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文档简介
二、变压器一、互感器1.电流互感器2.电压互感器三、开关设备1.断路器2.隔离开关3.负荷开关4.熔断器电气设备二、变压器一、互感器三、开关设备电气设备电流互感器刘耀俊电流互感器刘耀俊一、电流互感器的分类1.按用途分⑵保护用电流互感器(或电流互感器的保护绕组):在电网故障状态下,向继电保护等装置提供电网故障电流信息。⑴测量用电流互感器(或电流互感器的测量绕组):在正常范围内,向测量、计量装置提供电网电流信息器一、电流互感器的分类1.按用途分⑵保护用电流互感器(或电流互一、电流互感器的分类1.按用途分⑵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路。保护用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。其准确度等级要求一般没有测量的高,但其不仅要求在额定一次电流下误差不超过规定值,由于要求其在故障大电流时有较好的传变特性,所以在一定短路电流倍数下误差不超过规定值。一、电流互感器的分类1.按用途分⑵保护用电流互感器保一、电流互感器的分类1.按用途分保护用电流互感器分为P类、PR类、PX类和TP类。⑴P类保护用电流互感:仅考虑在稳态短路情况下保证具有规定的准确性,它对剩磁无限制
⑵PR类保护用电流互感器:剩磁系数有规定限值的电流互感器。某些情况下,也可规定二次回路时间常数值和/或二次绕组电阻的限值。⑶PX类保护用电流互感器:是一种低漏磁的电流互感器,当已知互感器二次励磁特性、二次绕组电阻、二次负荷电阻和匝数比时,就足以确定其与所接保护系统有关的性能。一、电流互感器的分类1.按用途分保护用电流互感器分为一、电流互感器的分类1.按用途分TP类(TP意为暂态保护)保护用电流互感器:该类电流互感器的准确限值是考虑一次电流中同时具有周期分址和非周期分量,并按某种规定的暂态工作循环时的峰值误差来确定的。该类电流互感器适用于考虑短路电流中非周期分量暂态影响的情况,包括TPS、TPX、TPYTPZ级。
一、电流互感器的分类1.按用途分TP类(TP意为暂态一、电流互感器的分类1.按用途分⑴TPS级:低漏磁电流互感器,其性能由二次励磁特性和匝数比误差限值规定,对剩磁无限制。适用于对复归时间要求严格的断路器失灵保护电流检测元件。⑵TPX级:准确限值规定为在指定的暂态工作循环中的峰值瞬时误差,对剩磁无限制。一、电流互感器的分类1.按用途分⑴TPS级:低漏磁电一、电流互感器的分类1.按用途分⑶
TPY级:准确限值规定为在指定的暂态工作循环中的峰值瞬时误差,剩磁不超过饱和磁通的10%,适用于采用重合闸的线路保护。⑷TPZ级:准确限值规定为在指定的二次回路时间常数下,具有最大直流偏移的单次通电时的峰值瞬时交流分量误差。无直流分量误差限值要求。由于不保证低频分量误差及励磁阻抗低,一般不推荐该类忧感器用于主设备保护和断路器失灵保护一、电流互感器的分类1.按用途分⑶TPY级:准确限一、电流互感器的分类2.按绝缘介质分⑵浇注绝缘电流互感器:由环氧树脂或者其他树脂混合材料浇注成型⑴干式电流互感器:由普通绝缘材料浸渍绝缘漆作为绝缘⑶油浸式电流互感器:由绝缘纸和绝缘油作为绝缘⑷气体绝缘互感器:由FS6气体作为主绝缘。一、电流互感器的分类2.按绝缘介质分⑵浇注绝缘电流互感器:由一、电流互感器的分类3.按电流变换原理分⑵光电式电流互感器:通过光电变换原理实现电流变换⑴电磁式电流互感器:根据电磁感应原理变换电流一、电流互感器的分类3.按电流变换原理分⑵光电式电流互感器:一、电流互感器的分类4.按电流变比分⑵多电流比电流互感器:即一次绕组或二次绕组匝数可以改变,电流比可以改变,可以实现不同电流比变换⑴单电流比电流互感器:即一、二次绕组匝数固定,电流比不能改变,只能实现一种电流变换的互感器⑶多个铁芯电流互感器:这种电流互感器有多个各自具有铁芯二次绕组,以满足不同精度的测量和多种不同的继电保护装置的需要。为了满足某些装置的要求,其中某些二次绕组具有多个抽头一、电流互感器的分类4.按电流变比分⑵多电流比电流互感器:即一、电流互感器的分类5.按安装方式分⑵支柱式电流互感器:安装在平面或支柱上,兼作一次电路导体支柱用的电流互感器⑴贯穿式电流互感器:用来穿过屏板或墙壁的电流互感器⑶套管式电流互感器:没有一次导体和绝缘,直接套装在绝缘的套管上的一种电流互感器⑷母线式电流互感器:没有一次导体和绝缘,直接套装在母线上的一种电流互感器一、电流互感器的分类5.按安装方式分⑵支柱式电流互感器:安装一、电流互感器的分类6.按二次绕组所在的位置分⑵倒立式:二次绕组在产品头部,是近年来比较新型的结构型式⑴正立式:二次绕组在产品下部,是国内常用的结构型式一、电流互感器的分类6.按二次绕组所在的位置分⑵倒立式:二次一、电流互感器的分类一、电流互感器的分类一、电流互感器的分类一、电流互感器的分类一、电流互感器的分类一、电流互感器的分类二、电流互感器的原理
电磁式电流互感器是按电磁感应原理工作的,它的结构与普通变压器相似。主要由铁芯、一次绕组和二次绕组等几个部分组成,实际上它是一个降流变压器,其一次侧的匝数远少于二次侧匝数,一般只有一匝到几匝。使用时,将一次侧与被测电路串联,二次侧与电流表串联,由于电流表的内阻一般都很小,所以电流互感器在正常工作状态时,接近于短路状态。二、电流互感器的原理电磁式电流互感器是按电磁感二、电流互感器的原理电流互感器的一次、二次额定电流之比,称为电流互感器的额定电流比,用Ki表示:I1NI2NN2N1=Ki=电流互感器在近乎短路状态下运行。特别强调的一点:运行中的电流互感器二次侧绝对不允许开路。二、电流互感器的原理电流互感器的一次、二次额定电流之二、电流互感器的原理电流互感器在运行过程中,如果二次侧开路,则二次侧的去磁磁势为零,而一次侧磁势仍为不变,它将全部用来激磁,激磁磁势较正常的增大了许多倍,引起铁芯中磁通急剧增加而达到饱和状态。由于二次绕组感应电势与磁通变化率成正比,所以在磁通值过零瞬间,二次绕组产生很高的电势,可以达到数千伏甚至更高,从而危及人身以及设备的安全。二、电流互感器的原理电流互感器在运行过程中,如果二次二、电流互感器的原理因此,运行中的电流互感器二次侧不允许开路。同时,电流互感器的二次侧也不允许装设熔断器。用于保护和测量时要注意连接的极性。如果在接仪表和测量装置的时候,极性接反,则仪表可能反转,损坏仪器或者使装置误动。一般设备都会标注出极性,否则应做极性试验。二、电流互感器的原理因此,运行中的电流互感器二次侧不三、电流互感器的工作特点⑴其一次电流的大小决定于一次负载电流,与二次电流大小无关。⑵正常运行时,电流互感器二次绕组近似短路状态。电流互感器的二次绕组的负载是测量仪表、继电器的电流线圈,阻抗很小,因此相当于短路运行。⑶运行中的电流互感器二次回路不允许开路。若开路将会在开路的两端产生高电压危及人身安全,或损坏电流互感器。三、电流互感器的工作特点⑴其一次电流的大小决定于一次负载电流四、电流互感器的一次参数1.一次额定电压其选择主要是满足相应电网电压的要求,其绝缘水平能够承受电网电压长期运行,承受可能出现的雷击过电压、操作过电压及异常运行方式下的电压。四、电流互感器的一次参数1.一次额定电压其选择主要是四、电流互感器的一次参数2.一次额定电流⑴应大于所在回路可能出现的最大负荷电流,并考虑适当的负荷增长。⑵应能满足短时热稳定、动稳定电流的要求。⑶电流互感器的变比基本由一次额定电流的大小决定,所以在选择一次额定电流时要核算正常运行测量仪表要运行在误差最小范围,继电保护用次级要满足10%误差要求。四、电流互感器的一次参数2.一次额定电流⑴应大于所在回路可能四、电流互感器的一次参数2.一次额定电流⑷考虑母差保护等使用电流互感器的需要,由同一母线引出的各回路,电流互感器的变比尽量一致。⑸选取的电流互感器一次额定电流值应与国家标准GB1208-1997《电流互感器》推荐的一次电流标准值相一致:10、12.5、15、20、25、30、40、50、60、75A以及它们的十进位倍数或小数
。四、电流互感器的一次参数2.一次额定电流⑷考虑母差保护等使用五、电流互感器的二次额定电流电流互感器的二次额定电流如何选择?电流互感器二次电流的选择主要决定于经济技术比较。在相同一次额定电流,相同额定输出容量的情况下,二次电流采用5A时,其体积小,价格便宜,但电缆及接入同样的二次设备时,二次负载将是1A的25倍。五、电流互感器的二次额定电流电流互感器的二次额定电流如何选择五、电流互感器的二次额定电流电流互感器的二次额定电流如何选择?一般在220kV及以下电压等级变电站中,220kV设备数量不多,而10~110kV电压等级的设备数量较多,电缆长度较短,电流互感器二次额定电流多采用5A。在330kV及以上电压等级变电站中,220kV及以上电压等级的设备数量较多,电流回路电缆较长,电流互感器二次额定电流多采用1A。五、电流互感器的二次额定电流电流互感器的二次额定电流如何选择六、电流互感器的配置⑴电流互感器的类型、二次绕组的数量和准确级应满足继电保护自动装置和测量仪表的要求。⑵保护用电流互感器的配置应避免出现主保护的死区。接入保护的互感器二次绕组的分配,应注意避免当一套保护停用时,出现被保护区内故障时的保护动作死区。
⑶对中性点有效接地系统,电流互感器可按三相配置,对中性点非有效接地系统,依具体要求可按两相或三相配置。
六、电流互感器的配置⑴电流互感器的类型、二次绕组的数量和准确六、电流互感器的配置⑷当配电装置采用一个半断路器接线时,对独立电流互感器每串宜配置三组,每组的二次绕组数量按工程需要确定(一般每组8个二次绕组)。双母线接线一般每组4~5个二次绕组。35kV一般3~4个二次绕组,10kV一般2~3个二次绕组,三个二次绕组一般为关口计量点或主变进线间隔。⑸继电保护和测量仪表宜用不同二次绕组供电,若受条件限制须共用一个二次绕组时,其性能应同时满足测量和保护的要求,且接线方式应避免仪表校验时影响继电保护工作。
六、电流互感器的配置⑷当配电装置采用一个半断路器接线时,对独六、电流互感器的配置⑹在使用微机保护的条件下,各类保护宜共用二次绕组,以减少互感器二次绕组数量。但一个元件的两套互为备用的主保护应使用不同二次绕组
。⑺电流互感器的二次回路不宜进行切换,当需要时,应采取防止开路的措施
。
六、电流互感器的配置⑹在使用微机保护的条件下,各类保护宜共用高压电流互感器模板课件高压电流互感器模板课件光电互感器光电互感器⑴随着电力系统传输的电力容量的增加,电压等级越来越高,这样电流互感器的绝缘结构越来越复杂,体积和重量加大,产品的造价也越来越高。⑵电磁型的电流互感器有铁心,具有非线性。当电力系统发生短路时,高幅值的短路电流使互感器饱和、输出的二次电流严重畸变,造成保护拒动,发生严重事故。互感器的饱和引起波形畸变。⑶其频带响应特性较差,频带窄,系统高频响应差,而使得新型的基于高频暂态分量的快速保护的实现存在困难。光电互感器1.传统互感器不足⑴随着电力系统传输的电力容量的增加,电压等级越来越高,这样电光电式互感器是电子式互感器的一种,是利用光电子技术和电光调制原理,用玻璃光纤来传递电流或电压信号的新型互感器。
光电互感器2.光电互感器优点光电式互感器是电子式互感器的一种,是利用光电子技术和光电互感器2.光电互感器优点⑴绝缘性能优良。光电式互感器是将高压侧的电流或电压信号变换为光信息后,用绝缘性能优良的玻璃光纤传输到低电位侧的,绝缘结构简单,可靠性高。
⑵不含铁芯,不存在饱和问题。现代光电式互感器,不采用铁芯做磁耦合,因而避免了饱和而引起的一系列问题,如电压互感器的铁磁谐振问题,电流互感器的大电流磁饱和和问题以及二次开路问题等等。
光电互感器2.光电互感器优点⑴绝缘性能优良。光电式互感器是将光电互感器2.光电互感器优点⑶动态响应好。光电互感器动态响应范围大,一个测量通道可以测量小电流,也可以测量大电流,可以同时满足计量和继电保护的要求。
⑷频率相应范围宽。现代光电式互感器的测量频率很宽,可以测量工频,也可以测量谐波,还可以测量系统故障时含有的直流分量和高频分量的暂态数据。
光电互感器2.光电互感器优点⑶动态响应好。光电互感器动态响应光电互感器2.光电互感器优点⑸二次绕组数量增多,满足多重保护需要;重量轻、成本低与同电压等级的电磁式电压互感器相比体积缩小大约一倍以上,质量不足同类产品的一半,造价比SF6传统型的电磁式电压互感器低1/2左右。
⑹抗电磁干扰性能好。因为光电式互感器无磁耦合和电量传输,因而消除了电磁干扰对互感器性能的不良影响光电互感器2.光电互感器优点⑸二次绕组数量增多,满足多重保护*38互感器基本知识*38互感器基本知识防爆片外壳铁芯外壳一次引线二次引线套管复合绝缘套管二次接线盒底座支持式电流互感器防爆片外壳铁芯外壳一次引线二次引线套管复合绝缘套管二次接线盒互感器在智能电网、智能变电站中的应用与发展40*互感器在智能电网、智能变电站中的应用与发展40*1智能电网与智能变电站2互感器基本知识3电子式互感器4电子式互感器的应用与发展41*1智能电网与智能变电站41*1.1什么是智能电网智能电网:就是电网的智能化,也被称“电网2.0”。集成的、高速双向通信网络;运用先进的传感和测量技术、设备技术、控制方法以及决策支持系统技术;实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。形象描述:有插座的地方就有能源,有插座的地方就有信息互动。消费者既可以是电力客户,也可能成为风能、太阳能、氢电池、生物沼气灯小型电力供应商。*421.1什么是智能电网智能电网:就是电网的智能化,也被称“1.2智能电网的主要特征自愈、包括用户,抵御攻击;提供满足21世纪用户需求的电能质量;容许各种不同发电形式的接入;启动电力市场以及资产的优化高效运行。中国的智能电网的基本特征是在技术上要实现信息化、自动化、互动化。*431.2智能电网的主要特征自愈、包括用户,抵御攻击;*431.3智能电网结构*441.3智能电网结构*441.3智能电网结构45*1.3智能电网结构45*1.4智能变电站智能变电站smartsubstation采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备,以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求,自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能,并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。主要技术特征信息数字化、功能集成化、结构紧凑化、状态可视化智能变电站分为过程层、间隔层和站控层过程层包括变压器、断路器、隔离开关、电压/电流互感器等一次设备及其所属的智能组件以及独立的智能电子装置。——摘自Q/GDW383-2009《智能变电站技术导则》*461.4智能变电站智能变电站smartsubstati传统变电站结构数字化变电站结构1.4与传统变电站比较*47传统变电站结构数字化变电站结构1.4与传统变电站比较*4智能变电站48国家电网陕西750千伏智能变电站2011年3月1日正式投入运行*智能变电站48国家电网陕西750千伏智能变电站2011年3月1智能电网与智能变电站2互感器基本知识3电子式互感器4电子式互感器的应用与发展49*1智能电网与智能变电站49*2.1互感器的定义互感器instrumenttransformer一种为测量仪器、仪表、继电器和其他类似电器供电的变压器。电压互感器voltagetransformer一种在正常条件下其二次电压与一次电压实际成正比、且在联接方法正确时其相位差接近于零的互感器。电流互感器currenttransformer一种在正常条件下其二次电流与一次电流实际成正比、且在联接方法正确时其相位差接近于零的互感器。组合互感器combinedinstrumenttransformer由电流互感器和电压互感器组合成一体的互感器;在电子式互感器中使用较广。50*2.1互感器的定义互感器instrumenttran*51互感器*51互感器2.2互感器用途高压隔离作用;比率变换功能;将系统的高电压大电流按比率变换成低电压、小电流信号,供给电力系统中的电气测量装置、电能计量装置、继电保护装置、自动装置使用。电容式电压互感器还可兼作载波通讯用的耦合电容器。52*2.2互感器用途高压隔离作用;52*2.3互感器分类电压互感器按相数:单相、三相按用途:计量用、测量用、保护用按原理:电磁式(VT)、电容式(CVT)、电子式(EVT)按绝缘介质:干式、浇注式、油浸式、SF6气体按结构:单级式、串级式按绕组个数:双绕组、三绕组、四绕组按绝缘:半绝缘、全绝缘按安装地点:户内、户外按电压等级:0.6、1、3、6、10、20、35、66、110、220、330、500、750kV、1000kV53*2.3互感器分类电压互感器53*电流互感器按用途:计量用、测量用、保护用按原理:电磁式(CT)、电子式(ECT)按绝缘介质:干式、浇注式、油浸式、SF6气体按结构:正立式、倒立式按安装地点:户内、户外按安装方式:贯穿式、支柱式按一次匝数:单匝式、复匝式按电流比:单变比、多变比、复合变比按电压等级:0.6、1、3、6、10、20、35、66、110、220、330、500、750kV、1000kV2.3互感器分类54*电流互感器2.3互感器分类54*2.4电流互感器的使用一相式接线电流线圈通过的电流反应一次电路相应相的电流。通常用于负荷平衡的三相电路如低压动力线路中,供测量电流、电能或接过负荷保护装置之用。*552.4电流互感器的使用一相式接线*55两相电流差接线这种接线适用于中性点不接地的三相三线制电路中供作电流继电保护之用。由向量图可知,互感器公共线上的电流为ia-ic,其量值为相电流的√3倍。2.4电流互感器的使用*56两相电流差接线2.4电流互感器的使用*56三相星型接线它由三只完全相同的电流互感器构成。此种接线方式适用于高压大电流接地系统、发电机二次回路、低压三相四线制电路。采用此种接线方式,二次回路的电缆芯数较少。但由于二次绕组流过的电流分别为IA、IB、IC,当三相负载不平衡时,则公共线中有电流IN流过。此时,总公共线断开就会产生计量误差,因此,公共线是不允许断开的。2.4电流互感器的使用*57三相星型接线2.4电流互感器的使用*57两相V形接线也称为两相不完全星型接线。在中性点不接地的三相三线制电路中,广泛用于测量三相电流、电能及作为过电流继电保护之用。这种接线方式是根据三相交流电路中三相电流之和为零的原理构成的,公共线上的电流为ia+ic=-ib,反应的是B相的相电流。+2.4电流互感器的使用*58两相V形接线+2.4电流互感器的使用*58变压器纵差动保护单相原理接线图59变压器正常运行或外部短路故障时,理想情况下差动继电器KD不动作当变压器发生短路故障时,假设变压器两侧均有电源,I1、I2同相位,Id流过相应短路电流,KD动作,将变压器从电网中切除。纵差动保护区为TA1和TA2之间的电气部分。2.4电流互感器的使用*变压器纵差动保护单相原理接线图59变压器正常运行或外部短路故2.5电压互感器的使用单相接线该接法仅适用于测量相间电压。如果互感器一次绕组的一端接在线路上,另一端接地,互感器可测量某一相对地电压。*602.5电压互感器的使用单相接线*60V-V接线两个电压互感器分别接于线电压UAB和UBC上,一次绕组不能接地,二次绕组一端接地,这种接线方式适用于中性点非直接接地或经消弧线圈接地系统。只用两个单相电压互感器可以得到对称的三个线电压;不能测量相电压;一次绕组接入系统线电压,二次绕组电压为100V。当继电保护装置和测量表计只需用线电压时,可采用这种接线方式。2.5电压互感器的使用*61V-V接线2.5电压互感器的使用*61Y0-Y0接线由三个单相互感器一、二次侧均接成Y0形,可供给要求线电压的仪表和继电器以及要求相电压的绝缘监视电压表。由于小电流接地系统在一次电路发生单相接地时,另两个完好相的相电压要升高到线电压,所以绝缘监视电压表表要按线电压选择否则在发生单相接地时,电压表可能被烧毁。2.5电压互感器的使用*62Y0-Y0接线2.5电压互感器的使用*62Y0/Y0/接线用三台单相三绕组电压互感器构成Y0/Y0/接线,用于3~220kV系统(110kV及以上无高压熔断器),供接入交流电网绝缘监视仪表和继电保护用。三相五柱式电压互感器只用于3~15kV系统,其接线与三台单相三绕组电压互感器构成Y0/Y0/接线基本相同。该接线方式其二次绕组用来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检测零序电压。2.5电压互感器的使用*63Y0/Y0/接线2.5电压互感器的使用*63独立式SF6电压互感器642.6常见互感器*独立式SF6电压互感器642.6常见互感器*电容式电压互感器652.6常见互感器*电容式电压互感器652.6常见互感器*油浸正立电容型电流互感器的结构662.6常见互感器*油浸正立电容型电流互感器的结构662.6常见互感器*油浸倒立式电流互感器结构672.6常见互感器*油浸倒立式电流互感器结构672.6常见互感器*SF6倒立式电流互感器结构682.6常见互感器*SF6倒立式电流互感器结构682.6常见互感器*干式电流互感器结构692.6常见互感器*干式电流互感器结构692.6常见互感器*703.1电子式互感器的构成电子式互感器通常由传感器、一次转换器、传输系统、二次转换器、供电电源及合并单元等部分组成。根据采用的技术不同,有些部分可以省略。一次转换器又称远端模块,安装在高压一次侧(有些结构也可以在低压侧),负责采集、调理一次侧电压电流并转换成数字信号。合并单元安装在二次侧,负责对各相远端模块传来的信号做同步合并处理。*703.1电子式互感器的构成电子式互感器通常由传感器、一3.1电子式互感器的构成71电子式互感器框图*3.1电子式互感器的构成71电子式互感器框图*数字输出电子式互感器框图723.1电子式互感器的构成*数字输出电子式互感器框图723.1电子式互感器的构成*3.2电子式互感器分类按功能分电子式电流互感器(ECT)电子式电压互感器(EVT)电子式组合互感器(ECVT)按应用场合划分GIS结构的电子互感器AIS结构(独立式)电子互感器直流用电子式互感器73*3.2电子式互感器分类按功能分73*3.2电子式互感器分类按是否需要一次电源分有源电子式互感器电磁感应原理(空心线圈、LPCT)分压原理(R、L、C)无源电子式互感器法拉第磁光效应原理Pockels电光效应Kerr效应逆压电效应74*3.2电子式互感器分类按是否需要一次电源分74*3.2电子式互感器分类按传感原理分分压型电压互感器(电容、电阻、电感)Pockels电光效应Kerr效应逆压电效应低功率线圈(LPCT)空心线圈(Rogowski线圈)法拉第磁光效应光学玻璃全光纤磁致伸缩效应75*3.2电子式互感器分类按传感原理分75*模拟量ECT:4V(测量)及200mV(保护)EVT:1.625V,2V,3.25V,4V,6.5V以及上述值的1/√3数字量输出ECT:2D41H(测量)及01CFH或00E7H(保护)EVT:2D41H输出格式按GB/T20840.8(IEC60044-8)或DL/T860.9(IEC61850-9)的要求763.3电子式互感器的输出*模拟量763.3电子式互感器的输出*有源电子式互感器特点传感头部分有电子电路及工作电源利用电磁感应或分压原理获取被测信号ECT:空心线圈(RC)、低功率铁心线圈(LPCT)EVT:电阻、电容、电感分压利用光纤传输数字信号,必要时传输能量,同时光纤可实现高低压绝缘隔离。用于GIS或者罐式断路器时电源在低压侧。3.4有源电子式互感器77*有源电子式互感器特点3.4有源电子式互感器77*有源电子式电流互感器3.4有源电子式互感器78*有源电子式电流互感器3.4有源电子式互感器78*空心线圈(Rogowski线圈)原理:3.4有源电子式互感器*79空心线圈(Rogowski线圈)原理:3.80铁心线圈式低功率电流互感器(LPCT)3.4有源电子式互感器*80铁心线圈式低功率电流互感器(LPCT)3.4有源电子有源电子式电压互感器3.4有源电子式互感器81*有源电子式电压互感器3.4有源电子式互感器81*82GIS用电容分压原理电压互感器利用电容分压器测量电压。为提高电压测量的精度,改善电压测量的暂态特性,在电容分压器的输出端并一精密小电阻。电容分压器的输出信号U0
与被测电压Ui有如下图所示关系。式中:C1为高压电容,C2为低压电容。利用电子电路对电压传感器的输出信号进行积分变换便可求得被测电压。3.4有源电子式互感器*82GIS用电容分压原理式中:C1为高压电容,C2为低压电容GIS用电流电压组合式互感器RSF6中间电极高压导体C1C2uo3.4有源电子式互感器*83GIS用电流电压组合式互感器RSF6中间电极高压导体C1C2有源电子式互感器的关键技术及难点供电技术(GIS、罐式断路器例外)激光、小CT取能远端传感模块(一次采集模块)的稳定性和可靠性采集单元维护84*3.4有源电子式互感器有源电子式互感器的关键技术及难点84*3.4有源电子式互无源电子式互感器的特点传感头部分由纯光学器件构成,没有电子电路因此不需要电源,电磁兼容性能好。ECT传感头利用Faraday磁光效应原理EVT传感头利用Pockels电光效应原理光纤只传输传感信号,同时光纤可实现高低压绝缘隔离是电子式互感器的理想解决方案3.5无源电子式互感器85*无源电子式互感器的特点3.5无源电子式互感器85*3.5无源电子式互感器法拉第(Faraday)磁光效应原理当通过传光媒质的线偏振光在同方向的磁场作用下,其偏振面会发生旋转,旋转角度θ
v为材料的Verdet常数。安培环路定理:沿任何一个区域边界对磁场矢量进行积分,其数值等于通过这个区域边界内的电流的总和。86*3.5无源电子式互感器法拉第(Faraday)磁光效应原3.5无源电子式互感器光学玻璃结构的电流互感器87光学玻璃电流传感器光路基本结构*3.5无源电子式互感器光学玻璃结构的电流互感器87光学玻3.5无源电子式互感器光学玻璃结构的电流互感器目前尚无高精确度测量偏振面旋转角的检测器,通常将线偏振光的偏振面角度变化的信息转化为光强变化的信息,然后通过光转换将光信号变为电信号,并进行放大处理,以正确反应最初的电流信息。设起偏器的输出光强为I0,检偏器的输出光强为I,根据马吕斯定律,两者光强关系为当检偏器和起偏器的透光轴互成45度时,输出光强为θ最为灵敏,此时线性度也最好,动态范围最大,此时有:88*3.5无源电子式互感器光学玻璃结构的电流互感器88*3.5无源电子式互感器光学玻璃结构的电流互感器对传感头材料的要求是:具有良好的光学性能,光弹系数较小,各相同性,以保证保偏性能。材料的Verdet常数比较大,受温度影响小。易于加工。其热学性质、机械性质、电学性质等均好。89*3.5无源电子式互感器光学玻璃结构的电流互感器89*3.5无源电子式互感器90块状火石玻璃传感头结构光学玻璃结构的电流互感器*3.5无源电子式互感器90块状火石玻璃传感头结构光学玻璃全光纤电流互感器法拉第磁光效应萨格纳克干涉原理测量(Sagnacinterferometer)1913年萨格纳克发明了一种可以旋转的环形干涉仪。将同一光源发出的一束光分解为两束,让它们在同一个环路内沿相反方向循行一周后会合,然后在屏幕上产生干涉。这就是萨格纳克效应。两束相干光间光程差的任何变化会非常灵敏地导致干涉条纹的移动。通过干涉条纹的移动变化可测量光程微小改变量,从而测得与此有关的其他物理量(如电流)。测量精度决定于测量光程差的精度,干涉条纹每移动一个条纹间距,光程差就改变一个波长(~1000nm)。3.5无源电子式互感器*91全光纤电流互感器3.5无源电子式互感器*91SensorFiber传感光纤LED
红外发光源光探测器¼波片调制器偏振器Mirror镜子模拟/数字接口Analog/DigitalinterfacedataPM保偏光纤3.5无源电子式互感器全光纤电流互感器全光纤传感器光路基本结构*92SensorFiber传感光纤LERHCP=右旋圆偏振LHCP=左旋圆偏振*933.5无源电子式互感器光路原理简介RHCP=右旋圆偏振*933.5无源电子式互感器光路原理光电转换装置将同一个发光二极管发出的线性光变成两路光信号,经过光纤送入头部的传感装置。园盘状的极化器,将两路线性偏振光,转化为两路左右旋转园偏振光光信号围绕导体旋转多圈后,导体所造成的磁场使其中一路光信号加速,另一路却被减速。(法拉第效应)当两路环园极化的光信号后,被一面镜子反射再回入光纤。此时极化的方向被逆转。沿着逆转通路,这效应被加倍。两路信号送回前,最终又成为线性偏振光信号。两个光信号回到光电装置时,由于传播速度的差异,两个光信号已经形成了相位差,由于它们在同一个通路,环境温度和振动对它们的影响是相同的,所以,造就了不受影响的高精度的电流测量装置。镜子NXTPhase光纤电流互感器送出同源两路光信号返回的两路光信号已由于电流幅值引起的相位差PM保偏光纤¼波片*94光电转换装置将同一个发光二极管发出的线性光变成两路光信号,经Pockels效应原理:某些透明光学介质(如BGO晶体)在外电场作用下,其折射率线性地随外电场而改变的效应。如在外加电压U作用下,BGO晶体由各向同性变成各向异性的双折射晶体。当线偏振光投射到双折射晶体的端面,人射光束就会变成初相角相同、而电位移矢量相互垂直的两束光,由于它们在晶体中的传播速度不同,出射时有一定的相位差Δφ3.5无源电子式互感器95*Pockels效应原理:3.5无源电子式互感器95*3.5无源电子式互感器96Pockels效应原理:*3.5无源电子式互感器96Pockels效应原理:*横向效应与纵向效应的比较横向效应的半波电压,可通过改变晶片的几何尺寸(纵横比
)进行调节,这是它的优点。而纵向的半波电压对BGO晶体而言,其纵向调制的半波电压为Uπ=46.52kV,要使传感器工作于线性区(非线性误差小于0.1%),则要求加至光学电压传感器的最大电压Um
<0.024Uπ。横向效应有自然双折射引起的位相延迟,这个附加的位相差易受外界温度变化的影响。纵向效应就没有自然双折射引起的位相延迟。横向效应所加电场的方向与通光方向垂直,使用方便,这是它的优点。纵向效应的电场方向与通光方向一致,要求电极既透明又导电,对于大多数物质而言,这两个要求有矛盾,通常采用导电玻璃或中空环形电模电极。973.5无源电子式互感器*横向效应与纵向效应的比较973.5无源电子式互感器*3.5无源电子式互感器98*纵向效应方案3.5无源电子式互感器98*纵向效应方案无源电子式互感器的关键技术及难点光学传感材料传感头的组装技术微弱信号检测温度对精度的影响振动对精度的影响长期稳定性3.5无源电子式互感器99*无源电子式互感器的关键技术及难点3.5无源电子式互感器9合并单元用以对来自二次转换器的电流和/或电压数据进行时间相干组合的物理单元。合并单元可以是现场互感器的一个组件,也可以是一个独立单元。合并单元是对传感模块传来的三相电气量进行合并和同步处理,并将处理后的数字信号按特定的格式提供给间隔级设备使用的装置。合并单元的输出格式:GB/T20840.8(IEC60044-8)DL/T860.91(IEC61850-9-1)DL/T860.92(IEC61850-9-2)3.6合并单元*100合并单元3.6合并单元*100合并单元的结构3.6合并单元*101合并单元的结构3.6合并单元*1013.6合并单元基本功能接收ECT、EVT数字信息采样值有效性处理采样值输出时钟同步及守时设备自检及指示可配置采样率故障报警LED状态显示提供秒脉冲测试信号102*3.6合并单元基本功能102*3.6合并单元选配功能交流模拟量采集采样值突变处理状态量采集功能当地显示及参数设置提供采样脉冲测试信号其他实用功能。
103*3.6合并单元选配功能103*合并单元的配置原则配置方案将决定系统的安全性与可靠性,配置原则是保证一套系统出问题不会导致保护误动,也不会导致保护拒动电子式互感器或就地采集单元的二次转换模块需要冗余配置转换器中电流需要冗余采样,分别用于测量、保护启动和保护动作数据合并单元冗余配置并分别连接冗余的电子式互感器模块,合并单元可以安装在开关附近或保护小室3.6合并单元*104合并单元的配置原则3.6合并单元*1043.6合并单元单母线分段MU配置方式线路CT配置独立的合并单元MU2、MU3,母线PT的接入和并列功能由合并单元MU1完成。105*3.6合并单元单母线分段MU配置方式105*3.6合并单元双母线MU配置方式双母线的接线方式多应用于220kV及以上电压等级,建议所有的电子互感器及MU均采用双重化配置。线路PT、CT由合并单元MU3接入,母线I、II的PT分别接入合并单元MU1、MU2,母线PT切换功能不由合并单元完成。106*3.6合并单元双母线MU配置方式106*3.6合并单元3/2接线MU配置方式3/2接线方式多应用于500kV及以上电压等级,建议所有的电子互感器及MU均采用双重化配置。CT、母线PT、线路PT均配置独立的合并单元。线路I和线路II对应的电流分别由MU1、MU2及MU2、MU3接入的CT的合电流产生。线路I、II的线路PT分别接入MU6、MU7,母线I、II的PT分别接入MU4、MU5。母线PT切换功能不由合并单元完成。107*3.6合并单元3/2接线MU配置方式107*3.6合并单元3.6合并单元3.6合并单元主变MU配置方式主变的电子互感器及MU均采用双重化配置。高压侧CT配置独立的合并单元MU1、MU2,高压侧电流由MU1、MU2接入的CT的合电流产生,高压侧母线PT配置独立的合并单元MU3。公共绕组CT配置独立的合并单元MU6,中压测的CT、PT配置合并单元MU4,低压测的CT、PT配置合并单元MU5,中性点电流、间隙电流并入相应侧合并单元。109*3.6合并单元主变MU配置方式109*3.6合并单元3.6合并单元3.7电子式互感器的优点基本性能比较111比较项目传统互感器电子式互感器绝缘复杂绝缘简单体积及重量大、重体积小、重量轻CT动态范围范围小、有磁饱和范围宽、无磁饱和PT谐振易产生铁磁谐振PT无谐振现象二次输出CT不能开路,PT不能短路可以开路、短路输出形式模拟量输出数字量输出*3.7电子式互感器的优点基本性能比较111比较项目传统互常规计量系统和数字输出计量系统的比较1123.7电子式互感器的优点*常规计量系统和数字输出计量系统的比较1123.7电子式互3.8电子式互感器检测中存在的问题基本准确度问题表现在互感器的误差超过标准规定的误差限值,误差测量的结果波动比较大,测量结果的线性度较差,小电流时测量结果不稳定,改变接线方式或变换试品位置时误差结果变化较大。造成这些问题的主要原因有:产品一次传感器的原理限制;一次传感器线性度较差;数据采集处理电路设计、工艺等方面存在缺陷;输出信号的噪声过大;试验过程中一次线圈出现磁化现象;产品结构容易受到周围杂散电容影响;模拟输出负载能力不够;数字处理部分算法选取不恰当;数字输出信号出现跳帧现象;数据同步出现问题等。*1133.8电子式互感器检测中存在的问题基本准确度问题*1133.8电子式互感器检测中存在的问题温度循环准确度试验根据标准要求,当电子式互感器的户内部分和户外部分别处于各自的最低温、最高温和常温下,互感器的准确度应满足标准要求。在实际检测过程中出现误差超过允许限值的现象比较多。可能存在的原因有:电流传感器或采样电阻温度系数过大;组成电压传感器的分压元件温度系数不匹配;传感器设计工艺不合理或选用的材料不当;数据处理电路元器件选择不合理;采用SF6气体绝缘的产品低温时出现液化现象;光学原理产品采用的温度修正方法不合理;电路板由于凝露出现短路现象等。*1143.8电子式互感器检测中存在的问题温度循环准确度试验*1电子式互感器检测中存在的问题电子式互感器检测中存在的问题3.8电子式互感器检测中存在的问题短时电流试验系统一次发生短路时,电子式电流互感器的一次导体应能承受短路电流产生的热效应和电动力。试验中出现的主要问题有:产品接触导体表面的绝缘出现明显的劣化现象,导体由于电动力出现明显形变,试验后互感器不能正常工作,试验后误差值与试验前发生明显变化。主要原因有:电流互感器的一次导体没有足够的截面积和通流能力;未考虑电动力的影响,结构上没有必要的固定、绑扎和缓冲;一次采集电路部分设计不合理、工艺不可靠。*1163.8电子式互感器检测中存在的问题短时电流试验*1163.8电子式互感器检测中存在的问题机械强度试验试验中出现的主要问题有:产品出现明显的损坏迹象,试验后误差值与试验前发生明显变化。主要原因有:部分支柱型电子式互感器主绝缘支柱只考虑绝缘强度,而对机械强度考虑不够;部分光学原理互感器误差结果受拉应力影响比较大。*1173.8电子式互感器检测中存在的问题机械强度试验*1173.8电子式互感器检测中存在的问题一次工频耐压试验/雷电冲击试验试验中出现的主要问题有:产品一次部分击穿,试验后产品不能正常工作。主要原因有:部分互感器对绝缘强度考虑不够,产品套管部分无屏蔽结构,产品内部绝缘气体气压选择不恰当,一次和二次部分电子线路设计不合理。*1183.8电子式互感器检测中存在的问题一次工频耐压试验/雷电3.9电子式互感器运行中存在的问题由于电子式互感器引入了大量电子器件进行信号调理,在运行情况下,数据采集模块直接接入高压回路或内置于一次主设备中,其运行环境的电磁干扰信号远远超过通用的电磁兼容试验标准,特别是在某些电磁暂态过程中,高频的电磁波引起的高压、高频大电流和地电位升高等将严重影响电子式互感器中电子元件的正常工作,可能造成其误报、死机甚至器件损坏,从而影响变电站安全运行,特别是在220kV以上的系统中,电磁环境的影响更为显著。119*3.9电子式互感器运行中存在的问题由于电子式互感器引入了3.9电子式互感器运行中存在的问题有源独立支柱型电子式互感器存在一次侧供能问题。目前普遍采用的式激光供电和线路取能方式,但两种方式都存在不足。为消除温度和振动对准确度的影响,采用软件补偿的方式,由于影响准确度的通常是多因素非线性时变量,软件补偿效果不理想。120*3.9电子式互感器运行中存在的问题有源独立支柱型电子式互4电子式互感器的应用与发展121*4电子式互感器的应用与发展121*4.1智能变电站中的电子式互感器*1224.1智能变电站中的电子式互感器*122逻辑设备“合并单元”LNPCTRLNPCTRLNTVTRLNPCTRLNPCTRLNTCTR逻辑设备“断路器IED”LNPCTRLNPCTRLNXCBR逻辑设备“断路器IED”LNPCTRLNPCTRLNXCBRPDIS线路保护传感器执行机构采样值IEC61850保护跳闸4.2过程总线与互感器和执行机构的连接*123逻辑设备LNPCTRLNPCTRLNTVTRLNPC4.3电子式互感器的应用*1244.3电子式互感器的应用*124GIS中的常规CTGIS中的ECT4.3电子式互感器的应用*125GIS中的常规CTGIS中的ECT4.3电子式互感器的应126kV三相同体的GISNXCT4.3电子式互感器的应用*126126kV三相同体的GISNXCT4.3电子式互感器电场磁场模块化光学单元法拉第效应光纤线圈激光源与信号处理单元光缆高压侧地电位侧电流4.3电子式互感器的应用*127电场磁场模块化光学单元法拉第效应光纤线圈激光源与信号处理单元1284.3电子式互感器的应用*1284.3电子式互感器的应用*简化互感器绝缘结构,减少体积和重量避免电流互感器饱和避免电压互感器的铁磁谐振改善暂态特性保护、测量、计量等二次设备共享信号,降低成本,提高性能智能化变电站的关键设备之一是传统互感器的更新换代产品4.4电子式互感器的发展前景129*简化互感器绝缘结构,减少体积和重量4.4电子式互感器的发谢谢!130*谢谢!130*二、变压器一、互感器1.电流互感器2.电压互感器三、开关设备1.断路器2.隔离开关3.负荷开关4.熔断器电气设备二、变压器一、互感器三、开关设备电气设备电流互感器刘耀俊电流互感器刘耀俊一、电流互感器的分类1.按用途分⑵保护用电流互感器(或电流互感器的保护绕组):在电网故障状态下,向继电保护等装置提供电网故障电流信息。⑴测量用电流互感器(或电流互感器的测量绕组):在正常范围内,向测量、计量装置提供电网电流信息器一、电流互感器的分类1.按用途分⑵保护用电流互感器(或电流互一、电流互感器的分类1.按用途分⑵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路。保护用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。其准确度等级要求一般没有测量的高,但其不仅要求在额定一次电流下误差不超过规定值,由于要求其在故障大电流时有较好的传变特性,所以在一定短路电流倍数下误差不超过规定值。一、电流互感器的分类1.按用途分⑵保护用电流互感器保一、电流互感器的分类1.按用途分保护用电流互感器分为P类、PR类、PX类和TP类。⑴P类保护用电流互感:仅考虑在稳态短路情况下保证具有规定的准确性,它对剩磁无限制
⑵PR类保护用电流互感器:剩磁系数有规定限值的电流互感器。某些情况下,也可规定二次回路时间常数值和/或二次绕组电阻的限值。⑶PX类保护用电流互感器:是一种低漏磁的电流互感器,当已知互感器二次励磁特性、二次绕组电阻、二次负荷电阻和匝数比时,就足以确定其与所接保护系统有关的性能。一、电流互感器的分类1.按用途分保护用电流互感器分为一、电流互感器的分类1.按用途分TP类(TP意为暂态保护)保护用电流互感器:该类电流互感器的准确限值是考虑一次电流中同时具有周期分址和非周期分量,并按某种规定的暂态工作循环时的峰值误差来确定的。该类电流互感器适用于考虑短路电流中非周期分量暂态影响的情况,包括TPS、TPX、TPYTPZ级。
一、电流互感器的分类1.按用途分TP类(TP意为暂态一、电流互感器的分类1.按用途分⑴TPS级:低漏磁电流互感器,其性能由二次励磁特性和匝数比误差限值规定,对剩磁无限制。适用于对复归时间要求严格的断路器失灵保护电流检测元件。⑵TPX级:准确限值规定为在指定的暂态工作循环中的峰值瞬时误差,对剩磁无限制。一、电流互感器的分类1.按用途分⑴TPS级:低漏磁电一、电流互感器的分类1.按用途分⑶
TPY级:准确限值规定为在指定的暂态工作循环中的峰值瞬时误差,剩磁不超过饱和磁通的10%,适用于采用重合闸的线路保护。⑷TPZ级:准确限值规定为在指定的二次回路时间常数下,具有最大直流偏移的单次通电时的峰值瞬时交流分量误差。无直流分量误差限值要求。由于不保证低频分量误差及励磁阻抗低,一般不推荐该类忧感器用于主设备保护和断路器失灵保护一、电流互感器的分类1.按用途分⑶TPY级:准确限一、电流互感器的分类2.按绝缘介质分⑵浇注绝缘电流互感器:由环氧树脂或者其他树脂混合材料浇注成型⑴干式电流互感器:由普通绝缘材料浸渍绝缘漆作为绝缘⑶油浸式电流互感器:由绝缘纸和绝缘油作为绝缘⑷气体绝缘互感器:由FS6气体作为主绝缘。一、电流互感器的分类2.按绝缘介质分⑵浇注绝缘电流互感器:由一、电流互感器的分类3.按电流变换原理分⑵光电式电流互感器:通过光电变换原理实现电流变换⑴电磁式电流互感器:根据电磁感应原理变换电流一、电流互感器的分类3.按电流变换原理分⑵光电式电流互感器:一、电流互感器的分类4.按电流变比分⑵多电流比电流互感器:即一次绕组或二次绕组匝数可以改变,电流比可以改变,可以实现不同电流比变换⑴单电流比电流互感器:即一、二次绕组匝数固定,电流比不能改变,只能实现一种电流变换的互感器⑶多个铁芯电流互感器:这种电流互感器有多个各自具有铁芯二次绕组,以满足不同精度的测量和多种不同的继电保护装置的需要。为了满足某些装置的要求,其中某些二次绕组具有多个抽头一、电流互感器的分类4.按电流变比分⑵多电流比电流互感器:即一、电流互感器的分类5.按安装方式分⑵支柱式电流互感器:安装在平面或支柱上,兼作一次电路导体支柱用的电流互感器⑴贯穿式电流互感器:用来穿过屏板或墙壁的电流互感器⑶套管式电流互感器:没有一次导体和绝缘,直接套装在绝缘的套管上的一种电流互感器⑷母线式电流互感器:没有一次导体和绝缘,直接套装在母线上的一种电流互感器一、电流互感器的分类5.按安装方式分⑵支柱式电流互感器:安装一、电流互感器的分类6.按二次绕组所在的位置分⑵倒立式:二次绕组在产品头部,是近年来比较新型的结构型式⑴正立式:二次绕组在产品下部,是国内常用的结构型式一、电流互感器的分类6.按二次绕组所在的位置分⑵倒立式:二次一、电流互感器的分类一、电流互感器的分类一、电流互感器的分类一、电流互感器的分类一、电流互感器的分类一、电流互感器的分类二、电流互感器的原理
电磁式电流互感器是按电磁感应原理工作的,它的结构与普通变压器相似。主要由铁芯、一次绕组和二次绕组等几个部分组成,实际上它是一个降流变压器,其一次侧的匝数远少于二次侧匝数,一般只有一匝到几匝。使用时,将一次侧与被测电路串联,二次侧与电流表串联,由于电流表的内阻一般都很小,所以电流互感器在正常工作状态时,接近于短路状态。二、电流互感器的原理电磁式电流互感器是按电磁感二、电流互感器的原理电流互感器的一次、二次额定电流之比,称为电流互感器的额定电流比,用Ki表示:I1NI2NN2N1=Ki=电流互感器在近乎短路状态下运行。特别强调的一点:运行中的电流互感器二次侧绝对不允许开路。二、电流互感器的原理电流互感器的一次、二次额定电流之二、电流互感器的原理电流互感器在运行过程中,如果二次侧开路,则二次侧的去磁磁势为零,而一次侧磁势仍为不变,它将全部用来激磁,激磁磁势较正常的增大了许多倍,引起铁芯中磁通急剧增加而达到饱和状态。由于二次绕组感应电势与磁通变化率成正比,所以在磁通值过零瞬间,二次绕组产生很高的电势,可以达到数千伏甚至更高,从而危及人身以及设备的安全。二、电流互感器的原理电流互感器在运行过程中,如果二次二、电流互感器的原理因此,运行中的电流互感器二次侧不允许开路。同时,电流互感器的二次侧也不允许装设熔断器。用于保护和测量时要注意连接的极性。如果在接仪表和测量装置的时候,极性接反,则仪表可能反转,损坏仪器或者使装置误动。一般设备都会标注出极性,否则应做极性试验。二、电流互感器的原理因此,运行中的电流互感器二次侧不三、电流互感器的工作特点⑴其一次电流的大小决定于一次负载电流,与二次电流大小无关。⑵正常运行时,电流互感器二次绕组近似短路状态。电流互感器的二次绕组的负载是测量仪表、继电器的电流线圈,阻抗很小,因此相当于短路运行。⑶运行中的电流互感器二次回路不允许开路。若开路将会在开路的两端产生高电压危及人身安全,或损坏电流互感器。三、电流互感器的工作特点⑴其一次电流的大小决定于一次负载电流四、电流互感器的一次参数1.一次额定电压其选择主要是满足相应电网电压的要求,其绝缘水平能够承受电网电压长期运行,承受可能出现的雷击过电压、操作过电压及异常运行方式下的电压。四、电流互感器的一次参数1.一次额定电压其选择主要是四、电流互感器的一次参数2.一次额定电流⑴应大于所在回路可能出现的最大负荷电流,并考虑适当的负荷增长。⑵应能满足短时热稳定、动稳定电流的要求。⑶电流互感器的变比基本由一次额定电流的大小决定,所以在选择一次额定电流时要核算正常运行测量仪表要运行在误差最小范围,继电保护用次级要满足10%误差要求。四、电流互感器的一次参数2.一次额定电流⑴应大于所在回路可能四、电流互感器的一次参数2.一次额定电流⑷考虑母差保护等使用电流互感器的需要,由同一母线引出的各回路,电流互感器的变比尽量一致。⑸选取的电流互感器一次额定电流值应与国家标准GB1208-1997《电流互感器》推荐的一次电流标准值相一致:10、12.5、15、20、25、30、40、50、60、75A以及它们的十进位倍数或小数
。四、电流互感器的一次参数2.一次额定电流⑷考虑母差保护等使用五、电流互感器的二次额定电流电流互感器的二次额定电流如何选择?电流互感器二次电流的选择主要决定于经济技术比较。在相同一次额定电流,相同额定输出容量的情况下,二次电流采用5A时,其体积小,价格便宜,但电缆及接入同样的二次设备时,二次负载将是1A的25倍。五、电流互感器的二次额定电流电流互感器的二次额定电流如何选择五、电流互感器的二次额定电流电流互感器的二次额定电流如何选择?一般在220kV及以下电压等级变电站中,220kV设备数量不多,而10~110kV电压等级的设备数量较多,电缆长度较短,电流互感器二次额定电流多采用5A。在330kV及以上电压等级变电站中,220kV及以上电压等级的设备数量较多,电流回路电缆较长,电流互感器二次额定电流多采用1A。五、电流互感器的二次额定电流电流互感器的二次额定电流如何选择六、电流互感器的配置⑴电流互感器的类型、二次绕组的数量和准确级应满足继电保护自动装置和测量仪表的要求。⑵保护用电流互感器的配置应避免出现主保护的死区。接入保护的互感器二次绕组的分配,应注意避免当一套保护停用时,出现被保护区内故障时的保护动作死区。
⑶对中性点有效接地系统,电流互感器可按三相配置,对中性点非有效接地系统,依具体要求可按两相或三相配置。
六、电流互感器的配置⑴电流互感器的类型、二次绕组的数量和准确六、电流互感器的配置⑷当配电装置采用一个半断路器接线时,对独立电流互感器每串宜配置三组,每组的二次绕组数量按工程需要确定(一般每组8个二次绕组)。双母线接线一般每组4~5个二次绕组。35kV一般3~4个二次绕组,10kV一般2~3个二次绕组,三个二次绕组一般为关口计量点或主变进线间隔。⑸继电保护和测量仪表宜用不同二次绕组供电,若受条件限制须共用一个二次绕组时,其性能应同时满足测量和保护的要求,且接线方式应避免仪表校验时影响继电保护工作。
六、电流互感器的配置⑷当配电装置采用一个半断路器接线时,对独六、电流互感器的配置⑹在使用微机保护的条件下,各类保护宜共用二次绕组,以减少互感器二次绕组数量。但一个元件的两套互为备用的主保护应使用不同二次绕组
。⑺电流互感器的二次回路不宜进行切换,当需要时,应采取防止开路的措施
。
六、电流互感器的配置⑹在使用微机保护的条件下,各类保护宜共用高压电流互感器模板课件高压电流互感器模板课件光电互感器光电互感器⑴随着电力系统传输的电力容量的增加,电压等级越来越高,这样电流互感器的绝缘结构越来越复杂,体积和重量加大,产品的造价也越来越高。⑵电磁型的电流互感器有铁心,具有非线性。当电力系统发生短路时,高幅值的短路电流使互感器饱和、输出的二次电流严重畸变,造成保护拒动,发生严重事故。互感器的饱和引起波形畸变。⑶其频带响应特性较差,频带窄,系统高频响应差,而使得新型的基于高频暂态分量的快速保护的实现存在困难。光电互感器1.传统互感器不足⑴随着电力系统传输的电力容量的增加,电压等级越来越高,这样电光电式互感器是电子式互感器的一种,是利用光电子技术和电光调制原理,用玻璃光纤来传递电流或电压信号的新型互感器。
光电互感器2.光电互感器优点光电式互感器是电子式互感器的一种,是利用光电子技术和光电互感器2.光电互感器优点⑴绝缘性能优良。光电式互感器是将高压侧的电流或电压信号变换为光信息后,用绝缘性能优良的玻璃光纤传输到低电位侧的,绝缘结构简单,可靠性高。
⑵不含铁芯,不存在饱和问题。现代光电式互感器,不采用铁芯做磁耦合,因而避免了饱和而引起的一系列问题,如电压互感器的铁磁谐振问题,电流互感器的大电流磁饱和和问题以及二次开路问题等等。
光电互感器2.光电互感器优点⑴绝缘性能优良。光电式互感器是将光电互感器2.光电互感器优点⑶动态响应好。光电互感器动态响应范围大,一个测量通道可以测量小电流,也可以测量大电流,可以同时满足计量和继电保护的要求。
⑷频率相应范围宽。现代光电式互感器的测量频率很宽,可以测量工频,也可以测量谐波,还可以测量系统故障时含有的直流分量和高频分量的暂态数据。
光电互感器2.光电互感器优点⑶动态响应好。光电互感器动态响应光电互感器2.光电互感器优点⑸二次绕组数量增多,满足多重保护需要;重量轻、成本低与同电压等级的电磁式电压互感器相比体积缩小大约一倍以上,质量不足同类产品的一半,造价比SF6传统型的电磁式电压互感器低1/2左右。
⑹抗电磁干扰性能好。因为光电式互感器无磁耦合和电量传输,因而消除了电磁干扰对互感器性能的不良影响光电互感器2.光电互感器优点⑸二次绕组数量增多,满足多重保护*168互感器基本知识*38互感器基本知识防爆片外壳铁芯外壳一次引线二次引线套管复合绝缘套管二次接线盒底座支持式电流互感器防爆片外壳铁芯外壳一次引线二次引线套管复合绝缘套管二次接线盒互感器在智能电网、智能变电站中的应用与发展170*互感器在智能电网、智能变电站中的应用与发展40*1智能电网与智能变电站2互感器基本知识3电子式互感器4电子式互感器的应用与发展171*1智能电网与智能变电站41*1.1什么是智能电网智能电网:就是电网的智能化,也被称“电网2.0”。集成的、高速双向通信网络;运用先进的传感和测量技术、设备技术、控制方法以及决策支持系统技术;实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。形象描述:有插座的地方就有能源,有插座的地方就有信息互动。消费者既可以是电力客户,也可能成为风能、太阳能、氢电池、生物沼气灯小型电力供应商。*1721.1什么是智能电网智能电网:就是电网的智能化,也被称“1.2智能电网的主要特征自愈、包括用户,抵御攻击;提供满足21世纪用户需求的电能质量;容许各种不同发电形式的接入;启动电力市场以及资产的优化高效运行。中国的智能电网的基本特征是在技术上要实现信息化、自动化、互动化。*1731.2智能电网的主要特征自愈、包括用户,抵御攻击;*431.3智能电网结构*1741.3智能电网结构*441.3智能电网结构175*1.3智能电网结构45*1.4智能变电站智能变电站smartsubstation采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备,以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求,自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能,并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。主要技术特征信息数字化、功能集成化、结构紧凑化、状态可视化智能变电站分为过程层、间隔层和站控层过程层包括变压器、断路器、隔离开关、电压/电流互感器等一次设备及其所属的智能组件以及独立的智能电子装置。——摘自Q/GDW383-2009《智能变电站技术导则》*1761.4智能变电站智能变电站smartsubstati传统变电站结构数字化变电站结构1.4与传统变电站比较*177传统变电站结构数字化变电站结构1.4与传统变电站比较*4智能变电站178国家电网陕西750千伏智能变电站2011年3月1日正式投入运行*智能变电站48国家电网陕西750千伏智能变电站2011年3月1智能电网与智能变电站2互感器基本知识3电子式互感器4电子式互感器的应用与发展179*1智能电网与智能变电站49*2.1互感器的定义互感器instrumenttransformer一种为测量仪器、仪表、继电器和其他类似电器供电的变压器。电压互感器voltagetransformer一种在正常条件下其二次电压与一次电压实际成正比、且在联接方法正确时其相位差接近于零的互感器。电流互感器currenttransformer一种在正常条件下其二次电流与一次电流实际成正比、且在联接方法正确时其相位差接近于零的互感器。组合互感器combinedinstrumenttransformer由电流互感器和电压互感器组合成一体的互感器;在电子式互感器中使用较广。180*2.1互感器的定义互感器instrumenttran*181互感器*51互感器2.2互感器用途高压隔离作用;比率变换功能;将系统的高电压大电流按比率变换成低电压、小电流信号,供给电力系统中的电气测量装置、电能计量装置、继电保护装置、自动装置使用。电容式电压互感器还可兼作载波通讯用的耦合电容器。182*2.2互感器用途高压隔离作用;52*2.3互感器分类电压互感器按相数:单相、三相按用途:计量用、测量用、保护用按原理:电磁式(VT)、电容式(CVT)、电子式(EVT)按绝缘介质:干式、浇注式、油浸式、SF6气体按结构:单级式、串级式按绕组个数:双绕组、三绕组、四绕组按绝缘:半绝缘、全绝缘按安装地点:户内、户外按电压等级:0.6、1、3、6、10、20、35、66、110、220、330、500、750kV、1000kV183*2.3互感器分类电压互感器53*电流互感器按用途:计量用、测量用、保护用按原理:电磁式(CT)、电子式(
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