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电流互感器及二次系统 电流互感器的作用 电流互感器的作用是将一次设备的大电流转换成二次设备使用的小电流 提供各种仪表 继电保护装置用的电流 并将二次系统与高压系统隔离 它不仅保证了人身和设备的安全 也使仪表和继电器等二次设备的制造简单化 标准化 提高了经济效益 电流互感器二次回路的基本要求 1 电流互感器的接线方式 应能满足测量仪表 远动装置 继电保护和自动装置检测回路的具体要求 2 电流互感器二次回路应有一个可靠的接地点 但不允许有多个接地点 否则会使继电保护不正确动作或仪表测量不准确 3 应有防止二次回路开路的措施 4 为保证电流互感器能在要求的准确级下运行 其二次负载不应大于运行负载 5 应保证电流互感器极性的正确连接 电流互感器的工作原理 电流互感器相当于一个阻抗很小的变压器 其一次绕组与一次主电路串联 二次负荷 仪表 遥测或保护装置等 以串联形式接在电流互感器的二次绕组回路 电流互感器的变比一般为5A 在部分变电站中 如果高压配电装置远离控制室 为了增加电流互感器的二次允许负荷 减小连接电缆的导线截面及提高精确等级 多选用二次额定电流为1A的电流互感器 相应的 微机保护装置也应选用交流电流输入为1A的产品 电流互感器的极性 表示单相电流互感器的一次与二次的绕组引出端子的相位关系叫作极性 电流互感器的一次线圈端子标志L1 L2 在二次侧线圈的接线端子标志K1 K2 当一次电流由L1流向L2时 二次侧电流由K2流出经外部回路流向K1为加极性接线 当一次电流由L1流向L2时 二次侧电流由K1流出经外部回路流向K2为减极性接线 测量 继电保护装置一般采用减极性接线 同极性端子 保护 测量装置极性接反出现的现象 母线保护出现差流 保护装置报TA断线或者误动作 变压器差动保护误动或拒动 方向保护误动或拒动 计量 测量仪表出现反向或者指示误差 电流互感器的二次接线形式 1 一个电流互感器的单相式接线 2 两个电流互感器的不完全星形接线 3 三个电流互感器的完全星形接线 4 三个电流互感器的三角形接线 5 两个电流互感器的差式接线 6 零序电流滤序器接线 7 两个电流互感器的和式接线 一个电流互感器的单相式接线 一个电流互感器的单相式接线特点 只用一个电流互感器 用于测量三相对称负载的一相电流 变压器中性点和电缆线路的零序电流 两个电流互感器的不完全星形接线 两个电流互感器的不完全星形接线特点 这种接线可以反映相间短路故障 主要应用在小电流接地系统 目前 35kV及10kV架空线路在不考虑 小电流接地选线 功能 以后简称 选线 的情况下多采用此接线方式 以节省一只电流互感器 否则 必须配置三只电流互感器 以获得零序电流实现 选线 功能 电缆出线时 配置了专用的零序电流互感器实现 选线 功能 也按此方式配置 三个电流互感器的完全星形接线 三个电流互感器的完全星形接线特点 这种接线可以测量三相电流 有功功率 无功功率 电能等 可以反映单相接地故障 相间短路及三相短路等各种故障 变压器 电容器 大电流接地系统线路等设备配置的电流互感器均采用此接线方式 三个电流互感器的三角形接线 三个电流互感器的三角形接线特点 这种接线很少应用于测量回路 主要应用于保护回路 采用Y d11接线的变压器星形侧电流滞后三角形侧线电流30 在差动保护的电流回路中 将星形侧的电流互感器接成三角形 三角形侧的电流互感器接成星形 以消除相位差 目前 主变微机差动保护本身可以实现因主变组别造成的相位角差的校正 主变星形侧和三角形侧电流互感器均采用完全星形接线 变压器差动保护原理接线图 两个电流互感器的差式接线 两个电流互感器的差式接线特点 这种接线俗称两相电流差接线 可以测量对称的负荷电流和反映相间故障 主要应用在小电流接地系统的高压电动机保护回路 零序电流滤序器接线 零序电流滤序器接线特点 零序电流滤序器接线只能反映零序电流 广泛应用于大电流接地系统 构成零序保护 当零序保护和其他保护共用电流互感器时 可在其他保护的后侧将其接成零序滤序器 电流互感器的和式接线 电流互感器的和式接线特点 这种接线主要用于3 2接线的测量 保护回路 电磁式的变压器差动保护 母线差动保护 线路横差保护等回路 电流互感器二次回路的接地保护 电流互感器一 二次绕组间绝缘损坏 高电压将侵入二次回路 危及人身和设备安全 因此 电流互感器二次必须可靠接地且只允许一点接地 所有和电流接线的电流互感器只允许有一个接地点 电流互感器二次不允许开路 电流互感器正常运行时 二次负载阻抗很小 近于短路状态 一旦二次回路开路 二次电流等于零 其去磁作用消失 励磁电流骤增为一次电流 在二次线圈产生很高的电势 其峰值可达几千伏 威胁人身安全 或造成仪表 保护装置 互感器二次绝缘损坏 另一方面原绕组磁化力使铁芯磁通密度过度增大 可能造成铁芯强烈过热而损坏 防止电流互感器二次开路的措施 1 电流互感器二次回路不允许装设熔断器等短路保护设备 2 电流互感器二次回路一般不进行切换 当必须切换时 应有可靠的防止开路措施 3 继电保护与测量仪表一般不合用电流互感器 4 对已安装好而不使用的电流互感器必须将其二次绕组的端子短接并接地 5 电流互感器二次回路的端子应采用试验端子 6 应保证电流互感器二次回路的连接导线有足够的机械强度 电流互感器与保护 一次设备保护的保护范围是由其使用的电流互感器的位置决定的 例如母差保护的保护范围是母差用电流互感器之间的所有一次设备 主变差动保护的范围为主变差动用电流互感器范围内所有一次设备 线路保护的范围是所用电流互感器的外侧 因此运行人员一定要清楚保护所使用的电流互感器的位置 以便在事故处理时正确判断 电流互感器的配置 变压器和电容器必须在三相都配置电流互感器 110kV及以上线路属于大电流接地系统 发生单相接地故障时保护应动作跳闸 必须在三相都配置电流互感器 10kV线路属于小电流接地系统 允许单相接地运行一段时间 为节省一只电流互感器 往往只在A C两相配置电流互感器 同时 这种配置在同一系统发生两条线路不同相接地故障时 有2 3的机会只切断一条线路 3 2接线的电流和回路 3 2接线方式 由中间开关及边开关的电流互感器的二次电流和进入保护和计量回路 桥接线差动保护用电流互感器配置 练习题 电流互感器的作用 电流互感器的作用是将一次设备的大电流转换成二次设备使用的小电流 提供各种仪表 继电保护装置用的电流 并将二次系统与高压系统隔离 它不仅保证了人身和设备的安全 也使仪表和继电器的制造简单化 标准化 提高了经济效益 电流互感器二次侧开路时会产生什么严重后果 电流互感器一次电流大小与二次负载的电流大小无关 互感器正常工作时 由于阻抗很小 接近短路状态 一次电流所产生的磁化力大部分被二次电流所补偿 总磁通密度不大 二次线圈电势也不大 当电流互感器开路时 阻抗无限增大 二次