互感器PPT课件

1、装装 表表 接接 电电 高高 级级 工工 班班互感器（测量用）部分互感器（测量用）部分2主主 要要 内内 容容一 概述三 电流互感器二 电压互感器四四 题库梳理题库梳理3一一 概述概述n 电力系统要安全经济运行，必须装设一些测量仪表，以测量电路中各种电气量，如电压、电流、功率、电能等。我们经常还会遇到要测量较高电压和较大电流的各种电气量，为了更方便更正确地获得这种被测量的数值，必须使用互感器。 4n互感器是电力系统中一次系统和二次系统之间的联络元件，用以变换电压或电流，分别为测量仪表、保护装置和控制装置提供电压或电流信号，反映电气设备的正常运行和故障情况，分为电压互感器（TV）和电流互感器（T

2、A） 。 5互感器的主要作用有：互感器的主要作用有：n(1) 将高电压变为低电压 (100V 、 100 / 3 V ) ，大电流变为小电流 (5A 、 1A) 。从而使从数十伏到数百千伏的电压、数十毫安到上万安的电流经过互感器变换后，进行测量的仪表量程统一为简单的几种，可使仪表制造标准化，大大简化了仪表系列的生产和使用。n (2) 使测量二次回路与一次回路高电压和大电流实施电气隔离，以保证测量工作人员和仪表设备的安全。6互感器的准确等级互感器的准确等级n互感器按准确等级分为：普通互感器和精密互感器n 0.2级以上（0.1，0.05，0.01级）的属于精密互感器，适用于实验室，作为标准互感器。

3、n 电力工程中使用的大多都是0.5级以下的普通互感器。I、II 类电能计量装置使用0.2级互感器。7n互感器的使用有哪些好处?答案:使用互感器有以下益处。n (1)可扩大仪表和继电器的量程。n (2)有利于仪表和继电器的规范化生产，降低生产成本。n (3)用互感器将高电压与仪表、继电器加回路隔开，能保证仪表、继电器回路及工作人员的安全。8互感器的极性互感器的极性 n电流互感器的一次侧的端子常标有“+”、“”（或标有“L1”、“L2”），二次侧的端子常标有“+”、“”（或标有“K1”、“K2”）；电压互感器一、二次端子附近用醒目的标记“+”、“”，这些都是极性标志。如图： 9极性的含义：极性的含

4、义：n电气图上的同极性端（同名端）通常用“”“*”表示，即一、二次侧瞬时电位同时为正或者同时为负的对应端；n减极性：在某一瞬间，当电流在互感器一次侧由“+”端流向“”端时，二次侧的电流由“+”端流出，“”端流进。10题库题库n什么叫电流互感器的减极性? n答案: (1)电流互感器的极性是指它的一次绕组与二次绕组间电流方向的关系。所谓减极性，是指当一次电流从一次绕组首端流入、从尾端流出时，二次电流则从二次绕组首端流出、从尾端流入。一、二次电流在铁芯中产生的磁通方向相反，称为减极性。11为什么要测量电流互感器的极性为什么要测量电流互感器的极性? ?n答案: 电流互感器极性是否正确，实际上是反映二次

5、回路中电流瞬时方向是否按应有的方向流动。如果极性接错，则二次回路中电流的瞬时值按反方向流动，将可能使有电流方向要求的继电保护装置拒动和误动或者造成电能表计量错误。所以，应认真测量并明确标明电流互感器的极性。P12412 如何利用直流法测量单相电压互感器的极性如何利用直流法测量单相电压互感器的极性n答案:其测量方法如下。n (1)将电池极接单相电压互感器一次侧的A，电池极接入其中X。n (2)将电压表(直流)极接入单相电压互感器的a，接其x。n (3)在开关合上或电池接通的一刻直流电压表应正指示，在开关拉开或电池断开的一刻直流电压表应为反指示，则其极性正确。n (4)若电压表指示不明显，则可将电

6、压表和电池接地，电压互感器一、二侧对换，极性不变；但测试时，手不能接触电压互感器的一次侧，并注意电压表的量程。13利用直流法如何测量电流互感器的极性利用直流法如何测量电流互感器的极性? ?n答案:其测量方法如下。n (1)将电池极接在电流互感器一次侧的L1，电池极接L2。n (2)将万用表的极接在电流互感器二次侧的K1，极接K2。 (3)在开关合上或电池接通的一刻万用表的毫安档指示应从零向正方向偏转，在开关拉开或电池断开的一刻万用表指针反向偏转，则其极性正确。14选择题选择题n当电流互感器一、二次绕组的电流I1、I2的方向相反时，这种极性关系称为( )。 (A)减极性； (B)加极性； (C)

7、正极性； (D)同极性。答案:An用直流测量减极性电流互感器，正极接L1端钮，负极接L2端钮，检测表正极接K1端钮，负极接K2端钮，在合、分开关瞬间检测表指针向( )方向摆动。 (A)正、负； (B)均向正； (C)负、正； (D)均向负。答案:A15绘图题绘图题n 现有直流电源E、控制开关S、限流电阻R、直流电流(毫安)表PA各一个，利用上述设备，用直流法检查单相双绕组电流互感器的极性，画出接线图.n:如图所示。n(a)直流法检查单相双绕组电流互感器第一绕组极性；n(b)直流法检查单相双绕组电流互感器第二绕组极性16二、电压互感器二、电压互感器（一）电压互感器的主要技术数据 1 、电压互感器

8、的铭牌标志 电压互感器的铭牌上应标有电压等级、准确度、视在功率、一次电压或变比、绝缘方式、安装方式、户内或户外等。因此，要特别注意按电压互感器铭牌上的型号意义选用、安装和使用。型号各部分字母、符号代表的内容如下。第一个字母： J 电压互感器。第二个字母： D 单相电压互感器； S 三相电压互感器。第三个字母： Z 环氧树脂浇注式； J 油浸式； G 干式。第四个字母： B 带补偿绕组式； J 接地保护式； W 五芯柱绕组式。第五个部分：数字，代表一次电压等级 (kV) 。172 2 、电压互感器的技术参数、电压互感器的技术参数（ 1 ）准确度等级 电压互感器的准确度等级可分为 0 .01 级、

9、0 .02 级、0 . 05 级、0 .1 级、0 .2 级、0. 5 级、1. 0 级、3 .0 级、5 . 0 级，0 .2 级、0 .5 级的用于现场电能计量。（ 2 ）额定电压 电压互感器的额定电压是指加在三相电压互感器一次绕组上的额定线电压，应与供电线路的线电压相适应。二次绕组的额定电压，当 V / V 接线时为 100 V ；当 Y Y 接线时为 100 /3 V 。 （ 3 ）额定容量 电压互感器的额定容量指在功率因数为 0 .8( 滞后 ) 时，二次绕组输出的额定视在功率，其标准值为 10VA 、15VA 、25VA 、30VA 、50VA 、75VA 、 100VA 、150

10、VA 、200VA 、250VA 、300VA 、400vA 、 500VA ，该额定功率与二次额定电压和额定负荷之间的关系是 ：18（ 4 ）极性标志 为保证测量及校验工作的接线正确，电压互感器一次及二次绕组的端子应标明极性标志。 1) 单相电压互感器标志：一次侧首端为 U 1 ，末端为 U 2 ；二次侧首端为 u 1 ，末端为 u 2 2) 三相电压互感器标志：一次侧以大写字母 U 、 V 、 W 、 N 作为各相标志，二次侧以小写字母 u 、 v 、 w 、 n 作为各相标志。 3) 具有多个二次绕组时，分别在各个基本二次绕组的出线标志前加注数字，如 1u 、 1v 、 1w 、 1n

11、、 2u 、 2v 、 2w 、 2n 等，辅助二次绕组标为 u1a 、 u2a。19（二）电压互感器的结构和工作原理（二）电压互感器的结构和工作原理1 、电压互感器的结构 电压互感器的结构和图形符号所示，文字符号用字母TV 表示（以前曾用PT 、YH 表示过）。一次绕组的匝数（N1 ）多，线径细，两个端子用大写字母U1、U2 标记，而二次绕组的匝数（N2 ）少，线径粗，两端用小写字母u1、u2 标记。其中，U1与u1 的极性总相同，互称为同名端，在图（b ）中用“ ”表示；同理，未标黑点的X 与x 也为同名端。 一次绕组与被测电压并联，二次绕组与各种测量仪表或继电器的电压线圈相并联。电压互感

12、器的二次侧应装设熔断器，以保护自身不因二次绕组短路而损坏；在有可能的情况下，一次侧也应装设熔断器，以保护高压电网不因互感器一次绕组或引线故障危及一次系统安全。202 2、电磁式电压互感器工作原理、电磁式电压互感器工作原理: : 电磁式电压互感器一次绕组与一次被测电力网并联，二次绕组与二次测量仪表和继电器的电压线圈并联。 电磁式电压互感器二次电压U2近似与一次电压U1成正比，测出二次电压，便可确定一次电压。 电动势平衡方程：电动势平衡方程： 22221111ZIEUZIEU忽略绕组漏阻抗压降忽略绕组漏阻抗压降 2211EUEUukNNEEUU212121213 3、误差、误差n实际上电压互感器由

13、于激磁电流和损耗的存在，使得电压互感器产生了误差（比差和角差）。nU1和U1之比 不能严格保持为一个常数。 2211EUEUuk22n电压互感器的电压误差和相位差 电压误差为：相位差：指互感器二次侧电压相量与一次电压相量的相角之差，以分为单位，并规定二次侧相量超前于一次侧相量时角误差为正，反之为负。 232 、工作原理 电压互感器是利用电磁感应原理将电能从一次侧传递到二次侧的，其工作原理与降压电力变压器相似，因此，它的一次绕组的匝数 N 1 多于二次绕组的匝数 N 2 。当一次绕组加上电压 U1 时，则二次绕组感应出二次电压 u1 ，若二次绕组的负载为额定值，一次和二次绕组额定电压之比称为额定

14、变比，在理想情况下为 式中 Ku 额定电压变比； U 1e 一次电压额定值； U 2e 二次电压额定值； N 1 一次绕组匝数； N 2 二次绕组匝数。 注意，三相电压互感器变比是一、二次线电压之比，用不约分的分数表示，如 10 KV/100V 。我国规定二次电压相与相之间的电压为 100V ，相与地之间的电压为 100/3 。因此，二次绕组的额定电压为 100V 或 57 .7V ，其中 100V 较为常见。2121NNUUKeeU24四、测量用互感器四、测量用互感器3 、电压互感器的误差 电压互感器在理想情况下的绕组感应电压与匝数成正比，但实际上由于铁芯需要励磁而且绕组存在电阻和漏磁，因此

15、，电压比和匝数比是不完全相等的，产生的比值差称为比差。U1和U2之问出现的相位差称为角差。 1 ）比差，即变比之差，一般用 fu 表示。定义为：电压互感器实际测量出来的电压K2U2与一次实际电压U1之差与实际一次电压的百分数，即 2 ）角差u ，角差是相位误差。它是旋转 180 的二次电压 U 2与一次电压 U1 之间的夹角。规定 U2 超前 U1 时， u 为正，反之为负。%100%100112UUUUUKKKUUUKf25四、测量用互感器四、测量用互感器（ 3 ）影响电压互感器误差的主要因数 1 ）二次负载对误差的影响 电压互感器二次负载电流的大小和性质，对比差和角差均有影响。图中为一次电

16、压 U 1不变时，比差、角差随二次电流的变化关系。 随着负载电流的增加，比差要在空载的基础上继续向负的方向增加，且功率因数越低，向负的方向增加得越多。而角差在功率因数较低时，随负载电流的增加总是向正的方向增加；当功率因数较高时，则先由正值变为零再向负的方向增加。 由于二次负载对比差、角差产生影响，是二次电流在绕组中产生的电压降所致。因此，限制绕组导线的电流密度，减小绕组的漏磁以降低漏抗，是提高电压互感器准确度的有效措施。262 ）一次电压的影响 电压特性就是电压互感器的比差和角差与一次电压的关系，其变化趋势如图所示。一次电压对比差和角差的影响，可由铁芯的磁化曲线得到解释。随着电压的增加，导磁率

17、增加，铁芯工作在磁化曲线的平直部分，所以，比差和角差开始减小并逐渐趋于平稳。可见，应使电压互感器一次侧工作于额定电压下。因此，为提高电压互感器的准确度，从设计方面可采取以下措施。 (1) 铁芯选用导磁率较高的材料，如单晶冷轧硅钢片，含镍 50 的坡莫合金等。 (2) 适当增加绕组导线截面积，以减小电阻。 (3) 绕组装配尽量紧凑、均匀，以减小漏抗。27n电压互感器的误差主要与原副边绕组的电压降有关，如果绕组的阻抗为零，比差和角差也为零。n电压互感器的误差主要与下列各量有关： 1）绕组的阻抗和漏抗； 2）空载时的励磁电流； 3）副边电流I2的数值； 4）U2与I2之间的夹角（阻抗角）； 5）原边

18、电压的高低及频率的变化28n减小误差的措施:n减小绕组电阻,绕组导线的截面适当选大一些;n减小绕组的电抗和激磁电流,选择优质硅钢片、减小铁芯接缝，n减小电压互感器二次负载电流；293 3、电压互感器的分类电压互感器的分类 按工作原理可分为电磁式电压互感器和电容式电压互感器。目前，常见的电磁式电压互感器的电压等级为 400V - 220kV ，电容式电压互感器的电压等级为 110 - 750kV 。 电压互感器按相数分可分为单相和三相两类。 按绝缘方式分可分为干式、油浸式、浇注式等，现将此种分类方式分述如下： (1) 干式电压互感器。这种电压互感器直接利用空气冷却，质量轻、无易燃油，所以能防火防

19、爆。如 JDG 0 .5 等。(2) 油浸式电压互感器。油浸式电压互感器外壳为金属桶，铁芯和绕组均浸泡于金属桶内的绝缘油中，一、二次绕组引出端子用绝缘子与桶皮绝缘。 10kV 及以下户内用的电压互感器一般无油枕，安装在户外的电压互感器都设有油枕 ( 油膨胀器 ) 以适应温度的变化。常见的单相型 JDJ 、三相型 JSJB 、 JSJW 等均为油浸式电压互感器。 JDJ 型单相油浸双绕组电压互感器这种电压互感器中 JDJ - 6 、 JDJ - 10 型为户内式， JDJ - 35 型为户外式。其结构简单，常用来测量线电压。 30 JSJW 型三相三绕组五柱式油浸电压互感器 , 增加两个边柱铁芯

20、，构成五柱式，边柱可作为零序磁通的通路。如当系统 A 相发生单相接地短路时，电压互感器 A 相绕组被短接， B 、 C 相对地电压将升高 3 倍。该型电压互感器有两个二次绕组，一个接成星形，供测量和继电保护用；另一个二次绕组也称辅助绕组，接成开口三角形，用来监视线路的绝缘情况。正常时开口三角形两端电压为零，当一相接地时，开口三角形两端电压为 100V 。 (3) 浇注式电压互感器。它是靠环氧树脂浇注方式绝缘的电压互感器，一般均为户内使用。如 JDZJ -10 型电压互感器。31影响电压互感器误差的因素主要有哪些影响电压互感器误差的因素主要有哪些? ?n答案:造成电压互感器误差的因素很多，主要的

21、有以下几项。n (1)电压互感器一次侧电压显著波动，使激磁电流发生变化。n (2)电压互感器空载电流增大。n (3)电流频率的变化。n (4)电压互感器二次侧所接仪表，继电器等设备过多或cos 太低使其超过电压互感器二次侧所规定的阻抗。32分别说明分别说明JDJ-10JDJ-10、JDZ-10JDZ-10、JSJW-10JSJW-10型电压互感器各型电压互感器各字母和数字的含义字母和数字的含义? ?n答案:其各字母和数字的含义如下。n (1)第一个字母J电压互感器。n (2)第二个字母D为单相，S为三相。n (3)第三个字母J为油浸式，Z为环氧浇注式。n (4)第四个字母W为三绕组五柱式。n

22、(5)10为一次电压等级量10kV。33nJDJ35表示( )。n (A)单相油浸式35kV电压互感器型号； (B)单相环氧浇注式10kV电压互感器型号； (C)母线式35kV电流互感器型号； (D)环氧浇注线圈式10kV电流互感器型号。n答案:A34四、测量用互感器四、测量用互感器（三）电压互感器的接线方式 1 、电压互感器的 V-V 接法接线如图所示，其广泛地应用于中性点不接地或经消弧线圈接地的 35kV 及以下的高压三相系统，特别是 10kV 三相系统。这种接线方式简单经济，且一次绕组没有接地点，减少了系统中对地励磁电流，避免了内部过电压的发生。但这种接线方式不能测量相电压，不能接入监视

23、系统绝缘状况的电压表。35四、测量用互感器四、测量用互感器2 、Yyn 接法 接线如图所示。 Yyn 接法可用于一台三铁芯柱三相电压互感器，也可用于三台单相电压互感器构成三相电压互感器组。此种接法多用于小电流接地的高压三相系统，一般是将二次侧中性线引出，接成 Yyn 接法。此种接法的缺点是：当二次负载不平衡时，可能引起较大的误差；为防止高压侧单相接地故障，高压中性点不允许接地，故不能测量对地电压。36四、测量用互感器四、测量用互感器3、 YNyn 接法 YNYn 接线用于 110kV 及以上电压等级的中性点直接接地系统，常采用三台单相电压互感器构成三相电压互感器组，如图所示。此种接线由于高压侧

24、中性点接地，故可降低绝缘水平，使成本下降。这种接线互感器绕组是按相电压设计的，所以既可获取线电压，又可获取相电压。37四、测量用互感器四、测量用互感器4 、 YNynd 接法 三台单相电压互感器构成 YNynd 接法，广泛用于中性点接地的 110kV 及以上供电户的用电计量中，如图所示。它的优点是：由于高压中性点接地，故可降低线路绝缘水平，使成本下降；可测量线电压，又可测量相电压；二次侧增设的开口三角形连接的辅助绕组，可接绝缘监察电压继电器。 电压互感器接线时一次侧应装设隔离开关，供检修之用，还应装设熔断器，以免二次侧发生短路事故造成停电。38四、测量用互感器四、测量用互感器（四）电压互感器的

25、正确使用1 、电压互感器的正确选择 （1）额定电压的选择。电压互感器的额定电压是指加在三相电压互感器一次绕组上的线电压。电压互感器一次绕组的额定电压按下式来选择 0 . 9Ux U1e 1 .1 Ux 式中 Ux 被测线路电压，kV; U1e 电压互感器一次绕组的额定电压，kV 。电压互感器二次绕组的额定电压可按下表选择。39四、测量用互感器四、测量用互感器 （2）准确等级的选择 电压互感器的准确度等级选择与电流互感器的准确度等级选择相同。参照电流互感器表。 （3）额定容量的选择 电压互感器额定容量应满足下式要求以保证互感器的准确度： 0 .25Se S Se 式中 Se 电压互感器额定容量，

26、 VA ; S 二次总负载视在功率， VA 。 在功率因数为 0 . 8 （滞后）时，额定输出标准值为 10 、15 、25 、30 、75 、100 、50 、200 、250 、300 、400 、500VA 注意，由于电压互感器每相二次负载并不一定相等，因此，各相的额定容量均应按二次负载最大的一相选择。 （4）接线方式的选择。40四、测量用互感器四、测量用互感器2 、使用电压互感器应注意的问题 为了达到安全和准确测量的目的，使用电压互感器必须注意以下事项： 1) 按要求的相序进行接线，防止接错极性，否则将引起某一相电压升高压 3 倍。 2) 电压互感器二次侧应可靠接地，以防止电压互感器一

27、、二次之间绝缘击穿，高电压窜入低压侧造成人身伤亡或设备损坏。41绘图题绘图题n有三台单相双绕组电压互感器采用YY0-12组别接线，现场检查发现三台TV极性均接反，画出错误接线时TV二次侧线电压的相量图。n答案:如图所示。42选择题选择题n 两只单相电压互感器VV接法，测得UabUbc50V，Uac100V，则可能是( )。n (A)一次侧A相熔丝烧断； (B)一次侧B相熔丝烧断； (C)二次侧熔丝烧断； (D)一只互感器极性接反。n答案:Bn两只单相电压互感器YY0接法，测得UabUac57.7V，Ubc100V，则可能是( )。n (A)二次侧A相极性接反； (B)二次侧B极性相接反； (C

28、)二次侧C相极性接反； (D)二次侧熔丝烧断。n答案:A43选择题选择题n两只单相电压互感器VV接法，测得UabUac100V，Ubc0V，则可能是( )。n (A)一次侧A相熔丝烧断； (B)一次侧B相熔丝烧断； (C)一次侧C相熔丝烧断； (D)一只互感器极性接反。n答案:Cn 两只单相电压互感器VV接法，测得UabUac0V，Ubc0V，则可能是( )。n (A)一次侧A相熔丝烧断； (B)一次侧B相熔丝烧断； (C)二次侧熔丝全烧断； (D)一只互感器极性接反。n答案:C44n利用直流法测量电压互感器极性，如图A-2所示，若在AB、BC、AC端合上开关瞬间，三只对应电压表分别向负方向摆

29、动，则该互感器是( )。n (A)YY0接法； (B)YY-6接法； (C)YY-9接法； (D)YY-12接法。n答案:B45n利用直流法测量电压互感器极性，如图A-3所示，若在合上开关瞬间，三只电压表均向正方向摆动，则该互感器是( )。n (A)YY0接法； (B)YY-6接法； (C)YY-9接法； (D)YY-3接法。n答案:A46判断题判断题n35kV以上计费用电压互感器二次回路，应不装设隔离开关辅助触点和熔断器。( )n 答案:n 对一般的电流互感器来说，当二次负荷的cos 值增大时，其误差是偏负变化。( )n 答案:n类电能计量装置的有功、无功电能表与测量互感器的准确度等级分别为

30、0.5S级、2.0级、0.2级。( )n 答案:n实际负荷改变，电流互感器所接二次负荷随之改变。( )n 答案:47判断题判断题n装设在110kV及以上计量点的计费电能表应使用互感器的专用二次回路。( )n 答案:n 电能计量装置包括电能表、电压互感器、电流互感器及二次回路连接导线。( )n 答案:n电流互感器在运行中二次回路不允许开路，否则易引起高电压，危及人身与设备安全。( )n 答案:n电压互感器接线的公共点就是二次侧必须接地的一点，以防止一、二次绝缘击穿，高电压窜入二次回路而危及人身安全。( )n 答案:48判断题判断题n对负荷电流小、额定一次电流大的互感器，为提高计量的准确度，可选用

31、S级电流互感器。( )n 答案:n计费电能表配用的电流互感器，其准确度等级至少为0.2级，一次侧工作电流在正常运行时应尽量大于额定电流的23，至少不低于13。( )n答案:n电压互感器到电能表的二次电压回路的电压降不得超过2%。( )n 答案: 4. 使用电压互感器时，一次绕组应并联接入电路。( )n 答案:49n使用电流互感器时，应将其一次绕组串接到被测回路。( )n 答案:n在电流互感器二次回路上工作时，应先将电流互感器二次侧短路。( )n 答案:n 电流互感器一次侧反接，为确保极性正确，二次侧不能反接。( )n答案:n35kV以下的计费用互感器应为专用互感器。( ) n 答案:n电压互感

32、器的一次侧隔离断开后，其二次回路应有防止电压反馈的措施。( )n 答案:50n安装在用户处的35kV以上计费用电压互感器二次回路，应不装设隔离开关辅助触点，但可装设熔断器。( )n答案:n 电压互感器二次回路连接导线截面积应按允许的电压降来计算，类计量装置不超过0.2%，其他装置不超过0.5%，但至少应不小于2.5mm2。( )n答案:5110kV10kV及以上等级电压互感器二次侧为什么要有一点及以上等级电压互感器二次侧为什么要有一点接地接地? ?n答案:10kV及以上等级电压互感器一次绕组长期接在高压系统中运行，如果其绝缘在运行电压或过电压下发生击穿，那么高压就会窜入二次回路，将使额定电压只

33、有100V的二次侧及其回路无法承受这一高电压，必然会损坏二次回路中的仪表等电器，同时对人身安全也有威胁。为了防止这种情况的发生，在二次侧选择一点接地。这是一种既不妨碍运行，又可保证人身设备安全可靠的措施，所以，10kV及以上电压等级的电压互感器二次侧必须有一点要接地。52三、电流互感器三、电流互感器（一） 电流互感器的主要技术数据 1 、电流互感器的铭牌标志 电流互感器的铭牌上应标有电压等级、一次和二次电流、准确度等级、二次绕组输出容量、安装方式、绝缘方式等。所以，选用时应按说明书和铭牌上标明的电流互感器型号使用，其型号字母、含义见表 。53四、测量用互感器四、测量用互感器 图所示是低压系统中

34、常用的户内加大容量型、母线树脂浇注式 LMZJl -0 .5(500 800) / 5A 电流互感器的外形图，俗称穿芯式电流互感器。它不含固定的一次绕组，穿过铁芯的母线就是一次绕组 ( 相当于 1 匝 ) ，主要用于 500V 及以下的配电装置中。 图所示是高压系统中常用的户内 LQJ -10 型电流互感器的外形图。它有两个铁芯和两个二次绕组。542 、电流互感器的技术参数 （1）准确度等级 由于电流互感器存在着一定的误差，因此根据额定电流下所规定的最大允许电流误差的百分数来标称的。电流互感器允许误差划分互感器的准确度等级。国产电流互感器的准确度等级有 0. 01 、0 . 02 、0 .05

35、 、0 . 1 、0. 2 、 0. 5 、1 . 0 、3 .0 、5 .0 、0. 2S 级及 0. 5S 级。 0.1 级及以上的为标准互感器用于实验室和标准仪器中； 0 .2 、0 . 5 级用于现场电能计量； 1 .0 级及以下用于监测电流、功率、功率因数和继电保护装置中。 带“ S ”级的 TA 能在 5A 的 1%120% 即 50mA6A 之间的任一电流下准确测量，比普通等级的 TA 负载范围更宽。 55n（2）额定电流n 额定电流就是在这个电流下，互感器可以长期运行而不会因发热损坏。当负载电流超过额定电流时，叫作过负载。如果互感器长期过负载运行，会把它的绕组烧坏或缩短绝缘材料

36、的寿命。电流互感器一次额定电流 I e (A) 的系列为： 50 、75 、100 、150 、200 、300 、400 、600 、750 、800 ， 000 、 1500 、2000 、3000 、4000 、5000 、7500 、10000 、15000 、25000 。电流互感器二次额定电流 I 2e 一般为 5A ，用于 330kV 及以上电网时 I 2e 为 1A 。56 （3）额定电压 电流互感器的额定电压，是指一次绕组对地（或与二次回路）之间的最大绝缘电压 ( 有效值 ) ，而不是指一次绕组两端所加的电压。它只是说明电流互感器的绝缘强度，而和电流互感器额定容量没有任何关系

37、。它标在电流互感器型号后面。例如 LCW-35 ，其中“ 35 ”是指额定电压，它以 kV 为单位。电流互感器的额定电压和电网的额定电压等级是一致的，故所选电流互感器的额定电压 U N 大于或等于 U X 即可， （4）二次额定负荷 电流互感器的二次额定负荷是在保证准确度等级条件下，允许电流互感器二次所接测量仪表、导线等的总阻抗值 Z 2e 。 57（5） 额定容量。 电流互感器的二次额定容量 S 2e 是二次额定电流 I 2e 通过二次额定负荷 Z 2e 所需要的视在功率。 一般有 5VA 、10VA 、15VA 、20VA 、30VA 等规格。 一般情况 I 2e =5A ，因此， S 2

38、e =25Z 2e ，额定容量也可以用额定负载阻抗 Z 2e 表示。58（6）极性标志 为了保证测量及校验工作的接线正确，电流互感器一次和二次绕组的端子应标明极性标志。 1) 一次绕组首端标为 L1 ，末端标为 L2 。当一次绕组带有抽头时，首端标为 L1 ，自第一个抽头起依次标为 L2 ， L3 2) 二次绕组首端标为 K1 ，末端标为 K2 。当二次绕组带有中间抽头时，首端标为 K1 ，自第一个抽头起以下依次标志为 K2 ， K3 59 3) 对于具有多个二次绕组的电流互感器，应分别在各个二次绕组的出线端标志“ K ”前加注数字，如 lKl ， lK2 ， lK32Kl ， 2K2 ， 2

39、K3 4) 标志符号的排列应当使一次电流自 L1 端流向 L2 端时，二次电流自 K1 流出，经外部回路流回到 K2 。 从电流互感器一次绕组和二次绕组来看，电流 I 1 、 I 2 的方向是相反的，这样的极性关系称为减极性，反之称为加极性。电流互感器一般都按减极性表示。603 、电流互感器分类 电流互感器根据一次绕组可分为单匝式和多匝式；根据铁芯的数目可分为单铁芯式和多铁芯式；根据安装方式可分为穿墙式、支柱式和套管式；根据使用场所可分为户外式和户内式。常见的是按匝数分类。 (1) 单匝式电流互感器。其优点是结构简单、尺寸小、成本低、价格便宜，通过短路电流时稳定性较高；缺点是当被测电流较小时准

40、确度低。单匝式电流互感器一次绕组的额定电流等级一般有 50 、75 、100 、150 、200 、300 、 500 、600A 等，超过 600A 时一定要采用单匝式。61 (2) 多匝式电流互感器。其一次绕组由穿过环形铁芯的多匝绕组构成，由于一次绕组匝数较多，即使一次电流很小也能具有较高的准确度；但其构造比较复杂，而且不能制成母线型的电流互感器。多匝式电流互感器的铁芯也可制成两个或两个以上，每个铁芯都有自己单独的二次绕组，一次绕组为两个铁芯共用，可在不改变电流互感器的尺寸且造价增加不多的情况下得到两个电流互感器的变比，而两个铁芯的二次绕组互不影响。因为在改变一个二次绕组的负载时，一次电流

41、值并不改变，故对第二个铁芯没有影响。62 (3) 多抽头式电流互感器。 特点是：一个一次绕组，二次绕组按各种变比进行抽头，以达到多变比。K1 端子不变，对应 K2 抽头变比为 K I =100/5A ；对应 K3 抽头变比为 K I =200/5A ；对应 K4 抽头变比为 K I =300/5A 。 多抽头式电流互感器是一种特殊的电流互感器，当客户的电流大幅度地增加或减小时，它可以使客户不用更换电流互感器，只需改变抽头位置即可。但是，供电公司要根据客户实际使用的抽头对应变比，随时核对、调整计算客户用电量的电流互感器的变比 K I 的大小。63（二） 电流互感器的结构和工作原理1 、电流互感器

42、的结构 目前，电力系统中使用的电流互感器一般为电磁式，其基本结构与普通变压器相似，由两个绕制在闭合铁芯上、彼此绝缘的绕组（一次绕组和二次绕组）所组成，其匝数分别为Nl 和N2 ，如图所示。一次绕组与被测电路串联，二次绕组与各种测量仪表或继电器的电流线圈相串联。 电流互感器是一种电流变换装置，将线路中的大电流变成小电流 ( 二次电流 ) ，供给测量仪表和继电保护装置，所以二次绕组的匝数 N 2 大于一次绕组的匝数 N 1 。二次电流的额定值 I 2e 为 5A 或 1A ，其中 5A 较为常见。电流互感器在电气图中文字符号用 TA 表示。以前曾用 CT 、 LH 表示过。642 、工作原理和特性

43、 电流互感器的工作原理与普通变压器的工作原理基本相同。当一次绕组中有电流 I 1 通过时，一次绕组的磁动势 I 1 N 1 产生的交变磁通 1绝大部分通过铁芯而闭合，从而在二次绕组中感应出电动势 E 2 。如果二次绕组接有负载，那么二次绕组中就有电流 I 2 通过，有电流就有磁动势，所以二次绕组中由磁动势 I 2 N 2 产生磁通 2 ，这个磁通绝大部分也是经过铁芯而闭合。因此铁芯中的磁通是由一、二次绕组的磁动势共同产生合成磁通，称为主磁通 0。根据磁动势平衡原理可以得到（忽略铁芯中的损耗） I1N1+ I2N2=0，即一次磁动势安匝等于二次磁动势安匝，将一次绕组的能量传递到二次绕组。P991

44、221NNIIKI6512211NININImn由于互感器铁心的磁化需要激磁电流Im,因此二次电流并不等于一次侧电流。n激磁电流Im是电流互感器产生误差的主要原因。n电流互感器二次侧相当于短路，激磁电流Im很小可以忽略不计。66四、测量用互感器四、测量用互感器3 、电流互感器的误差特性及补偿方法 （1）前面提出的理想电流互感器实际是不存在的，即励磁安匝不为零，一次磁动势安匝数不等于二次磁动势安匝数，在铁芯和绕组中存在损耗，所以，实际电流互感器存在着误差：比值误差和相角误差。 比值误差简称比差，用 fi表示。是电流互感器的变比误差。 I 1 实际的一次电流 I 2 实际的二次电流 Ki 实际的电

45、流变比 Ki 额定电流变比 实际的二次电流乘以额定变比 K i后，如果大于一次电流，比差为正值。反之，则为负值。 11121111221%100%100%100IKKKIIIKNININIfIIIII67（2）相位角误差简称角差。 角差是相位误差，它是旋转 180后的二次电流相量即 I2 与一次电流相量 I1 之间的相位差，用 i 表示，通常用“” ( 分 ) 作为计算单位。若 I2 超前 I1 ，角差为正值；若滞后，角差为负值。681）一次电流对误差的影响 比差和角差均与一次实际电流的大小成反比，一次实际电流越小，比差、角差的绝对值越大。 一次实际电流越接近额定电流、电流互感器二次绕组外的总

46、阻抗越小，电流互感器的比差、角差越小。因此，电流互感器应尽量在其额定电流下运行。（IIn） 2）二次负荷对误差的影响 二次负载阻抗增加，比差及角差增大；电流互感器所带负载一定不能超过其额定二次负载阻抗总值 Z 2e 。 为此接线时，电流互感器二次回路中只允许串接有功、无功电能表的电流线圈，不允许再串接其他监视仪表。为了减小二次连线的总阻抗，要求电流互感器二次连线须用单芯铜线，不能太长太细，截面积不小于 4mm 2 ，所有接线的连接端头要接触可靠，去除氧化层。4、互感器误差还受到工作条件的影响：69n3）二次负荷功率因数对误差的影响 二次负荷功率因数的增大,将使互感器的比差增大,相位差减小。n4

47、）频率影响 互感器绕组的漏抗不大,则频率改变对电流互感器误差的影响不大。 70n运行中的电流互感器，其误差的变化与哪些工作条件有关?n答案:运行中的电流互感器，其误差与一次电流、频率、波形、环境温度的变化及二次负荷、相位角 的大小等工作条件有关。71n 电流互感器的误差有几种?n答案: 电流互感器的误差分为电流比差I和相位角差。其中：n 比差 n式中 Kn-额定变流比；nI1-一次电流值；nI2-二次电流值。n 角差：电流互感器二次电流值I2逆时针旋转180后，与一次电流相量间的夹角，并规定I2超前I1时，误差为正，反之为负。72n影响电流互感器误差的因素主要有哪些?n答案:影响电流互感器误差

48、的因素如下。n (1)当电流互感器一次电流增大时，误差减小；当一次电流超过额定值数倍时，电流互感器将工作在磁化曲线的非线性部分，电流的比差和角差都将增加。n (2)二次回路阻抗Z2加大，影响比差增大较多，角差增大较少；功率因数cos 降低，使比差增大，而角误差减小；n (3)电源频率对误差影响一般不大，当频率增加时，开始时误差稍有减小，而后则不断增大。 73n什么叫电流互感器?它有什么用处?电流互感器二次回路为什么不允许装熔断器?n答案:电流互感器是一种电流变换装置，它将高电压电流或低电压大电流变成电压较低的较小电流，供给仪表和继电保护装置，并将仪表和继电保护装置与高压电路隔离。电流互感器的二

49、次侧电流最大值均为5A，从而使测量仪表和继电保护装置使用安全、方便，所以在电力系统中得到广泛的应用。n 不装熔断器是为了避免熔丝一旦熔断，造成电流互感器二次回路突然开路。因为当二次回路突然开路时，二次回路中电流等于零，铁芯中磁通大大增加，铁芯将过分发热而烧坏，同时在二次绕组中会感应出高电压，危及操作人员和设备的安全。74分别说明分别说明LQJ-10LQJ-10、LMJ-10LMJ-10、LFC-10LFC-10、LQG-0.5LQG-0.5型电流型电流互感器各字母和数字的含义互感器各字母和数字的含义? ?n答案:其各字母和数字的含义如下。n (1)第一个字母L为电流互感器。n (2)第二个字母

50、Q为线圈式，M为母线贯穿式，F主复匝式。n (3)第三个字母J为树脂浇注，C为瓷绝缘，G为改进型。n (4)10为一次侧额定电压10kV，0.5为一次侧额定电压500V。75（三）电流互感器的接线方式（三）电流互感器的接线方式1 、不完全星形接线：也称V 形接线。 三条线上所装电流表指示的数值即为三相电流，此种接线方式的优点为B 相可不装电流互感器，缺点为只适用于三相三线制电路。2 、星形接线：也称Y 形接线。 此种接线方式可测量三相负荷电流，既适用于三相三线制电路，也适用于三相四线制电路。对三相负荷不平衡电路，也能如实反映原边电流大小。76四、测量用互感器四、测量用互感器3 、分相接线 这种

51、接线方式既适用于三相三线制电路，也适用于三相四线制电路，对三相负荷不平衡电路，也能如实反映原边电流大小。虽然导线较多，但互相之间没有直接联系，三相之间不会互相影响，而且接线清晰明了，接线时不易接错，所以分相接线是且前要求采用的接线方式。 77 电能计量装置技术管理规程 中，要求“对三相三线制接线的电能计量装置，其2 台电流互感器二次绕组与电能表之间宜采用四线连接。对三相四线制连接的电能计量装置，其3 台电流互感器二次绕组与电能表之间宜采用六线连接”, 接线方式如图所示。接线时还应将三相的二次连线按黄、绿、红不同颜色分开，这样分相接法虽然使用导线较多，但错误接线几率低，检查接线较容易，并便于互感

52、器的现场校验，为计量装置的正常维护奠定了良好的基础。78四、测量用互感器四、测量用互感器79（四）电流互感器的正确使用1 、电流互感器的选择 （1）额定电压的选择。电流互感器的额定电压必须满足下列条件Ux Ue 式中Ux 电流互感器安装处的工作电压； Ue 电流互感器的额定电压。 （2）额定变比的选择。应保证在正常运行中的实际负荷电流达到额定值的60 % 左右，至少不小于30 。（对S 级为20 % ） （3）准确度等级的选择各类电能计量装置应配置的电能表、互感器的准确度等级不应低于表 所示值。80 （4）额定容量的选择与计算。 电流互感器的额定容量 S 2e =I 2e 2 Z e ， Z

53、e 为互感器二次额定负载阻抗。接入互感器的二次负载容量 S 2 应满足 0 .25S 2e S 2 S 2e 对一年当中，用电负载随季节变化较大的客户，如农业客户和大型水利排灌站，宜选择二次侧有多个抽头，变比可以改变的电流互感器。 81四、测量用互感器四、测量用互感器2 、使用电流互感器应注意的问题 (1) 电流互感器运行中二次不允许开路。若开路，二次线圈两端会出现高电压并伴随着高温，运行负荷较大时，电压峰值可达数千伏，危及人身及设备安全，铁芯和线圈将因过热而损坏。产生高温的原因是，正常情况下一次电流产生的磁通大部分被二次电流产生的磁通所抵消，激磁安匝数 I 0 N 1 很小；一旦二次开路，所

54、有的一次磁通都用于激磁 I 0 N 1 =I 1 N 1 ，致使铁芯迅速饱和，磁滞、涡流损耗加剧。产生高压的原因是感性电流突然为零，电流的变化率接近无穷大，则线圈两端产生瞬时高压，即 82 工作中若因更换电能表，需要带电打开电流互感器二次连线时，应先短接好试验接线盒上的短路片 ( 或用专用短路线短接 K 1 、 K 2 端 ) ，再打开二次线。计量中二次连线若开路，还会使相连的计量元件停计电量。为检验二次线是否断开过，可在电流互感器外壁贴上易熔蜡片，蜡片有熔化的迹象，就可能出现过二次开路或严重过载。83四、测量用互感器四、测量用互感器 (2) 电流互感器必须按减极性连接，即一次电流从 L 1

55、端流进，二次电流从 K 1 端流出，或者说 L 1 接向高压侧电力电网输来电能的一端， K 1 接向电能表一对电流孔的左孔，任意一处接反，该元件驱动力矩就为负值。 (3) 高压电流互感器 K 2 端要可靠接地，防止一次侧的高压窜入二次侧，但只允许有一个接地点，在端子箱内经端子接地。低压电流互感器的导线、相连的仪表与电压回路的绝缘等级相同，可能承受的最高电压亦基本一致，因此可以不接地。在雷电频发地区，若低压电流互感器二次接地，还可能会引入雷电损坏计量装置。84 (4) 高压供电客户负荷大时，采用高供高计计量方式，同时安装电流、电压互感器，电能表安装在一次高压侧。低压供电客户的负荷电流为 50 A

56、 以上时，电能表不宜直通，应采用电流互感器接入方式。 (5) 为防止窃电可将电流互感器二次的 K 1 、 K 2 端用一小盒罩住，并加上铅封。 (6) 户外安装的高压电流互感器，当互感器至电能表距离较长时，宜采用二次额定电流为 1A 的电流互感器，以适应二次连线电阻较大的实际情况。85n选择电流互流器时，应根据哪个参数选择?n答案:应根据以下几个参数选择电流互感器。n (1)额定电压。n (2)准确度等级。n (3)额定一次电流及变比。n (4)二次额定容量和额定二次负荷的功率因数。86n1. 在带电的电流互感器二次回路上工作时应采取哪些安全措施?n答案:应采取以下安全措施。n (1)严禁将电流互感器二次侧开路。n (2)短路电流互感器二次绕组，必须使用短路片或短路串，短路应妥善可靠，严禁用导线缠绕。n