6-5互感器的基本原理.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,互感器的运行与检修,互感器的基本原理,2,3,电流互感器的原理接线如图：,电力系统中广泛采用的是电磁式电流互感器，它的工作,原理和变压器相似。,TV,N,1,N,2,I2,I1,负载,A,Wh,TA,电流互感器的工作特点：,一次绕组,串联,在所测量,的一次回路中，并且匝数,很少。因此，一次绕组中,的电流,I,1,完全取决于被测,回路的负荷电流，而与二,次绕组电流,I,2,大小无关。,02,互感器的基本原理,电流互感器,2025/7/23 周三,第6章 导体和电气设备的原理与选择,4,电流互感器的原理接线如图：,电力系统中广泛采用的是电磁式电流互感器，它的工作,原理和变压器相似。,TV,N,1,N,2,I,2,I,1,负载,A,Wh,TA,电流互感器的工作特点：,二次绕组匝数,N,2,很多，是一次绕组匝数的若干倍。二次绕组中的电流,I,2,完全取决于一次绕组电流,I,1,。,即有：,02,互感器的基本原理,电流互感器,2025/7/23 周三,第6章 导体和电气设备的原理与选择,5,TV,N,1,N,2,I,2,I,1,负载,A,Wh,TA,电流互感器的二次回路中所串接的负载，是测量仪表和继电器的电流线圈。它们的阻抗都很小，因此,电流互感器在正常工作时，二次侧接近于短路状态,，这是与普通电力变压器的主要区别。,电流互感器在正常工作时，二次绕组绝对不允许开路,02,互感器的基本原理,电流互感器,2025/7/23 周三,第6章 导体和电气设备的原理与选择,6,TV,N,1,N,2,I,2,I,1,负载,A,Wh,TA,电流互感器在正常工作,状态时，二次负荷电流,I,2,所产生的二次磁势,F,2,对一,次磁势,F,1,有去磁作用，因,此合成磁势,F,0,及铁芯中的,合成磁通,数值都不大，,在二次绕组内所感应的电,势,E,2,数值不超过几十伏。,为了减小电流互感器的尺寸、重量和造价，其,铁芯,截面是按正常工作状态,（即合成磁势,F,0,及铁芯中合成,磁通,数值都不大的状态）,设计的,。,I,1,N,1,-I,2,N,2,=I,0,N,1,02,互感器的基本原理,电流互感器,2025/7/23 周三,Z,2f,r,1,x,1,I,1,r,2,x,2,r,0,x,0,I,2,I,0,E,2,U,2,1.,误差的来源,I,1,=I,0,+I,2,=I,0,+k,i,I,2,可见，由于电流互感器,本,身存在励磁损耗和磁饱和,等影响，使,一次电流,I,1,和二次电流,I,2,在,大小和相位上都有误差,。,I,1,N,1,=I,0,N,1,+I,2,N,2,I,2,U,2,E,2,I,2,N,2,I,0,N,1,I,1,N,1,a,o,b,c,+,i,I,1,I,0,02,互感器的基本原理,电流互感器,A.,运行时，应使一次实际电流接近一次额定电流。,B.,减小铁芯的磁阻,r,m,，达到减小磁势,F,0,的目的。,增大铁芯的横截面,S,，磁路不易饱和,缩短磁路长度,L(,如采用圆形截面铁芯,),采用磁导率,高的电工钢,C.,要尽量减小二次回路的负载,Z,2L,。,D.,功率因数,cos,2,Cos,2,降低，,2,增大，,增大，,f,i,增大，,i,减小,02,互感器的基本原理,电流互感器,2025/7/23 周三,第6章 导体和电气设备的原理与选择,9,电流互感器的准确级以电流误差,f,i,来定义的。即：,在规定的二次负荷变化范围内，一次电流为额定值时的最大电流误差,。（准确级越大误差越大，精度越低）,1.,电流互感器的准确级,测量用：,0.2,级,0.5,级,1,级,3,级,10,级,保护用：,P,级,TP,级（相当于,3,级,10,级）,只有二次负载阻抗,Z,2f,在一定范围内（小于某个值），,才能保证电流互感器达到一定的准确级。,同一台电流互感器工作在不同准确级时，可以带不同,范围（上限值）的二次负载阻抗。,02,互感器的基本原理,电流互感器,电流互感器的额定容量,S,N2,是指在二次额定电流,I,N2,和额定二次阻抗,Z,N2,下运行时，二次绕组输出的容量。即：,2.,电流互感器的额定容量,额定容量和额定阻抗只差一个系数，额定容量常用二次额定阻抗来表示。,同一台电流互感器工作在不同准确级时，会有不同的,额定容量，即可以带不同范围的额定二次阻抗。,02,互感器的基本原理,电流互感器,2025/7/23 周三,第6章 导体和电气设备的原理与选择,11,2.,电流互感器的额定容量,要想保证准确级，就要保证：,Z,2f,Z,N2,(,或,S,2f,S,N2,),型号,准确级,额定容量,LA,10,0.5,0.4,1,0.4,3,0.6,仪表,继电器,电缆,接头,02,互感器的基本原理,电流互感器,第6章 导体和电气设备的原理与选择,12,电流互感器的种类很多，型号中的字母符号代表了其类型，其表示方式如下：,02,互感器的基本原理,电流互感器,2025/7/23 周三,第6章 导体和电气设备的原理与选择,13,如图为电流互感器的结构原理图。,02,互感器的基本原理,电流互感器,2025/7/23 周三,第6章 导体和电气设备的原理与选择,14,单匝式电流互感器的原理图,一次绕组,二次绕组,铁芯,绝缘,应用范围：,35kV,及以上的接地金属箱型断路器,LMZ-0.5,型电流互感器（母线型）,02,互感器的基本原理,电流互感器,2025/7/23 周三,第6章 导体和电气设备的原理与选择,15,LZZB-10,型电流互感器,（支柱式）,一次接线端子,一次绕组和部分二次绕组,二次接线端子,铁芯,二次绕组,底座,电流互感器的结构（多匝式）,02,互感器的基本原理,电流互感器,2025/7/23 周三,第6章 导体和电气设备的原理与选择,16,LB-220W2,型电流互感器,LVQB-110SF6,绝缘电流互感器,一次绕组,出线端,瓷套,二次出线盒,电流互感器的结构（,110kV,及以上）,02,互感器的基本原理,电流互感器,2025/7/23 周三,第6章 导体和电气设备的原理与选择,17,02,互感器的基本原理,电流互感器,2025/7/23 周三,第6章 导体和电气设备的原理与选择,18,02,互感器的基本原理,电流互感器,2025/7/23 周三,第6章 导体和电气设备的原理与选择,19,LVQBT-500kV SF,6,电流互感器,02,互感器的基本原理,电流互感器,02,互感器的基本原理,电流互感器,02,互感器的基本原理,电流互感器,穿墙式电流互感器,02,互感器的基本原理,电流互感器,支持式电流互感器,SAS,型电流互感器为倒立式结构，一次导管为直线型。,外壳铝铸件，铁芯及二次绕组由已经过特殊试验的树脂浇注件支撑,二次绕组引出线通过引线套管接到互感器底座接线盒内的二次套管。,左图中：,1-,防爆片,2-,外壳,3-,铁芯外壳,4-,一次导管,5-,引线套管,6-,复合绝缘套管,7-,接线盒,8-,底座,02,互感器的基本原理,电流互感器,2025/7/23 周三,第6章 导体和电气设备的原理与选择,24,不同的二次负荷对电流互感器有不同的精度要求。为了节省空间和成本，往往几个铁芯（各自绕着相应的二次绕组）共享一个一次线圈，构成一台电流互感器。,一般,3-35kV,电流互感器均有两个二次绕组；,110kV,电流互感器有,3-4,个二次绕组；而,220kV,则有,4-5,个二次绕组,。,另外，为了适应不同一次负荷电流的要求，,110kV,及以上的电流互感器常常将一次绕组分成几组，通过改变一次绕组的串并联关系，即可方便地获得,2,3,个额定电流比。,02,互感器的基本原理,电流互感器,2025/7/23 周三,第6章 导体和电气设备的原理与选择,25,单相式接线,单相式接线仅反映三相电流平衡系统的运行状态，可作为一般测量和过负荷保护等。,02,互感器的基本原理,电流互感器,2025/7/23 周三,第6章 导体和电气设备的原理与选择,26,不完全星形接线,不完全星形接线常用于,6,10kV,中性点不直接接地三相三线制系统中，可供三相二元件功率表或电能表使用，仅取,A,相电流和,C,相电流即可。它们的公用回线中流过的电流即为,B,相电流，从而节省了一台电流互感器。,02,互感器的基本原理,电流互感器,2025/7/23 周三,第6章 导体和电气设备的原理与选择,两相电流差接线,两相电流差接线可用于,6,10kV,的过电流保护。,常用于继电保护中。例如，用于线路或电动机的短路保护及并联电容器的横联差动保护等，它能反应各种,相间短路,，但灵敏度各不相同。正常工作时，通过仪表或继电器的电流是W相电流和U相电流的相量差。,02,互感器的基本原理,电流互感器,2025/7/23 周三,第6章 导体和电气设备的原理与选择,三相星形接线,三相星形接线广泛应用于负荷不平衡的三相四线制系统，也可用于一般的三相三线制系统，可测量电路的三相电流，监视各相负荷不对称情况。,02,互感器的基本原理,电流互感器,（六）结构,1.,基本组成部分,绕组、铁芯、绝缘物和外壳,一台,TA,常安装有相互间没有磁联系的独立的铁芯环和二次绕组，并共用一次绕组。,为了适应一次电流变化和减少产品规格，常将一次绕组分成几组（单匝式、多匝式）。,02,互感器的基本原理,电流互感器,电流互感器的使用注意事项,电流互感器必须保证一定的准确度，才能保证测量精确和保护装置正确地动作。电流互感器的负载阻抗不得大于与准确级相对应的额定阻抗。因为若负载阻抗过大，则电流互感器的准确度不能满足要求。电流互感器一次侧的额定电流小于或等于一次回路的负荷电流，且不宜小得太多，否则，电流互感器的准确度也不能满足要求。,02,互感器的基本原理,电流互感器,2025/7/23 周三,31,1.,结构类型和准确度的确定,电流互感器准确级的确定，取决于二次负荷的性质。,O.2,级用于实验室的精密测量、重要的发电机和变压器回路及,500kV,重要回路；二次负荷如果属一般电能计量，则电流互感器采用,O.5,级；功率表和电流表可配用,1.O,级的电流互感器；一般测量则可用,3.0,级。如果几个性质不同的测量仪表需要共用一台电流互感器时，则互感器的准确级按就高不就低的原则确定。,02,互感器的基本原理,电流互感器,2025/7/23 周三,第6章 导体和电气设备的原理与选择,32,按工作原理，电压互感器可分为：,电压互感器的作用是把高电压变为低电压。,电磁式电压互感器,电力变压器型，原理和普通变压器相似；,适用于,6kV,110kV,系统；,价格贵，容量大，误差小（相对于后者）,电容式电压互感器,电容分压型；,适用于,110kV,500kV,系统；,价格低容量小，误差大（相对于前者）,02,互感器的基本原理,电压互感器,2025/7/23 周三,第6章 导体和电气设备的原理与选择,33,3-35kV,电磁式电压互感器,干式、浇注式、油浸式,JDZX3-6Q,型浇注互感器,JDJ-10,型电压互感器,一次接线端子,高压绝缘套管,一、二次绕组,铁芯（壳式）,二次接线端子,02,互感器的基本原理,电压互感器,JDCF-220,型油浸式电压互感器,瓷套,高压引出端,二次线圈引出端,JDCF-110,型电压互感器,02,互感器的基本原理,电压互感器,JDQHX-110W2,型复合,绝缘,SF6,电压互感器,JDQX-110W2,型,SF6,电压互感器,高压引出端,复合绝缘外套,二次线圈出线盒,02,互感器的基本原理,电压互感器,2025/7/23 周三,第6章 导体和电气设备的原理与选择,36,特高压,1000kV,电容式电压互感器,02,互感器的基本原理,电压互感器,2025/7/23 周三,第6章 导体和电气设备的原理与选择,37,02,互感器的基本原理,电压互感器,（一）分类,1.,按照结构分类,三相三柱式,三相式,三相五柱式,单相式,2.,按照安装位置不同,母线,PT:,测量母线电压,线路,PT:,测量线路电压,3.,按照原理分类,电磁式电压互感器,电容式电压互感器,02,互感器的基本原理,电压互感器,1.,电磁式电压互感器的工作原理,TA,N,1,N,2,U,2,U,1,负载,V,Wh,TV,电磁式电压互感器的工,作原理、构造和连接方,法都和普通电力变压器,相同。,其主要区别在于电压互,感器的容量很小，通常,只有几十到几百伏安。,02,互感器的基本原理,电压互感器,2.,电磁式电压互感器的工作状态,一次绕组,并联,在所测量的一次回路中。一次绕组电压等于电网电压，不受二次回路负荷的影响；并且在大多数情况下，二次负荷是恒定的。,接在二次绕组的负荷是仪表和继电器的电压线圈，它们的阻抗很大，通过的电流很小，因此，,电压互感器正常工作时，二次绕组接近于空载状态,（,即是说，运行中的电压互感器，二次绕组决不能短路,）。此时，二次电压接近于二次电势，并决定于一次电压值。,即有：额定电压比,1.,电磁式电压互感器的误差来源,Z,2f,r,1,x,1,I,1,r,2,x,2,r,0,x,0,I,2,I,0,E,2,U,2,U,1,I,0,r,1,o,2,a,u,+,u,-,u,-f,u,U,2,I,2,I,0,U,1,b,o,c,jI,0,x,1,I,2,(r1+r,2,),jI,2,(x1+x,2,),+f,u,02,互感器的基本原理,电压互感器,2025/7/23 周三,第6章 导体和电气设备的原理与选择,42,2.,影响误差的因素,I,0,r,1,o,2,a,u,+,u,-,u,-f,u,U,2,I,2,I,0,U,1b,o,c,jI,0,x,1,I,2,(r1+r,2,),jI,2,(x1+x,2,),d,+f,u,影响误差的因素有：,互感器本身的构造及材料,内阻抗,r,1,、,x,1,、,r,2,、,x,2,空载电流,I,0,互感器的运行工况,二次负载电流,I,2,的大小,二次负载的功率因数,cos,2,一次侧电压,U,1,的大小,02,互感器的基本原理,电压互感器,2025/7/23 周三,第6章 导体和电气设备的原理与选择,43,电压互感器的准确级以电压误差,f,u,来定义的。,在规定的一次电压和二次负荷变化范围内，二次负荷功率因数为额定值时，电压误差的最大值,。（准确级越大，误差越大，精度越低）1.,电压互感器的准确级,测量用：,0.2,级,0.5,级,1,级,3,级,保护用：,3P,6P,只有二次负载阻抗,Z,2f,在一定范围内（大于某个值），才能保证电压互感器达到一定的准确级。,同一台电压互感器工作在不同准确级时，可以带不同,范围（下限值）的二次负载阻抗。,02,互感器的基本原理,电压互感器,2025/7/23 周三,第6章 导体和电气设备的原理与选择,44,电压互感器的额定容量,S,N2,是指对应于最高准确级下的容量,(VA),。即：电压互感器在这种负荷容量下所引起的误差，不会超过这一准确级规定的数值。,2.,电压互感器的额定容量,同一台电压互感器工作在不同准确级时，会有不同的额定容量，即可以带不同范围的额定二次阻抗。,另外，按照电压互感器在最高工作电压下长期工作允,许发热条件，还规定有最大（极限）容量。,02,互感器的基本原理,电压互感器,2025/7/23 周三,第6章 导体和电气设备的原理与选择,45,2.,电压互感器的额定容量,例如：,JSJW-10,型电压互感器,二次绕组额定容量,(VA),最大容量,(VA),0.5,级,1,级,3,级,120,200,400,960,02,互感器的基本原理,电压互感器,1.,电压互感器的分类和结构,(1),单相式和三相式。,35kV,及以上电压等级不制造三相式，均为单相式电压互感器。,(2),户内式和户外式。,35kV以下多制成户内式；,110kV,及以上电压等级则制成户外式；,35kV,电压互感器既有户内式也有户外式。,02,互感器的基本原理,电压互感器,1.,电压互感器的分类和结构,(3),双绕组和三绕组。三绕组电压互感器有两个二次绕组，一个是基本二次绕组，用于测量仪表和继电器；另一个称为附加二次绕组或开口三角绕组，用来反映系统单相接地。,(4),按绝缘分为干式、浇注式、油浸式和瓷绝缘。油浸式又分为普通结构和串级结构两种。,3,35kV,电压等级都制成普通结构，,110kV,及以上电压等级的电压互感器才制成串级结构。,02,互感器的基本原理,电压互感器,2025/7/23 周三,第6章 导体和电气设备的原理与选择,48,1.,电压互感器的分类和结构,如图为,110kV,串级式电压互感器内部结构图和接线示意图。,02,互感器的基本原理,电压互感器,2025/7/23 周三,第6章 导体和电气设备的原理与选择,49,2.,电压互感器的型号含义,02,互感器的基本原理,电压互感器,2025/7/23 周三,第6章 导体和电气设备的原理与选择,50,图,(a)单相电压互感器,接线仅用于小接地电流系统（,35kV,及以下），只能测得线电压。,图,(b)单相电压互感器,接线只能用于大接地电流系统（,110kV,及以上），只能测量相电压。,02,互感器的基本原理,电压互感器,2025/7/23 周三,第6章 导体和电气设备的原理与选择,51,图,(c)V-V,型接线是由两台单相电压互感器组成的,V,V,形接线（二次侧,b,相接地），可用来测量线电压，但不能测量相电压，广泛用于,35kV,及以下的电网中。,02,互感器的基本原理,电压互感器,2025/7/23 周三,第6章 导体和电气设备的原理与选择,52,图,(d),所示为一台三相五柱式电压互感器接线。一次绕组接成星形，且中性点接地。基本二次绕组也接成星形，并中性点接地，既可测量线电压，又可测量相电压。,附加二次绕组每相的额定电压按,100V/3,设计，接成开口三角形，亦要求一点接地。正常时，开口三角形绕组两端电压为零，如果系统发生一相完全接地，开口三角形绕组两端会出现,100V,电压，供给绝缘监测继电器，使之发出一个故障信号（但不跳开断路器）。这种接线在,3,35kV,电网中得到广泛应用。,02,互感器的基本原理,电压互感器,2025/7/23 周三,第6章 导体和电气设备的原理与选择,53,图,(e),为由三台单相三绕组电压互感器构成的 接线。,用在小接地电流系统时二次绕组的额定电压为,100V/3,；而用在大接地电流系统中二次绕组的额定电压为,100V,。,其目的是不管在那种系统中当发生一次系统一相完全接地时，在开口三角形绕组两端的电压均为,100V,。,Y,0,/,Y,0,/,这种接线可用于小接地电流系统，也可用于大接地电流系统。但应注意两种情况下附加的二次绕组的额定电压不同。,02,互感器的基本原理,电压互感器,2025/7/23 周三,第6章 导体和电气设备的原理与选择,54,3,35kV,电压互感器高压侧一般经隔离开关和高压熔断器接入高压电网，低压侧也应装设熔断器。,110kV,及以上的电压互感器可直接经隔离开关接入电网，不设高压熔断器（低压侧仍需装熔断器）。,380V,的电压互感器可直接经熔断器接入电网，而不用隔离开关。,02,互感器的基本原理,电压互感器,