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文档简介
互感器、隔离开关、断路器、漏电保护器、电涌保护器、中间继电器 电流互感器名词定义中文名称电流互感器英文名称current transformer定义1将大电流变成小电流的互感器。 在正常使用情况下其比差和角差都应在允许范围内。 应用学科电力(一级学科);变电(二级学科)定义2利用电磁感应原理改变电流量值的器件。 应用学科机械工程(一级学科);电测量仪器仪表(二级学科);仪用互感器(三级学科)定义3将交流电流转换成可供仪表、继电器测量或应用的变流设备。 应用学科水利科技(一级学科);水力发电(二级学科);水电站电气回路及变电设备(三级学科)电流互感器原理是依据电磁感应原理的。 电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。 它的一次绕组匝数很少,串在需要测量的电流的线路中,因此它经常有线路的全部电流流过,二次绕组匝数比较多,串接在测量仪表和保护回路中,电流互感器在工作时,它的2次回路始终是闭合的,因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小,电流互感器的工作状态接近短路。 作用电流互感器的作用是可以把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较小的二次电流,用来进行保护、测量等用途。 如变比为400/5的电流互感器,可以把实际为400A的电流转变为5A的电流。 使用1)电流互感器的接线应遵守串联原则即一次绕阻应与被测电路串联,而二次绕阻则与所有仪表负载串联2)按被测电流大小,选择合适的变化,否则误差将增大。 同时,二次侧一端必须接地,以防绝缘一旦损坏时,一次侧高压窜入二次低压侧,造成人身和设备事故3)二次侧绝对不允许开路,因一旦开路,一次侧电流I1全部成为磁化电流,引起m和E2骤增,造成铁心过度饱和磁化,发热严重乃至烧毁线圈;同时,磁路过度饱和磁化后,使误差增大。 电流互感器在正常工作时,二次侧近似于短路,若突然使其开路,则励磁电动势由数值很小的值骤变为很大的值,铁芯中的磁通呈现严重饱和的平顶波,因此二次侧绕组将在磁通过零时感应出很高的尖顶波,其值可达到数千甚至上万伏,危机工作人员的安全及仪表的绝缘性能。 另外,二次侧开路使E2达几百伏,一旦触及造成触电事故。 因此,电流互感器二次侧都备有短路开关,防止一次侧开路。 如图l中K0,在使用过程中,二次侧一旦开路应马上撤掉电路负载,然后,再停车处理。 一切处理好后方可再用。 4)为了满足测量仪表、继电保护、断路器失灵判断和故障录波等装置的需要,在发电机、变压器、出线、母线分段断路器、母联断路器、旁路断路器等回路中均设具有28个二次绕阻的电流互感器。 对于大电流接地系统,一般按三相配置;对于小电流接地系统,依具体要求按二相或三相配置5)对于保护用电流互感器的装设地点应按尽量消除主保护装置的不保护区来设置。 例如若有两组电流互感器,且位置允许时,应设在断路器两侧,使断路器处于交叉保护范围之中6)为了防止支柱式电流互感器套管闪络造成母线故障,电流互感器通常布置在断路器的出线或变压器侧7)为了减轻发电机内部故障时的损伤,用于自动调节励磁装置的电流互感器应布置在发电机定子绕组的出线侧。 为了便于分析和在发电机并入系统前发现内部故障,用于测量仪表的电流互感器宜装在发电机中性点侧。 互感器原理在供电用电的线路中电流电压大大小小相差悬殊从几安到几万安都有。 为便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流,另外线路上的电压都比较高如直接测量是非常危险的。 电流互感器就起到变流和电气隔离作用。 较早前,显示仪表大部分是指针式的电流电压表,所以电流互感器的二次电流大多数是安培级的(如5A等)。 现在的电量测量大多数字化,而计算机的采样的信号一般为毫安级(0-5V、4-20mA等)。 微型电流互感器二次电流为毫安级,主要起大互感器与采样之间的桥梁作用。 微型电流互感器也有人称之为“仪用电流互感器”。 (“仪用电流互感器”有一层含义是在实验室使用的多电流比精密电流互感器,一般用于扩大仪表量程。 )微型电流互感器与变压器类似也是根据电磁感应原理工作,变压器变换的是电压而微型电流互感器变换的是电流罢了。 如图绕组N1接被测电流,称为一次绕组(或原边绕组、初级绕组);绕组N2接测量仪表,称为二次绕组(或副边绕组、次级绕组)。 微型电流互感器一次绕组电流I1与二次绕组I2的电流比,叫实际电流比K。 微型电流互感器在额定工作电流下工作时的电流比叫电流互感器额定电流比,用Kn表示。 Kn=I1n/I2n微型电流互感器大致可分为两类,测量用电流互感器和保护用电流互感器。 接线方式电流互感器的接线方式按其所接负载的运行要求确定。 最常用的接线方式为单相,三相星形和不完全星形(图4a、b、c)。 电流互感器电流互感器接线方式电流互感器接线方式额定变比和误差互感器的额定变比KN指电压互感器的额定电压比和电流互感器的额定电流比。 前者定义为原边绕组额定电压U1N与副边绕组额定电压U2N之比;后者则为额定电流I1N与I2N之比。 即KN=U1N/U2N(对电压互感器)KN=I1N/I2N(对电流互感器)电压(或电流)互感器原边电压(或电流)在一定范围内变动时,一般规定为0.851.15U1N(或10120%I1N),副边电压(或电流)应按比例变化,而且原、副边电压(或电流)应该同相位。 但由于互感器存在内阻抗、励磁电流和损耗等因素而使比值及相位出现误差,分别称为比差和角差。 比差为经折算后的二次电压(或二次电流)与一次电压(或一次电流)量值大小之差对后者之比,即fU为电压互感器的比差,fI为电流互感器的比差。 当KNU2U1(或KNI2I1)时,比差为正,反之为负。 对没有采取补偿措施的电压互感器,比差为负,角差一般为正值,比差的绝对值和角差均随电压的增大而减小;铁心饱和时,比差与角差均随电压的增大而增大。 对于没有采取补偿措施的电流互感器,比差为负值,角差为正值,比差的绝对值和角差均随电流增大而减小。 采用补偿的办法可以减小互感器的误差。 一般通过在互感器上加绕附加绕组或增添附加铁心,以及接入相应的电阻、电感、电容元件来补偿。 常用的补偿法有匝数补偿、分数匝补偿、小铁心补偿、并联电容补偿等。 本段选择户外型电流互感器1电流互感器选择与检验的原则1)电流互感器额定电压不小于装设点线路额定电压2)根据一次负荷计算电流IC选择电流互感器变化3)根据二次回路的要求选择电流互感器的准确度并校验准确度4)校验动稳定度和热稳定度。 2电流互感器变流比选择电流互感器一次额定电流I1n和二次额定电流I2n之比,称为电流互感器的额定变流比,Ki=I1n/I2nN2/N1。 式中,N1和N2为电流互感器一次绕组和二次绕组的匝数。 电流互感器一次侧额定电流标准比(如20. 30、 40、 50、75. 100、150(A)、2Xa/C)等多种规格,二次侧额定电流通常为1A或5A。 其中2Xa/C表示同一台产品有两种电流比,通过改变产品顶部储油柜外的连接片接线方式实现,当串联时,电流比为a/c,并联时电流比为2Xa/C。 一般情况下,计量用电流互感器变流比的选择应使其一次额定电流I1n不小于线路中的负荷电流(即计算IC)。 如线路中负荷计算电流为350A,则电流互感器的变流比应选择400/5。 保护用的电流互感器为保证其准确度要求,可以将变比选得大一些。 表1电流互感器准确级和误差限值电流互感器准确级和误差限值3电流互感器准确度选择及校验所谓准确度是指在规定的二次负荷范围内,一次电流为额定值时的最大误差。 中国电流互感器的准确度和误差限值如表1所示,对于不同的测量仪表,应选用不同准确度的电流互感器。 准确度选择的原则计费计量用的电流互感器其准度为0205级;用于监视各进出线回路中负荷电流大小的电流表应选用1030级电流互感器。 为了保证准确度误差不超过规定值,一般还校验电流互感器二次负荷(伏安),互感器二次负荷S2不大于额定负荷S2n,所选准确度才能得到保证。 准确度校验公式S2S2n。 二次回路的负荷l取决于二次回路的阻抗Z2的值,则S2=I2n2Z2I2n2(Zi+RWl+RXC)或S2V1Si+I2n2(RWl+RXC)式中,Si、Zi为二次回路中的仪表、继电器线圈的额定负荷和阻抗,RXC为二次回路中所有接头、触点的接触电阻,一般取01,RWL为二次回路导线电阻,计算公式化为RWL=LC/(rS)。 式中,r为导线的导电率,铜线r=53m/(mm2),铝线r=32m(mm2),S为导线截面积(mm2),LC为导线的计算长度(m)。 设互感器到仪表单向长度为L1,则L1互感器为星形接LC=L1两相V形接线2L1一相式接线继电保护用的电流互感器的准确度常用的有5P和l0P。 保护级的准确度是以额定准确限值一次电流下的电流互感器最大复合误差%来标称的(如5P对应的%=5%)。 所谓额定准确限值一次电流即一次电流为额定一次电流的倍数(n=I1/I1n),也称为额定准确限值系数。 即要求保护用的电流互感器在可能出现的范围内,其最大复合误差不超过%值。 电流互感器%误差曲线校验步骤 (1)按照保护装置类型计算流过电流互感器的一次电流倍数 (2)根据电流互感器的型号、变比和一次电流倍数,在10%误差曲线上确定电流互感器的允许二次负荷 (3)按照对电流互感器二次负荷最严重的短路类型,计算电流互感器的实际二次负荷 (4)比较实际二次负荷与允许二次负荷。 如实际二次负荷小于允许二次负荷,表示电流互感器的误差不超过10%误差1)增大连接导线截面或缩短连接导线长度,以减小实际二次负荷2)选择比较大的电流互感器,减小一次电流倍数,增大允许二次负荷3)将电流互感器的二次绕组串联起来,使允许二次负荷增大一倍。 4电流互感器动稳定度和热稳定度校验厂家的产品技术参数中都给出了动稳定倍数Kes和热稳定倍数Kt,因此按下列公式分别校验动稳定和热定度即可。 1)动稳定度校验KesI1NiSh2)热稳定度校验(KtI1n)2tI (3)tima式中,t为热稳定电流时间。 测量用电流互感器电流互感器在测量交变电流的大电流时,为便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流(我国规定电流互感器的二次额定为5A或1A),另外线路上的电压都比较高如直接测量是非常危险的。 电流互感器就起到变流和电气隔离作用。 它是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获取电气一次回路电流信息的传感器,电流互感器将高电流按比例转换成低电流,电流互感器一次侧接在一次系统,二次侧接测量仪表、继电保护等。 正常工作时互感器二次侧处于近似短路状态,输出电压很低。 在运行中如果二次绕组开路或一次绕组流过异常电流(如雷电流、谐振过电流、电容充电电流、电感启动电流等),都会在二次侧产生数千伏甚至上万伏的过电压。 这不仅给二次系统绝缘造成危害,还会使互感器过激而烧损,甚至危及运行人员的生命安全。 电流互感器1次侧只有1到几匝,导线截面积大,串入被测电路。 2次侧匝数多,导线细,与阻抗较小的仪表(电流表/功率表的电流线圈)构成闭路。 电流互感器的运行情况相当于2次侧短路的变压器,忽略励磁电流,安匝数相等I1N1=I2N2电流互感器一次绕组电流I1与二次绕组I2的电流比,叫实际电流比I1/I2=N2/N1=k。 励磁电流是误差的主要根源。 测量用电流互感器的精度等级0.2/0.5/1/3,1表示变比误差不超过1%,另外还有0.2S和0.5S级。 保护用电流互感器的精度等级5P/10P,10P标示复合误差不超过10%。 保护用电流互感器保护用电流互感器主要与继电装置配合,在线路发生短路过载等故障时,向继电装置提供信号切断故障电保护用电流互感器路,以保护供电系统的安全。 保护用微型电流互感器的工作条件与测量用互感器完全不同,保护用互感器只是在比正常电流大几倍几十倍的电流时才开始有效的工作。 保护用互感器主要要求1.绝缘可靠,2.足够大的准确限值系数,3.足够的热稳定性和动稳定性。 保护用互感器在额定负荷下能够满足准确级的要求最大一次电流叫额定准确限值一次电流。 准确限值系数就是额定准确限值一次电流与额定一次电流比。 当一次电流足够大时铁芯就会饱和起不到反映一次电流的作用,准确限值系数就是表示这种特性。 保护用互感器准确等级5P、10P,表示在额定准确限值一次电流时的允许误差5%、10%线路发生故障时的冲击电流产生热和电磁力,保护用电流互感器必须承受。 二次绕组短路情况下,电流互感器在一秒内能承受而无损伤的一次电流有效值,称额定短时热电流。 二次绕组短路情况下,电流互感器能承受而无损伤的一次电流峰值,称额定动稳定电流。 保护用电流互感器分为1.过负荷保护电流互感器,2.差动保护电流互感器,3.接地保护电流互感器(零序电流互感器)本段产品选用指南工作原理电流互感器起到变流和电气隔离作用。 便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流,避免直接测量电流互感器线路的危险。 电流互感器是升压(降流)变压器,它是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获取电气一次回路电流信息的传感器,电流互感器将高电流按比例转换成低电流,电流互感器一次侧接在一次系统,二次侧接测量仪表、继电保护等。 名词解释额定工作电压,互感器允许长期运行的最高相同电压有效值。 额定一次电流,作为互感器性能基准的一次电流值。 额定二次电流,作为互感器性能基准的二次电流值,通常为5A或1A。 额定电流比,额定一次电流与额定二次电流之比。 选用要点 (1)额定电流(一次侧)应为线路正常运行时负载电流的1.01.3倍。 (2)额定电压。 应为0.5kV或0.66kV。 (3)注意精度等级。 若用于测量,应选用精度等级0.5或0.2级;若负载电流变化较大,或正常运行时负载电流低于电流互感器一次侧额定电流30%,应选用0.5级。 (4)根据需要确定变比与匝数。 (5)型号规格选择。 根据供电线路一次负荷电流确定变比后,再根据实际安装情况确定型号。 (6)额定容量的选择。 电流互感器二次额定容量要大于实际二次负载,实际二次负载应为25100%二次额定容量。 容量决定二次侧负载阻抗,负载阻抗又影响测量或控制精度。 负载阻抗主要受测量仪表和继电器线圈电阻、电抗及接线接触电阻、二次连接导线电阻的影响。 本段相关介绍施工、安装要点1.二次绕组必须可靠接地,以防止由于绝缘损坏后,一次侧高电压传入危及人身安全。 2.二次测绝对不容许开路。 开路时互感器成了空载状态,磁通高出额定时许多(1.4-1.8T),除了产生大量铁耗损坏互感器外,还在副边绕组感应出危险的高压,危及人身安全。 电流互感器铭牌标志电流互感器型号由以下几部分组成,各部分字母、符号表示内容第一个字母L电流互感器。 第二个字母F风压式;M母线式(穿芯式)。 第三个字母C瓷绝缘式;Z浇注式。 第四个字母B保护;D差动。 第一个字母数字电压等级(kV)。 例如LMZ0.66表示用环氧树脂浇注的穿芯式电流互感器0.66kV。 额定工作电压,互感器允许长期运行的最高相同电压有效值。 额定一次电流,作为互感器性能基准的一次电流值。 额定二次电流,作为互感器性能基准的二次电流值,通常为5A或1A。 额定电流比,额定一次电流与额定二次电流之比。 额定负荷,确定互感器准确级所依据的负荷值。 电流互感器二次K1.K2端子以外的回路阻抗都是电流互感器的负荷。 通常以视在功率伏安或以阻抗欧姆表示。 额定功率因数,二次额定负荷阻抗的有功部分与额定阻抗之比。 准确度等级,在规定使用条件下,互感器的误差在该等级规定的限值之内电力工程中计量常用的等级有0.2.0.5.0.2S、0.5S等。 注意事项副边绕组必须可靠接地,以防止由于绝缘损坏后,原边高电压传入危及人身安全。 副边绝对不容许开路。 开路时互感器成了空载状态,磁通高出额定时许多(1.4-1.8T),除了产生大量铁耗损坏互感器外,还在副边绕组感应出危险的高压,危及人身安全。 使用注意事项电流互感器-使用注意事项电流互感器运行时,副边不允许开路。 因为一旦开路,原边电流均成为励磁电流,使磁通和副边电压大大超过正常值而危及人身和设备安全。 因此,电流互感器副边回路中不许接熔断器,也不允许在运行时未经旁路就拆下电流表、继电器等设备。 电流互感器运行时,副边不允许开路。 原因如下1.电流互感器一次被测电流磁势I1N1在铁芯产生磁通12.电流互感器二次测量仪表电流磁势I2N2在铁芯产生磁通23.电流互感器铁芯合磁通=1+24.因为1.2方向相反,大小相等,互相抵消,所以=05.若二次开路,即I2=0,则=1,电流互感器铁芯磁通很强,饱和,铁心发热,烧坏绝缘,产生漏电6.若二次开路,即I2=0,则=1,在电流互感器二次线圈N2中产生很高的感生电势e,在电流互感器二次线圈两端形成高压,危及操作人员生命安全7.电流互感器二次线圈一端接地,就是为了防止高压危险而采取的保护措施因此,电流互感器副边回路中不许接熔断器,也不允许在运行时未经旁路就拆下电流表、继电器等设备。 电压互感器中文名称电压互感器英文名称voltage transformer,potential transformer;voltage transformer定义1将高电压变成低电压的互感器。 在正常使用情况下,其比差和角差都应在允许范围内。 应用学科电力(一级学科);变电(二级学科)定义2利用电磁感应原理改变交流电压量值的器件。 应用学科机械工程(一级学科);电测量仪器仪表(二级学科);仪用互感器(三级学科)定义3将交流高电压转化成可供仪表、继电器测量或应用的变压设备。 应用学科水利科技(一级学科);水力发电(二级学科);水电站电气回路及变电设备(三级学科)电压互感器电压互感器是一个带铁心的变压器。 它主要由 一、二次线圈、铁心和绝缘组成。 当在一次绕组上施加一个电压U1时,在铁心中就产生一个磁通,根据电磁感应定律,则在二次绕组中就产生一个二次电压U2。 改变一次或二次绕组的匝数,可以产生不同的一次电压与二次电压比,这就可组成不同比的电压互感器。 电压互感器将高电压按比例转换成低电压,即100V,电压互感器一次侧接在一次系统,二次侧接测量仪表、继电保护等;主要是电磁式的(电容式电压互感器应用广泛),另有非电磁式的,如电子式、光电式。 电压互感器的分类 (1)按安装地点可分为户内式和户外式。 35kV及以下多制成户内式;35kV以上则制成户外式。 (2)按相数可分为单相和三相式,35kV及以上不能制成三相式。 (3)按绕组数目可分为双绕组和三绕组电压互感器,三绕组电压互感器除一次侧和基本二次侧外,还有一组辅助二次侧,供接地保护用。 (4)按绝缘方式可分为干式、浇注式、油浸式和充气式,干式浸绝缘胶电压互感器结构简单、无着火和爆炸危险,但绝缘强度较低,只适用于6kV以下的户内式装置;浇注式电压互感器结构紧凑、维护方便,适用于3kV35kV户内式配电装置;油浸式电压互感器绝缘性能较好,可用于10kV以上的户外式配电装置;充气式电压互感器用于SF6全封闭电器中。 (5)此外,还有电容式电压互感器,电容式电压互感器实际上是一个单相电容分压管,由若干个相同的电容器串联组成,接在高压相线与地面之间,它广泛用于110kV330kV的中性点直接接地的电网中。 工作原理电压互感器其工作原理与变压器相同,基本结构也是铁心和原、副绕组。 特点是容量很小且比较恒定,正常运行时接近于空载状态。 电压互感器本身的阻抗很小,一旦副边发生短路,电流将急剧增长而烧毁线圈。 为此,电压互感器的原边接有熔断器,副边可靠接地,以免原、副边绝缘损毁时,副边出现对地高电位而造成人身和设备事故。 测量用电压互感器一般都做成单相双线圈结构,其原边电压为被测电压(如电力系统的线电压),可以单相使用,也可以用两台接成V-V形作三相使用。 实验室用的电压互感器往往是原边多抽头的,以适应测量不同电压的需要。 供保护接地用电压互感器还带有一个第三线圈,称三线圈电压互感器电压互感器。 三相的第三线圈接成开口三角形,开口三角形的两引出端与接地保护继电器的电压线圈联接。 正常运行时,电力系统的三相电压对称,第三线圈上的三相感应电动势之和为零。 一旦发生单相接地时,中性点出现位移,开口三角的端子间就会出现零序电压使继电器动作,从而对电力系统起保护作用。 线圈出现零序电压则相应的铁心中就会出现零序磁通。 为此,这种三相电压互感器采用旁轭式铁心(10KV及以下时)或采用三台单相电压互感器。 对于这种互感器,第三线圈的准确度要求不高,但要求有一定的过励磁特性(即当原边电压增加时,铁心中的磁通密度也增加相应倍数而不会损坏)。 注意事项使用注意1电压互感器在投入运行前要按照规程规定的项目进行试验检查。 例如,测极性、连接组别、摇绝缘、核相序等。 2电压互感器的接线应保证其正确性,一次绕组和被测电路并联,二次绕组应和所接的测量仪表、继电压互感器电保护装置或自动装置的电压线圈并联,同时要注意极性的正确性。 3接在电压互感器二次侧负荷的容量应合适,接在电压互感器二次侧的负荷不应超过其额定容量,否则,会使互感器的误差增大,难以达到测量的正确性。 4电压互感器二次侧不允许短路。 由于电压互感器内阻抗很小,若二次回路短路时,会出现很大的电流,将损坏二次设备甚至危及人身安全。 电压互感器可以在二次侧装设熔断器以保护其自身不因二次侧短路而损坏。 在可能的情况下,一次侧也应装设熔断器以保护高压电网不因互感器高压绕组或引线故障危及一次系统的安全。 5为了确保人在接触测量仪表和继电器时的安全,电压互感器二次绕组必须有一点接地。 因为接地后,当一次和二次绕组间的绝缘损坏时,可以防止仪表和继电器出现高电压危及人身安全。 施工、安装要点 1、副边绕组连同铁心必须可靠接地。 2、副边绝对不容许短路。 铭牌标志电压互感器电压互感器型号由以下几部分组成,各部分字母,符号表示内容第一个字母J电压互感器;第二个字母D单相;S三相第三个字母J油浸;Z浇注;第四个字母数字电压等级(KV)。 例如JDJ-10表示单相油浸电压互感器,额定电压10KV。 额定一次电压,作为互感器性能基准的一次电压值。 额定二次电压,作为互感器性能基准的二次电压值。 额定变比,额定一次电压与额定二次电压之比。 准确级,由互感器系统定的等级,其误差在规定使用条件下应在规定的限值之内负荷,二次回路的阻抗,通常以视在功率(VA)表示。 额定负荷,确定互感器准确级可依据的负荷值。 基本作用电压互感器电压互感器的作用是把高电压按比例关系变换成100V或更低等级的标准二次电压,供保护、计量、仪表装置使用。 同时,使用电压互感器可以将高电压与电气工作人员隔离。 电压互感器虽然也是按照电磁感应原理工作的设备,但它的电磁结构关系与电流互感器相比正好相反。 电压互感器二次回路是高阻抗回路,二次电流的大小由回路的阻抗决定。 当二次负载阻抗减小时,二次电流增大,使得一次电流自动增大一个分量来满足 一、二次侧之间的电磁平衡关系。 可以说,电压互感器是一个被限定结构和使用形式的特殊变压器。 简单的说就是“检测元件”。 接线方式电压互感器的接线方式很多,常见的有以下几种电压互感器 (1)用一台单相电压互感器来测量某一相对地电压或相间电压的接线方式 (2)用两台单相互感器接成不完全星形,也称VV接线,用来测量各相间电压,但不能测相对地电压,广泛应用在20KV以下中性点不接地或经消弧线圈接地的电网中。 (3)用三台单相三绕组电压互感器构成YN,yn,d0或YN,y,d0的接线形式,广泛应用于3220KV系统中,其二次绕组用于测量相间电压和相对地电压,辅助二次绕组接成开口三角形,供接入交流电网绝缘监视仪表和继电器用。 用一台三相五柱式电压互感器代替上述三个单相三绕组电压互感器构成的接线,除铁芯外,其形式与图3基本相同,一般只用于315KV系统。 (4)电容式电压互感器接线形式。 在中性点不接地或经消弧线圈接地的系统中,为了测量相对地电压,PT一次绕组必须接成星形接地的方式。 在360KV电网中,通常采用三只单相三绕组电压互感器或者一只三相五柱式电压互感器的接线形式。 必须指出,不能用三相三柱式电压互感器做这种测量。 当系统发生单相接地短路时,在互感器的三相中将有零序电流通过,产生大小相等、相位相同的零序磁通。 在三相三柱式互感器中,零序磁通只能通过磁阻很大的气隙和铁外壳形成闭合磁路,零序电流很大,使互感器绕组过热甚至损坏设备。 而在三相五柱式电压互感器中,零序磁通可通过两侧的铁芯构成回路,磁阻较小,所以零序电流值不大,对互感器不造成损害。 常见异常 (1)三相电压指示不平衡一相降低(可为零),另两相正常,线电压不正常,或伴有声、光信号,可能是互感器高压或低压熔断器熔断; (2)中性点非有效接地系统,三相电压指示不平衡一相降低(可为零),另两相升高(可达线电压)或指针摆动,可能是单相接地故障或基频谐振,如三相电压同时升高,并超过线电压(指针可摆到头),则可能是分频或高频谐振; (3)高压熔断器多次熔断,可能是内部绝缘严重损坏,如绕组层间或匝间短路故障; (4)中性点有效接地系统,母线倒闸操作时,出现相电压升高并以低频摆动,一般为串联谐振现象;若无任何操作,突然出现相电压异常升高或降低,则可能是互感器内部绝缘损坏,如绝缘支架绕、绕组层间或匝间短路故障; (5)中性点有效接地系统,电压互感器投运时出现电压表指示不稳定,可能是高压绕组N(X)端接地接触不良。 2电压互感器爆裂原因剖析及防范措施1故障现象及相关数据6kV系统共有八段,采用的是上海华通开关厂生产的电气组合柜,该厂设备自投产以来,主部件未发生大的缺陷,但其辅助测量PT发生了8台次损坏,现象表现为本体炸裂、内部绝缘物质喷出故障,致使6kV系统的相关保护不能投运,部分自动功能无法实现。 这给厂用系统的安全稳定运行带来了极大的隐患。 2故障原因初探1)产品质量不好如果由于产品本身绝缘、铁心叠片及绕制工艺不过关等,均可能致使电压互感器发热过量使绝缘长期处于高温下运行,从而导致绝缘加速老化,出现击穿。 该类型的电压互感器一次侧绕组发生匝间短路,这样电流会迅速增大,铁磁也将迅速饱和从而导致谐振过电压,使绝缘击穿,高压熔断器被熔断。 2)电压互感器二次负荷偏重, 一、二次电流较大,使二次侧负载电流的总和超过额定值,造成PT内部绕组发热增加,尤其是在电压高于PT额定电压(6kV)情况下,PT内部发热更加严重;再者,该系统属于中性点非有效接地系统,故一次侧电压在运行中容易发生偏斜,当某相出现高电压时,该相PT更加容易发生热膨胀爆裂。 3)由于铁磁谐振而造成电压互感器被击穿,因为被击穿的电压互感器所处的母线带的负荷呈感性的比较多,特别是、段,带有大容量的深井泵,在负荷分配上其感抗大于容抗,由于某种原因,而使系统电压波动(如深井泵频繁启停等),使电路中电流和电压发生突变,可能导致电压互感器铁心迅速饱和、感抗减小,当感抗小于容抗时,将产生铁磁谐振,导致电压互感器激磁电流增大几十倍,而过电压幅值将达到近2.5Ue,甚至于达到3.5Ue以上,而且持续时间较长,电压互感器在这样大电压、大电流下运行,使本身的温度也迅速升高,导致损坏。 3铁磁谐振的几个特点1)对于铁磁谐振电路,在相同的电源电势作用下回路可能不只一种稳定的工作状态。 电路到底稳定在哪种工作状态要看外界冲击引起的过渡过程的情况。 2)PT的非线性铁磁特性是产生铁磁谐振的根本原因,但铁磁元件的饱和效应本身也限制了过电压的幅值。 此外回路损耗也使谐振过电压受到阻尼和限制。 当回路电阻大于一定的数值时,就不会出现强烈的铁磁谐振过电压。 3)串联谐振电路来说,产生铁磁谐振过电压的的必要条件是0=1/L0C。 因此铁磁谐振可在很大的范围内发生。 4)维持谐振振荡和抵偿回路电阻损耗的能量均由工频电源供给。 为使工频能量转化为其它谐振频率的能量,其转化过程必须是周期性且有节律的,即?1/2(1,2,3?)倍频率的谐振。 5)铁磁谐振对PT的损坏。 电磁谐振(分频)一般应具备如下三个条件。 铁磁式电压互感器(PT)的非线性效应是产生铁磁谐振的主要原因。 PT感抗为容抗的100倍以内,即参数匹配在谐振范围。 要有激发条件,如PT突然合闸、单相接地突然消失、外界对系统的干扰或系统操作产生的过电压等。 据试验分频谐振的电流为正常电流的240倍以上,工频谐振电流为正常电流的4060倍左右,高频谐振电流更小。 在这些谐振中,分频谐振的破坏最大,如果PT的绝缘良好,工频和高频一般不会危及设备的安全,而6kV系统存在上述条件。 4铁磁谐振的常用消除办法根据以上分析配电系统铁磁谐振的特性,就不难找到加以解决的办法。 通常的解决办法有1)PT一次的中性点加装阻尼电阻。 该方法在已广泛采用,生产定型产品的厂家比较多,在实际运用中都取得了满意的效果。 如西安电瓷厂生产的RXQ系列消谐器,该消谐器串接于PT一次绕组中性点与地之间,内部材料为大容量的非线性碳化硅电阻片及散热片等串联组装于瓷套内而成。 其工作原理为在低压下消谐器呈高电阻值(可达几百千欧)使谐振在起始阶段不易发展,单相接地时,消谐器上出现千余伏电压,它的非线性电阻下降,使其不影响接地保护的工作。 2)在PT开口三角侧并联固定(或可变)阻尼,用于一些要求不太高的变电所或配电所。 隔离开关中文名称隔离开关英文名称disconnector,isolating switch;isolator定义1在分闸位置能够按照规定的要求提供电气隔离断口的机械开关装置。 应用学科电力(一级学科);变电(二级学科)定义2将相连的电路空载切断或关合的设备。 应用学科水利科技(一级学科);水力发电(二级学科);水电站电气回路及变电设备(三级学科)隔离开关隔离开关是高压开关电器中使用最多的一种电器,顾名思义,是在电路中起隔离作用的它本身的工作原理及结构比较简单,但是由于使用量大,工作可靠性要求高,对变电所、电厂的设计、建立和安全运行的影响均较大。 刀闸的主要特点是无灭弧能力,只能在没有负荷电流的情况下分、合电路。 隔离开关(disconnector)即在分位置时,触头间有符合规定要求的绝缘距离和明显的断开标志;在合位置时,能承载正常回路条件下的电流及在规定时间内异常条件(例如短路)下的电流的开关设备。 (IEV441-14-05)我们所说的隔离开关,一般指的是高压隔离开关,即额定电压在1kv及其以上的隔离开关,通常简称为隔离开关,是高压开关电器中使用最多的一种电器,它本身的工作原理及结构比较简单,但是由于使用量大,工作可靠性要求高,对变电所、电厂的设计、建立和安全运行的影响均较大。 刀闸的主要特点是无灭弧能力,只能在没有负荷电流的情况下分、合电路。 主要作用1)分闸后,建立可靠的绝缘间隙,将需要检修的设备或线路与电源用一个明显断开点隔开,以保证检修人员和设备的安全。 隔离开关2)根据运行需要,换接线路。 3)可用来分、合线路中的小电流,如套管、母线、连接头、短电缆的充电电流,开关均压电容的电容电流,双母线换接时的环流以及电压互感器的励磁电流等。 4)根据不同结构类型的具体情况,可用来分、合一定容量变压器的空载励磁电流。 高压隔离开关按其安装方式的不同,可分为户外高压隔离开关与户内高压隔离开关。 户外高压隔离开关指能承受风、雨、雪、污秽、凝露、冰及浓霜等作用,适于安装在露台使用的高压隔离开关。 按其绝缘支柱结构的不同可分为单柱式隔离开关(single-column disconnector)、双柱式隔离开关(double-column disconnector)、三柱式隔离开关(three-column disconnector)。 其中单柱式刀闸在架空母线下面直接将垂直空间用作断口的电气绝缘,因此,具有的明显优点,就是节约占地面积,减少引接导线,同时分合闸状态特别清晰。 在超高压输电情况下,变电所采用单柱式刀闸后,节约占地面积的效果更为显著。 在低压设备中主要适用于民宅、建筑等低压终端配电系统。 主要功能带负荷分断和接通线路特点1.在电气设备检修时,提供一个电气间隔,并且是一个明显可见的断开点,用以保障维护人员的人身安全。 2.隔离开关不能带负荷操作不能带额定负荷或大负荷操作,不能分、合负荷电流和短路电流,但是有灭弧室的可以带小负荷及空载线路操作。 3.一般送电操作时先合隔离开关,后合断路器或负荷类开关;隔离开关断电操作时先断开断路器或负荷类开关,后断开隔离开关。 4.选用时和其它的电气设备没有什么两样,都得是额定电压、额定电流、动稳定电流、热稳定电流等都得符合使用场合的需要。 隔离开关的作用是断开无负荷的电流的,电路.使所检修的设备与电源有明显的断开点,以保证检修人员的安全,隔离开关没有专门的灭弧装置不能切断负荷电流和短路电流,所以必须在电路在断路器断开电路的情况下才可以操作隔离开关,应用1.用于隔离电源,将高压检修设备与带电设备断开,使其间有一明显可看见的断开点。 2.隔离开关与断路器配合,按系统运行方式的需要进行倒闸操作,以改变系统运行接线方式。 3.用以接通或断开小电流电路。 一般在断路器前后二面各安装一组隔离开关,目的均是要将断路器与电源隔离,形成明显断开点;因为原来的断路器采用的是油断路器,油断路器需要经常检修,故二侧就要有明显断开点,以利于检修;一般情况下,出线柜是从上面母线通过开关柜向下供电,在断路器前面需要一组隔离开关是要与电源隔离,但有时,断路器的后面也有来电的可能,如通过其它环路的反送,电容器等装置的反送,故断路器的后面也需要一组隔离开关。 隔离开关主要用来将高压配电装置中需要停电的部分与带电部分可靠地隔离,以保证检修工作的安全。 隔离开关的触头全部敞露在空气中,具有明显的断开点,隔离开关没有灭弧装置,因此不能用来切断负荷电流或短路电流,否则在高压作用下,断开点将产生强烈电弧,并很难自行熄灭,甚至可能造成飞弧(相对地或相间短路),烧损设备,危及人身安全,这就是所谓“带负荷拉隔离开关”的严重事故。 隔离开关还可以用来进行某些电路的切换操作,以改变系统的运行方式。 例如在双母线电路中,可以用隔离开关将运行中的电路从一条母线切换到另一条母线上。 同时,也可以用来操作一些小电流的电路。 类型低压隔离开关HD、HS系列隔离开关HR系列熔断器式隔离开关低压断路器DW10系列框架式自动开关DWX15.DWX15C系列万能式限流断路器DW17(ME)系列万能式断路器低压隔离开关DZ10系列塑料外壳式自动开关DZ15系列塑料外壳式断路器DZX10系列塑料外壳式限流断路器DZ20系列塑料外壳式断路器DZ25系列塑料外壳式断路器高压隔离开关GN系列户内高压隔离开关高压断路器GW系列户外高压隔离开关高压断路器DW系列高压户外安装多油断路器SW系列高压户外安装少油断路器SN系列高压户内安装少油断路器ZW系列高压户外安装真空断路器ZN系列高压户内安装真空断路器高压断路器LW系列高压户外安装SF6断路器LN系列高压户内安装SF6断路器隔离功能隔离开关的选择隔离开关配置在主接线上,保证了线路及设备检修时形成明显的断口与带电部分隔离,由于隔离开关没有灭弧装置及开断能力低,所以操作隔离开关时,必须遵守倒闸操作顺序,即送电时,首先合上母线侧隔离开关,其次合上线路侧隔离开关,最后合上断路器,停电则于上述相反。 隔离开关隔离开关的配置 1、断路器的两侧均应配置隔离开关,以便在断路器检修时形成明显的断口与电源隔离。 2、中性点直接接地的普通变压器,均应通过隔离开关接地。 3、在母线上的避雷器和电压互感器,宜合用一组隔离开关,保证电器和母线的检修安全,每段母线上宜装设1-2组接地刀闸。 4、接在变压器引出线或中性点的避雷器可不装设隔离开关。 5、当馈电线路的用户侧没有电源时,断路器通往用户的那一侧可以不装设隔离开关。 但为了防止雷电过电压,也可以装设。 隔离开关选型额定电压隔离开关额定电压(KV)=回路标称电压*1.2/1.1倍。 额定电流额定电流标准值应大于最大负载电流的150%。 额定热稳定电流选择大于系统短路电流的额定热稳定电流值。 操作范围一般规定隔离开关允许操作范围1.正常时拉合电压互感器和避雷器。 2.拉合220kV空载母线。 3.拉合电网没有接地故障时的变压器中性点。 4.拉合经开关或隔离开关闭合的旁路电流。 5
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