互感器在配电系统中的应用和接线方式

1、MiS曰技师字瞬XIANTECHNICIANCOLLEGE西电公司机电学院高压电器系高压电器专业实习总结题目：互感器在配电系统中的使用及接线方式业高压电器制造部高压电器系指导教师目录内容摘4关键4三正文1电压互感器(1)电压互感器的结构和工作原理5(2)电压互感器的类型5(3)电压互感器的误差5(4) 电压互感器的基本参数5(5) 电压互感器铭牌标识6(6) 电压互感器的注意事项7(7)电压互感器的选择7(8)电压互感器的接线方式7(9)电压互感器的运行和维修82电流互感器(1)电流互感器的作用8(2)电流互感器的结构和工作原理9(3)电流互感器的分类10(4)电流互感器的误差10(5)电流互

2、感器的基本参数11(6)电流互感器铭牌标志11(7)电流互感器的运行和维护12(8)电流互感器的注意事项和选13(9)电流互感器的接线方式133互感器的配置四感想15五参考文图16内容提要互感器（instrumenttransformer）是按比例变换电压或电流的设备。其功能主要是将高电压或大电流按比例变换成标准低电压（100v）或标准小电流（5A或10A，均指额定值），以便实现测量仪表、保护设备及自动控制的标准化、小型化。同时互感器还可用来隔开高压系统，以确保人身和设备的安全。按比例变换电压和电流的设备。关键词：变压器电流互感器电压互感器正文1电压互感器（TV）1.1电压互感器（TV）的结构

3、和工作原理电压互感器是一种小型的降压变压器，由铁芯、一次绕组、二次绕组、接线端子和绝缘支持物等构成。一次绕组并接于电力系统一次回路中，其二次绕组并接了测量仪表、继电保护装置或自动装置的电压线圈（即负载为多个元件时，负载并联后接入二次绕组，且额定电压为100V）。由于电压互感器是将高电压变成低电压，所以它的一次绕组的匝数较多，而二次绕组的匝数较少。电压互感器在电路中的符号如图b所示，用“TV”来表示，一、二次绕组绝缘套管分别标记“”的两个端子为同名端或同极性端。电压互感器工作原理图(b)都是按电磁感应原理工作的。电压互感器一次绕用Kun表示。根据电工学知识，在理想情况下可20kV以下才制成三相式

4、。三绕组电压互感器有两个二次侧绕组：基本电压互感器的工作原理和变压器相同，组和二次绕组的额定电压之比成额定变比，忽略铁磁损耗，漏磁通和绕组电阻，故有1.2电压互感器的类型电压互感器可分为以下几种类型：(1) 安装地点可分为户内式和户外式。(2) 按相数可分为单相式和三相式。只有(3) 按每相绕组数可分为双绕组和三绕组式。二次绕组和辅助二次绕组。辅助二次绕组供接地保护用。(4) 按绝缘可分为干式、浇注式、油浸式、串级油浸式和电容式等。干式多用于低压；浇注式用于335kV;油浸式主要用于35kV及以上的电压互感器。1.3电压互感器的误差电压互感器在运行中会产生误差，影响电压互感器误差的主要原因除了

5、互感器本身铁芯、绕组等因素外，还有运行中一次电压、二次负载和负荷功率因数等参数对其也有影响。分为两类：变比误差和相交误差。不论是比差还是角差都要越小越好，而这只能通过合理的设计、精心地选材及正确地配置负载等措施来尽量减小它们对正确测量的影响。1.4电压互感器的基本参数a. 电压.额定电压比Kun互感器的一次额定电压Un和二次额定电压U2n之比称为额定电压比Kun，又称定变比,其表达式为当然，实际的一次电压U1和二次电压U2之比，称为实际电压比Ku,其表达式为b. 额定容量Sn电压互感器的额定容量是指电压互感器在额定电压和额定负载下运行时，二次侧的输出容量。额定容量Sn和额定二次负载Zn的关系式

6、为c. 准确度等级电压互感器的准确度等级是指在额定条件下工作时所产生的误差大小不超过其允许的范围。根据国家标准，测量用电压互感器的准确度等级有0.1、0.2、0.2s、0.5、0.5s、1.0、3.0级，标准电压互感器的准确度等级有0.01>0.02和0.05级。1.5铭牌标识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：数字一一电压等级（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

7、性能基准的二次电压值。额定变比，额定一次电压和额定二次电压之比。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。1.6电压互感器使用的注意事项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

8、，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。1.7电压互感器的选择a. 额定电压的选择所选电压互感器一次额定电压应处于被测电压的90%和11

9、0%之间。b. 准确度等级的选择测量时应根据被测对象对测量准确度的要求合理选择准确度等级。一般0.2级以上用于精密测量或作为标准，0.2级及以下用于工程测量。C.额定容量的选择选择时互感器二次侧容量S应满足0.25Sn<S<Sn1.8接线方式1）单相电压互感器接线如图（a）所示为一只单相电压互感器接线，可用于测量35kv及以下中性点不直接接地系统的线电压或110kv以上中性点直接接地系统的相对地电压。2）电压互感器的V,v接法如图（b）所示，V，v接法就是将两台全绝缘单相电压互感器的高低压绕组分别接于相和相间构成不完全三角形。这种接法广泛用于中性点不接地或经消弧线圈接地的20kV及

10、以下的高压三相系统中，特别是10kV的三相系统中。V，v接法不仅能节省一台电压互感器，还能满足三相表计所需要的线电压。这种接线方法的缺点是不能测量相电压，且总输出容量仅为两台电压互感器额定容量总和的2/3倍。3）电压互感器的Y，yn接法如图（c）所示。这种接法是用三台单相电压互感器构成一台三相电压互感器，也可以用一台三铁芯柱式三相电压互感器，将其高低压绕组分别接成星形。Y，yn接法多用于小电流接地的高压三相系统，可以测量线电压，这种接线方法的缺点是：当三相负载不平衡时，会引起较大的误差；它的高压侧中性点不允许接地，否则当一次高压侧有单相接地故障时，可能烧坏互感器，故而高压侧中性点无引出线，也就

11、不能测量对地电压。4）电压互感器的Y-Y-接法如图（d）所示。这种接法常用三台单相电压互感器构成三相电压互感器组，主要用于大电流接地系统中。Y-Y-接法既可测量线电压，又可测量相对地电压，辅助绕组二次绕组接成开口三角形供给单相接地保护使用。当Y-Y-接法用于小接地电流系统时，通常都采用三相五柱式的电压互感器。其一次绕组和主二次绕组接成星形，并且中性点接地，辅助二次绕组接成开口三角形。故三相五柱式的电压互感器可以测量线电压和相对地电压，辅助二次绕组可以接入交流电网绝缘监视用的继电器和信号指示器，以实现单相接地的继电保护。5）电压互感器的三台单相三线圈接线如图（e）所示。这种接法用于在中性点非直接

12、接地系统中。基本二次绕组可供测量线电压和相对地电压。辅助二次绕组接成开口三角形，供单相接地保护用。开口三角形两端子间的额定电压为100V.1.9电压互感器的运行和维护为了保证电力系统安全经济运行，需要定期做好电压互感器的运行维护工作，并不断分析各种故障的原因，能够及时有效的对其进行处理，避免故障的扩大，确保系统的安全稳定运行。1电压互感器的运行维护1.1电压互感器的巡视和检查电压互感器投入运行前，应按电气设备试验规程接交试验项目进行试验，合格后，还应进行以下检查：（1）充油电压互感器外观应清洁，油量充足，无渗漏油现象。（2）瓷套管或其他绝缘介质无裂纹破损。（3）次侧引线、线卡及二次回路各连接部

13、分螺丝应紧固，接触应良好。（4）外壳及二次回路一点接地应良好，不应有松动、断开现象。2.运行中的电压互感器的维护（1）对投入运行的电压互感器每1-2年进行一次预防性试验，并执行以上的巡视和检查项目。（2）如果对电压互感器进行吊芯检查，还应注意：铁芯清洁、紧密、完整，无锈蚀或机构无损伤现象；内部无油垢或渣滓，油路畅通无堵塞，各部螺栓未松动，附件完整；内部绝缘支持物，线圈未损伤、松动或断线；穿芯螺栓的绝缘良好，内部线圈的连接紧固等。（3）互感器呼吸孔的塞子若有垫片，则应将垫片取下，保持呼吸畅通。2.电流互感器（TA）2.1电流互感器的作用由于电力设备上通过的电流大多数为数值很高的大电流，为了便于测

14、量，采用电流互感器进行变换，其二次侧额定电流值为5A（或1A）。电流互感器是用来变换电流的电气设备，实际上相当于一个升压变压器。2.2电流互感器的结构和工作原理1）电流互感器的结构：电流互感器有单匝式和多匝式a单匝式由实心圆柱或管型截面的截流导体或直接用截流母线作为其一次侧，将一次侧穿过饶有二次侧的环形铁芯所构成，一般情况下，其额定电流为152250A以上。优点：结构简单、尺寸较小、价格便宜缺点：被测电流很小时，测量准确度很低b多匝式电流互感器：其一次侧由穿过饶有二次侧的环形铁芯的多匝线圈构成优点：由于其一次侧绕组很多，所以即使一次侧额定电流很小，其测量精度也很高缺点：当高压加于电流互感器或者

15、当大的短路电流通过时，其一次侧承受很高电压2）电流互感器的工作原理按电磁感应原理工作，当一次侧流过电流i1时，在铁芯中产生交变磁通，此磁通穿过二次绕组，产生感应电动势，在二次回路中产生电流i2。电流互感器的极性一般采用减极性原则标注，即:一、二次绕组中的电流在铁芯中产的磁通方向相反。如图所示，则L1和K1为一对同极性端子。电流互感器原理图电流互感器在电路中的符号如下图所示，用“TA”来表示，一次绕组一般用一根直线表示，分别标记“”的两个端子为同名端或同极性端。极性端子关系到二次电流的方向，非常重要。2.3电流互感器的分类（1）按安装地点，可分为户内式和户外式。一般20kV及以内的制成户内式的，

16、35kV及以上的制成户外式的。（2）按绝缘可分成干式、浇注式、油浸式、串级式、电容式等。干式用绝缘胶浸渍，用于低压的屋内配电装置中；浇注式以环氧树脂作绝缘，用于335kV的电压等级中；油浸式和串级式用变压器油作绝缘，用于10220kV的电流互感器中；电容式用电容器绝缘，用于llOkV及以上的电压等级中。（3）按安装方式，可分为支持式、装入式和穿墙式等。支持式安装在平面和支柱上，装入式（套管式）可以节省套管绝缘子而套装在变压器导体引出线穿出外壳处的油箱上；穿墙式主要用于室外的墙体上，可兼作导体绝缘和固定设施。（4）按一次绕组的匝数，可分为单匝式和多匝式（复匝式）。（3）按电流互感器的工作原理，可

17、分为电磁式、电容式、光电式和无线电式。0.125000A电流互感器的一次绕组串接被测电路中，一次绕组的额定电流标准有从等不同规格。由于电流互感器是将大电流变成小电流，所以它的一次绕组的匝数比二次绕组的匝数要少。2.4电流互感器的误差1）比差（变比误差）理想情况下，电流互感器的额定电流比应为常数，但实际情况下，由于铁芯损耗、漏磁通和绕组漏电阻等因素的存在，实际电流比不等于额定电流比，所以出现数值上的误差，该误差即为比差。比差为：2）角差理想情况下，电流互感器一次电流和二次电流的相量应为同相位，但因为内阻抗和磁化电流的影响，实际二次电流相量和一次电流相量之间有一夹角S，此夹角称为电流互感器的相角误

18、差，简称角差。角差的大小和正负，取决于空载电流和负载电流的大小和性质，电流互感器的允许角差为7°。2.5电流互感器的基本参数1）额定电流比Kin电流互感器的一次侧额定电流I1N和二次侧额定电流I2N之比为额定电流比KN其表达式为：实际的一次侧电流11和二次侧电流I2之比为实际电流比KI，其表达式为：kIN二71由于电流互感器的二次侧额定电流已规定为I2杯或1A,所以在测量中对电流比的选择，实际上是选择一次侧额定电流。一般是按长期通过电流互感器的最大工作电流来选择，但为了保证互感器有较高的测量精确度，不宜使其工作在一次侧额定电流的三分之一以下。2）额定容量Sn电流互感器的额定容量是指电

19、流互感器在额定电流I2N和额定负载Z2N下运行时，二次侧所消耗的视在功率，其表达式为23）准确度等级Sn二|2NZ2N根据国家标准，工程测量用电流互感器的准确度等级有0.1、0.2、0.2s、0.5、0.5s、1.0、3.0、5.0和10级，而0.01、0.02、0.05、0.1、0.2级电流互感器主要用于精密测量或作标准互感器来检定低等级的电流互感器。4）额定电压电流互感器的额定电压是指其一次绕组对地或对二次绕组长期能承受的最大绝缘电压值，而不是指一次绕组两端所加的电压值。所以，电流互感器的额定电压只是反映该电流互感器的绝缘水平，而和电流互感器的额定容量无关。当然，电流互感器的额定电压等级应

20、和电网的额定电压等级一致，故所选的电流互感器的额定电压应和其安装处的电压等级相符。2.6铭牌标志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：数字一一电压等级（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，额定一次电流和额

21、定二次电流之比。端子以外额定负荷，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和额定阻抗之比。h电流互感器2.7电流互感器的运行和维护1）电流互感器的接线应遵守串联原则：即一次绕阻应和被测电路串联，而二次绕阻则和所有仪表负载串联。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T1全部成为磁化电流，引起0m和E2骤增，造成铁心过

22、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I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

23、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

24、的电流互感器宜装在发电机中性点侧。2.8电流互感器的注意事项和选择1）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1。<2>电流互感器二次测量仪表电流磁势I2N2在铁芯产生磁通2。<3>电流互感器铁芯合磁通：=1+2。<4>因为1.2方向相反，大小相

25、等，互相抵消，所以=0。<5>若二次开路，即T2=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T2=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。2）选择<1>电压的选择电流互感器的额定电压Un应略高于或等于其安装处的工作电压UxUNUx<2>电流

26、的选择电流互感器的一次额定电流I1N应大于或等于长期通过电流互感器的最大工作电流Im,力求使电流互感器运行于额定电流附近，以保证测量的准确性。<3>等级的选择测量时应根据被测对象对测量准确度的要求合理选择准确度等级。一、二类电能计量应选0.2级电流互感器。<4>选择时互感器二次侧容量S应满足0.25Sn-S'iSn2.9电流互感器的接线方式电流互感器在电力系统中根据所要测量的电流的不同，就有了不同的接线方式，最常见的有以下几种。1）单相式接线如图（a）所示，单相连接只能测量一相的电流以监视三相运行，故常用于三相对称电路中，例如电动机回路。2）两相星形接线如图（b）所示。两相星形接线又称不完全星形接线，这种接线只用两只电流互感器，统一装设在A、C相上。一般测量两相的电流，但通用公共导线，也可测第三相的电流。主要适用于小接地电流的三相三线制系统，在发电厂、变电所610kv馈线回路中，也常用来测量和监视三相系统的运行状况。3）三相星形接线如图（c）所示。三相星形接线又称完全星形接线，它是由三只完全相同的电流互感器构成。由于每相都有电流流过，当三相负载不平衡时，公共线中就有电流流过，此时，公共线是不能断开的，否则就会产生计量误差。该种接线方式适用于高压大接地电流系统、发电机和变压器二次回路、低压三相四线制电路3互感器的配置