zhǔn)確度，互感器的準(zhǔn)確級不得低于所供測量儀表的準(zhǔn)確級。

0.2級用于精密測量；0.5級用于計(jì)費(fèi)儀表；1.0級用于測量儀表；3級用于指示儀表和繼電保護(hù)裝置。4.電流互感器二次容量的選擇為了保證測量精度，互感器按選定準(zhǔn)確級所規(guī)定的額定容量S2N應(yīng)大于或等于二次側(cè)所接負(fù)荷。of1332任務(wù)

1二電流互感器的選擇5.熱穩(wěn)定性校驗(yàn)電流互感器的熱穩(wěn)定校驗(yàn)只對本身帶有一次回路導(dǎo)體的電流互感器進(jìn)行。電流互感器熱穩(wěn)定性常以1s允許通過的一次額定電流IN1的倍數(shù)Kts來表示。6.動穩(wěn)定性校驗(yàn)電流互感器的動穩(wěn)定校驗(yàn)包括內(nèi)部和外部兩個方面：內(nèi)部動穩(wěn)定性是考慮故障電流通過自身繞組產(chǎn)生的電動力；外部動穩(wěn)定性則是考慮異相電流產(chǎn)生的電動力。of1432任務(wù)

1二電流互感器的接線方案圖4

一 相 式 接 線

其在二次側(cè)電流線圈中通過的電流，反應(yīng)一次電路對應(yīng)相的電流。通常用于負(fù)荷平衡的三相電路，供 測量電流和接過負(fù)荷保護(hù)裝置用。 如右圖所示?！?/p>

相

式

接

線1圖4

一相式接線1 電

流

互

感

器

工

作

過

程I

＞A Bof1532CIb·K1K2L2· · ·IA IB ICL1用于變壓器中性點(diǎn)、6~10kV電纜線路、小電流接地系統(tǒng)零序電流的測量。任務(wù)

1二電流互感器的接線方案圖5

兩相式

V

型接線a兩相電流和接線（兩相

V

型接線）2圖5

兩相式V型接線2

兩相電流和接線（兩相V型接線）Aof1632BCIA·IB·IC·Ia·K2L2L1K1K2I

＞ I

＞ I

＞L1Ic

K1·L2· ·Ia

+

Ic由兩相電流互感器組成，與三相星形接線相比，它缺少一只電流互感器（一般為B相）。公用回線中的電流即為B相電流，節(jié)省了一臺電流互感器。常用于6－35kV中性點(diǎn)不接地三相三線制系統(tǒng)的測量和保護(hù)回路。任務(wù)

1二電流互感器的接線方案圖

6 兩相電流差式接線星形接線：3圖6

兩相電流差式接線3 兩

相電

流差

接線Aof1732BCIA·IB·IC·L2K2 K2I

＞Ia IcL1 L1K1 K1· ·L2Ia

Ic· ·—

由三只互感器按星形連接而成。能反應(yīng)任何一相、任何形式的電流變化。用于110~500kV直接接地系統(tǒng)的測量和保護(hù)回路接線。任務(wù)

1二電流互感器使用注意事項(xiàng)電流互感器在工作時(shí)其二次側(cè)不得開路，在安裝時(shí)，其二次接線要求牢靠，且不允許接入熔斷器和開關(guān)。1電流互感器的二次側(cè)有一端必須接地?；ジ衅鞫蝹?cè)一端接地，是為了防止其一、二次繞組間絕緣擊穿時(shí)，一次側(cè)的高電壓竄入二次側(cè)，危及人身和設(shè)備的安全。2電流互感器在連接時(shí)，要注意其端子的極性。3of1832任務(wù)

1右圖所示。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：一次 繞組匝數(shù)很多，而二次繞組匝數(shù)很 少，相當(dāng)于降壓變壓器。工作時(shí)， 一次繞組并聯(lián)在一次電路中，而二 次繞組并聯(lián)儀表、繼電器的電壓線 三基

本

結(jié)

構(gòu)

原

理基本結(jié)構(gòu)原理和接線方案圖8

電壓互感器的基本結(jié)構(gòu)原理1

-鐵心；2

-一次繞組；3-二次繞組of1932

電磁式電壓互感器的工作原理、構(gòu)造和連接方法都和普通電力變壓器相似。其特點(diǎn)是：①一次線圈并聯(lián)接在電路中，其匝數(shù)很多，阻抗很大，因而它的接入對被測電路沒有影響；②二次側(cè)并接的儀表和繼電器的電壓線圈具有很大阻抗，在正常運(yùn)行時(shí)，電壓互感器接近于空載運(yùn)行；一般為100v。③其一次回路電壓大小與互感器二次負(fù)荷無關(guān)，因此電壓互感器對二次系統(tǒng)相當(dāng)于一個恒壓源。額定電壓變比：任務(wù)

1一3abof2032①TV與電路并聯(lián)連接。一次繞組并接于被測回路；二次繞組與其負(fù)載亦為并聯(lián)關(guān)系。②一次側(cè)電壓不受二次負(fù)載的影響，為被測電力網(wǎng)的電壓。③二次繞組近似工作在開路狀態(tài)。二次繞組的負(fù)載是測量儀表和繼電器的電壓線圈，阻抗很大，通過的電流很小.④二次側(cè)繞組不允許短路。二次側(cè)流過的電流由二次回路的阻抗決定.短路時(shí)將產(chǎn)生很大的短路電流，損壞TV.為了保護(hù)TV，一般在二次側(cè)出口處安裝熔斷器或快速斷路器，用于過載和短路保護(hù).工作特性任務(wù)

1三接

線

方

案圖9

電壓互感器的接線方案（a）一個單相電壓互感器；（b

）兩

相單相

接成V

/

V

形；Bof2132電壓互感器在電力系統(tǒng)中要測量的電壓有線電壓、相電壓和零序電壓。為了測取這些電壓，電壓互感器就有了不同的接線方式。（1）單相式接線對3~35kV小電流接地系統(tǒng)，接于兩相之間，測量相間電壓。對110~220kV中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，接于一相和地之間，測量相電壓.任務(wù)

1三接

線

方

案圖9

電壓互感器的接線方案（a）一個單相電壓互感器；（b

）兩

相單相

接成V

/

V

形；Bof2232（2）V－V接線（不完全星形接線）

兩臺單相電壓互感器接于線電壓Uab、Ubc上

可用來測量線電壓，但不能測量相電壓。

只使用兩個TV獲得三個線電壓，接線簡單，經(jīng)濟(jì)，廣泛用于35kV及以下的電網(wǎng)中。任務(wù)

1三接

線

方

案圖9

電壓互感器的接線方案（a）一個單相電壓互感器；（b

）兩

相單相

接成V

/

V

形；Bof2332（3）星-星-開口三角形接線

(a)一臺三相五柱式電壓互感器一次繞組接成星形?；径卫@組也接成星形，既可測量線電壓，又可測量相電壓。附加二次繞組接成開口三角形。在3－35kV小電流接地系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。任務(wù)

1三接

線

方

案圖9

電壓互感器的接線方案（a）一個單相電壓互感器；（b

）兩

相單相

接成V

/

V

形；Bof2432（3）星-星-開口三角形接線

(b)三臺單相三繞組電壓互感器任務(wù)

1一3abof2532(1)根據(jù)根據(jù)相數(shù)的不同，分為單相式單相式和三相式三相式。

單項(xiàng)式可制成任意電壓等級三相式一般只有20kV以下電壓等級。(2)根據(jù)根據(jù)安裝地點(diǎn)的不同，分為戶內(nèi)式和戶外式。

35kV及以下多制成戶內(nèi)式(3)根據(jù)根據(jù)繞組的不同，分為雙繞組式和三繞組式。三繞組電壓互感器有兩個二次繞組

一個是基本二次繞組，用于測量儀表和繼電器；

另一個為輔助二次繞組（開口三角繞組、剩余電壓繞組），用來反映單相接地故障（零序電壓）(4)按絕緣分為干式干式、澆注式澆注式、油浸式油浸式和氣體絕緣式氣體絕緣式。電壓互感器的類型任務(wù)

1一3abof2632

干式：只適用于6kV以下空氣干燥的戶內(nèi)澆注式：一、二次繞組連同引出線用環(huán)氧樹脂澆注成整體，用于3-35kV戶內(nèi)。電壓互感器的類型任務(wù)

1一3abof2732

油浸式：分為普通結(jié)構(gòu)和串級結(jié)構(gòu)兩種。普通結(jié)構(gòu)：二次繞組和一次繞組完全相互耦合。

用于3－35kV電壓互感器的類型任務(wù)

1一3abof2832

SF6氣體絕緣式：一般用于110kV及以上系統(tǒng)。電壓互感器的類型任務(wù)

1二電流互感器的選擇35kV及以下的電壓互感器一、二次側(cè)均裝有熔斷器保護(hù)，不需要校驗(yàn)短路動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。1.電壓互感器一次回路額定電壓選擇一次額定電壓不小于電網(wǎng)的額定電壓。2.電壓互感器種類和型式的選擇電壓互感器的種類和型式應(yīng)根據(jù)裝設(shè)地點(diǎn)和使用條件進(jìn)行選擇，例如:在6~35kV屋內(nèi)配電裝置中，一般采用干式或澆注式；110~220kV配電裝置通常采用串級式電磁式電壓互感器；220kV及其以上配電裝置，當(dāng)容量和準(zhǔn)確級滿足要求時(shí)，也可采用電容式電壓互感器。of2932任務(wù)

1二電流互感器的選擇4.準(zhǔn)確級選擇電壓互感器的準(zhǔn)確級不小于所接儀表的準(zhǔn)確值。一般供功率測量、電能測量以及功率方