互感器及二次回路

互感器及其二次回路王军辉变电站的一次设备和二次设备一次设备是直接发、输、供电的电气设备，如发电机、变压器、输电线路、电力电缆、断路器、隔离开关、母线、避雷器、电流互感器、电压互感器、阻波器等二次设备是指对一次设备工作状况进行监视、测量、控制、保护、调节所必须的设备，如监控装置、保护、自动装置等，通常还包括直流、站用电系统的交流、电流互感器、电压互感器的二次绕组引出线。互感器及其二次回路互感器电压互感器电流互感器是一次回路和二次回路的联络设备。一次回路的高电压、大电流二次回路的低电压、大电流

作用接入方式变换作用电气隔离作用高电压、大电流变换为标准的低电压、小电流。如100V，5A，1A将二次设备与一次设备相隔离，保证了设备和人身安全

电压互感器一次绕组以并联形式接入一次回路；二次负荷以并联形式接在电压互感器的二次绕组回路。

电流互感器一次绕组以串联形式接入一次回路；二次负荷以串联形式接在电流互感器的二次绕组回路。

电压互感器的作用电压互感器的作用是将电力系统的一次电压按一定的变比转换为要求的二次电压，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，也是仪表和继电器的制造简单化，标准化，提高了经济效益。电压互感器的工作原理 其工作原理与变压器基本相同。电压互感器的一次绕组并联接在主电路上，二次负荷以并联形式接在电压互感器的二次绕组回路，接仪表、遥测及继电保护等负荷。电压互感器一次绕组以并联形式接入一次回路二次负荷以并联形式接在电压互感器的二次绕组回路。电压互感器二次负载主要有计量、测量和保护（距离保护、高频保护、方向保护、低周减载、低压减载、低压闭锁、自投装置、同期合闸装置等）。在停用时应考虑：1、电压互感器所接的保护装置和自动装置防止误动，应首先停用。2、记录计量装置的停电时间，以追补电量电压互感器二次回路图计量(电度表)主变保护A5011断路器保护主变测控电压互感器的变比电压互感器的二次电压一般为100/√3V。电压互感的变比为：K=U1/U210kV为100110kV为1100220kV为2200计算电度表倍率时使用主要内容电压互感器二次回路电压互感器二次回路的要求电压互感器的接线方式二次侧接地方式二次回路的短路保护反馈电压的防范电压小母线设置二次回路的断线信号装置交流电网的绝缘监察二次回路的切换电流互感器二次回路电流互感器二次回路的要求电流互感器的接线方式二次侧接地保护二次回路开路的防范电流互感器的二次负载1电压互感器二次回路1-1电压互感器二次回路的基本要求（5）对于双母线上的电压互感器，应有可靠的二次切换回路。（1）电压互感器的接线方式应满足测量仪表、远动装置、继电保护和自动装置的具体要求。（2）应有一个可靠的安全接地点。（3）应设置短路保护。（4）应有防止从二次回路向一次回路反馈电压的措施。1电压互感器二次回路1-2电压互感器的接线方式（1）单相电压互感器接线方式一次侧不能接地，二次侧一端接地（2）两个单相电压互感器构成的V-V接线方式一次绕组不接地，二次绕组V相接地测线电压测线电压V-V接线的特点是：只用两支单相电压互感器就可以获得三个对称的相电压和相对中性点的线电压，但是无法得到相对地的电压。V-V接线以前较广泛地应用于各种电测仪表，目前新建变电站已经不再使用这种接线方式。一般用于380V电能计量（3）三个单相电压互感器构成的星形接线方式1-2电压互感器的接线方式一、二次绕组中性点及开口三角形绕组一端接地中性点直接接地系统测线电压或相电压中性点不接地系统：测线电压和供绝缘检查的零序电压星形-星形/开口接线是目前广泛采用的接线方式，在这种接线方式中，从星形二次绕组可以获得相对地的电压、线电压和相对中性点电压。根据相关规程要求，计量电压必须单独使用一组二次绕组。所以，在电压互感器二次侧，一般每相配置三个线圈，两组星形接线，一个供继电保护和测量电压，一个供计量回路电压，一个用于开口三角接线。目前变电站最常用的接线方式。平时所说的10、110、220、500kV是指线电压的有效值零序电压的取得方式可以用3U0=Ua+Ub+Uc。主要原因为500kV、220kV的线路保护、变压器保护、母线保护采用的零序电压均为自产电压，不要开口三角形的3U0，可以不引入。但其它的需要开口三角形的如故障录波器，如果引入线不正确，也会引起微机保护的误动作。(出处：国网公司新员工培训大纲)1-2电压互感器的接线方式（4）三相三柱式电压互感器构成的星形接线方式一次绕组中性点不允许接地可测线电压和相电压，但不能测供绝缘监察的相对地电压1-2电压互感器的接线方式（5）三相五柱式电压互感器构成的星形接线方式一、二次绕组中性点及开口三角形绕组一端接地。测线电压、相电压及绝缘监察的相对地电压。早期变电站常用的接线方式。1-3电压互感器的二次侧接地方式设置接地的目的：防止一次绕组与二次绕组间的绝缘损坏后，一次侧高电压串入二次侧，危及人身和设备安全，须设置安全接地点。

接地方式的种类V相接地中性点接地1-3电压互感器的二次侧接地方式——V相接地V相接地点位置相当于后备安全接地发电厂电压互感器多采用V相接地方式，根据反措要求，不建议采用。适用范围1-3电压互感器的二次侧接地方式——中性点相接地中性点接地位置110kV及以上电压级的电压互感器多采用中性点接地方式适用范围1-4电压互感器二次回路的短路保护设置短路保护的原因：电压互感器正常运行中由于二次负荷阻抗很大，二次侧接近开路状态，如果短路产生短路电流，造成熔断器熔断，影响表计指示，还可引起继电保护误动，若熔断器选用不当可能会损坏电压互感器二次绕组，因此电压互感器二次侧严禁短路，且必须在二次侧装设短路保护设备。

保护设备熔断器自动开关1-4电压互感器二次回路的短路保护主回路保护设备配置短路保护设备配置注：电压互感器中性线和辅助二次绕组回路中，均不装设保护设备。1-5反馈电压及防范反馈电压在电压互感器停用或检修时，如果运行电压互感器与停电检修电压互感器二次并列，可能造成二次侧向一次侧反送电，在一次侧引起高电压。因此在电压互感器停用或检修时，其二次侧应采取开断措施。

防范措施在电压互感器停用或检修时，需要断开电压互感器一次侧的隔离开关QS，同时断开电压互感器二次回路

具体实现见下图1-5反馈电压及防范具体防范措施 将QS1隔离开关的辅助接点串联接入电压互感器二次回路，在拉开QS1时，其二次侧通过QS1的辅助触点将二次断开。另外在为防止QS1辅助触点粘连，在进行电压互感器或母线检修时，应取下电压互感器二次保险或断开小开关1-6电压小母线设置设置电压小母线的原因：母线上的电压互感器是同一母线上的所有电气元件的公用设备。为了减少联系电缆，设置了电压小母线。电压互感器二次引出端最终引到电压小母线上。而这组母线上的各电气元件所需的二次电压均从小母线上取得。

现阶段综合自动化变电站均不再采用小母线形式，而是使用电压分电屏。1-6电压小母线设置示例1：

35电压小母线

110电压小母线1-6电压小母线设置示例2：1-7交流电网的绝缘监察问题中性点不直接接地系统发生单相接地时，允许持续运行两小时。为使运行人员及时查找和排除故障点，防止事故扩大，电压互感器二次回路需设置绝缘监察装置

分析正常运行时单相接地时KV不动作KV动作发信号电压继电器信号继电器光字牌1-7交流电网的绝缘监察对于中性点直接接地系统无需装设绝缘监察装置一般通过切换开关和电压表选测三个线电压。选测过程分析SA置“UV”23-67测得UUVSA置“VW”21-56测得UVWSA置“WU”41-58测得UWU1-8电压互感器二次电路的切换双母线二次电压的切换原则随同一次回路进行切换方式一：利用隔离开关辅助触点和中间继电器实现当QS1隔离开关合入时，启动K1，K1接点闭合，引入1号母线电压；当QS2隔离开关合入时，启动K2，K2接点闭合，引入2号母线电压；1-8电压互感器二次电路的切换双母线二次电压的切换方式二：利用隔离开关辅助触点直接实现1-8电压互感器二次电路的切换

为什么要切换？双母线要求线路在哪条母线运行，应使用哪条母线的电压，所以要切换到相应母线电压互感器。倒母线时为防止保护失去电压误动，运行人员在倒母线时必须监视保护装置切换继电器的动作状态，当电压切换灯切换正确后，才可以拉开另一侧母线隔离开关；1-8电压互感器二次电路的切换电压互感器二次电压并列原则电压互感器互为备用的二次电压切换回路在操作时必须使母联断路器或分段断路器处于合闸状态方式手动切换自动切换利用控制开关和中间继电器实现利用母联或分段断路器、隔离开关的辅助触点实现1-8电压互感器二次电路的切换

PT二次故障时严禁并列或倒母线操作，防止正常PT损坏。PT一次故障，会造成母差动作，此时应将出线冷倒至正常母线单母线运行，故障PT未隔离前，不允许二次并列。隔离后并列，必须先断开其二次开关，再进行并列。并列前确认分段（母联在合位）TV的二次并列注意事项

（根据时间）返回TV的二次并列TV的二次设计了并列回路。PT的二次侧开关连续跳闸可以并列吗？不能，PT的二次侧开关连续跳闸说明其二次回路有故障，如果强行并列会造成运行TV开关熔断。TV的二次并列并列情况1：

如果PT单独检修，此时可以进行PT的并列：1、合上母联开关（一定要先并列一次）2、使用PT并列把手进行二次并列3、断开欲停PT二次开关4、将欲停PT转至检修状态恢复时与此相反TV的二次并列并列后的恢复操作：1、将欲停PT转至运行状态2、PT检修时如果拆动了接线，并列前应进行核相工作，投入欲停PT二次开关核相：核相器或万用表，使用万用表时选择交流电压1000V，同相为0，异相为100V3、断开PT并列把手4、断开母联开关TV的二次并列PT并列情况2：当PT的一次故障导致PT不能运行时，此时可以进行二次的并列1、断开故障PT的二次开关（一定要先断开）2、合上母联开关（必须要合上，如果不合主变后备将保护拒动）3、进行并列二次操作TV的二次并列但是应考虑并列后保护的弊端:1、并列情况下如果无PT母线发生故障，跳开分段开关后，故障母线因使用非故障母线PT，电压没有下降，此时故障母线侧主变后备保护将发生拒动。2、因此建议并列时合上014开关后，拉开005开关，但此时供电可靠性将降低。3、110双母线接线建议使用刀闸跨接方式，最好是单母线运行。思考题

电压互感器一般带有哪些保护？ 电压保护（接地保护）、阻抗保护（距离保护）、高频保护、方向保护、低频减载、低压减载、自动装置、同期重合闸等。电压互感器的作用：电压互感器的作用是将电力系统的一次电压按一定的变比转换为要求的二次电压，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，也是仪表和继电器的制造简单化，标准化，提高了经济效益。思考题

停用电压互感器应注意什么？

(1)应首先考虑因该电压互感器停用而引起有关保护（如距离保护）及自动装置（如备投）误动，必须先申请停用有关保护及自动装置。

(2)停用电压互感器应断开其二次熔断器（或二次小开关），防止二次侧反充电。3）严禁用隔离开关或摘下熔断器的方法拉开有故障的电压互感器。电流互感器电流互感器电流互感器的作用和原理：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，也是仪表和继电器的制造简单化，标准化，提高了经济效益。 其工作原理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，二次负荷以串联形式接在电流互感器的二次绕组回路，接仪表、遥测或保护装置等负荷。 电流互感器的二次侧额定电流一般为5A，但是在部分变电站中，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界面及提高精确等级，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。为什么有1A？为了增大二次负载例如互感器容量为20VA有S=IXIXR5A时R=20/(5X5)=0.8欧姆1A时R=20/(1X1)=20欧姆这样可以多串联元件电流互感器的变比以二次侧电流5A为例：K=I1/I2一般变比有300/5600/51200/5运行值班人员要熟悉保护、测量装置的CT变比。掌握电度表的倍率的计算：=电压互感器的变比X电流互感器的变比计算电量平衡时注意倍率的正确性例如10kV倍率：（10kV/100）X（300/5）2电流互感器二次回路2-1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，否则会使继电保护拒动或仪表测量不准确。（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。电流互感器极性表示单相TA、TV的一次与二次的绕组引出端子的相位关系叫作极性。它的表达方式为：TA、TV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）。电流互感器极性保护、测量装置极性接反出现的现象：⑴母线保护出现差流，保护装置或者报TA断线、或者差动动作，屡见不鲜。⑵变压器差动保护在投产或者运行中误动或拒动。⑶检测装置的模拟量出现功率方向反向或者指示误差。⑷电度表等计量出现功率方向反向或者指示误差。2-2电流互感器接线方式（1）一个电流互感器的单相式接线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。

（2）两个电流互感器的不完全星形接线主要应用在中性点不直接接地系统的保护回路。

（3）三个电流互感器的完全星形接线这种接线可以测量三相电流、有功功率、无功功率、电能等

不完全星型接线：主要应用在中性点不直接接地系统的保护回路。反映相间短路及A、C相接地故障。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，以节省一组电流互感器；否则，必须配置三组电流互感器，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。完全星型接线：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故障。目前，110kV线路、变压器、10kV电容器等设备配置的电流互感器均采用此接线方式。2-2电流互感器接线方式（4）三个电流互感器的三角形接线这种接线很少应用于测量回路，主要应用于保护回路。

（5）两个电流互感器的差式接线主要应用在中性点不直接接地系统的保护回路，电动机保护，电容器横差保护，现在一般不采用。

（6）两个电流互感器的和式接线这种接线主要用于一台半断路器接线、角形接线、桥形接线的测量和保护回路。

三角形接线的优点三角型接线：

以往，这种接线用于采用Y，d11接线的变压器的差动保护，使变压器星形侧二次电流超前一次电流30°，电流互感器接成三角型，从而和变压器三角形侧（进行移向）二次电流相位相同。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。2-3电流互感器二次回路的接地保护原因电流互感器一、二次绕组间绝缘损坏，高电压将侵入二次回路，危及人身安全和设备安全。

解决方法二次侧设置可靠的接地点；在配电装置处经端子接地；如果有几组电流互感器与保护装置相连时，一般在保护屏上经端子接地

电流互感器开路的危害I1一次电流，I2二次电流，I0空载励磁电流，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。2-4电流互感器二次回路开路的防范问题二次回路一旦开路，将会在二次绕组两端出现数百伏至数千伏的高电压，危及人身和设备安全。

分析解决方法电流互感器正常运行时，二次负载阻抗很小，近于短路运行状态，且有

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,即(1)运行中电流互感器不允许开路(2)

使用数字式电流互感器（光电CT）(3)开路的防范措施

2-4电流互感器二次回路开路的防范(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。当必须合用时，测量仪表要经过中间变流器接入。(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。2-5电流互感器在变电站的应用情况变压器和电容器属于元件保护，必须在三相都配置电流互感器；110kV线路属于大电流接地系统，配置有零序电流保护，而且发生单相接地故障时保护应动作跳闸，所以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，为节省一组电流互感器往往只在A、C两相配置电流互感器。同时，这种配置在同一母线上同时发生两条线路单相接地故障时，有2/3的机会只切断一条线路。线路保护电流互感器的接线示例故障录波高频距离用母线保护1母线保护2电度计量测量线路保护电流互感器的接线⑴保护双重化占2组⑵母线保护占2组，⑶计量占一组，⑶测量占一组。6组接线全部为星性，组别为12点了解二次回路的作用"交流看电源、直流找线圈"。指交流回路一般从电源入手，包含交流电流、交流电压回路两部分；先找出由哪个电流互感器或哪一组电压互感器供电（电流源、电压源），例如有的低周低压装置取自