互感器培训讲义2

发电厂和变电所的一次设备

互感器（一）教学内容本节教学内容一、互感器的连接和作用二、电流互感器首页一、互感器的连接和作用

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（TA）。

（一）与系统的连接TV一次绕组并接于一次系统TA原边绕组串接于一次电路副边绕组与测量仪表和继电器的电流线圈串联二次绕组与测量仪表和继电器的电压线圈并联一、互感器的连接和作用

（二）互感器的作用（1）将一次回路的高电压和大电流变为二次回路的标准值。电压互感器的额定二次电压为100V或100／V，电流互感器的额定二次电流为5A或1A。二次设备的绝缘水平可按低压设计，使测量仪表和继电保护装置标准化、小型化，结构轻巧、价格便宜。一、互感器的连接和作用一、互感器的种类和作用（2）所有二次设备可用低电压、小电流的控制电缆来连接，使配电屏内布线简单、安装方便；便于集中管理，可以实现远距离控制和测量。（3）二次回路不受一次回路的限制，接线灵活方便。对二次设备进行维护、调换以及调整试验时，不需中断一次系统的运行。（4）使一次设备和二次设备实现电气隔离。使二次设备和工作人员与高电压部分隔离，保证了设备和人身安全。二次设备出现故障也不会影响到一次侧，提高了一次系统和二次系统的安全性和可靠性。（5）取得零序电流、电压分量供反应接地故障的继电保护装置使用。

一、互感器的连接和作用二、电流互感器

电流互感器的一次绕组串联于被测量电路内，二次绕组与二次回路串联。

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，产生电动势，在二次回路中产生电流I2。(一)电流互感器的工作特点1.电流互感器的工作原理二、电流互感器磁势平衡方程为：忽略很小的励磁安匝只考虑电流数值得电流互感器的额定电流比Ki：2.电流互感器的工作特点（1）电流互感器的一次绕组匝数少，截面积大，串联于被测量电路内；二次绕组匝数多，截面积小，与测量仪表和继电器的电流线圈串联。（2）一次绕组的阻抗很小，一次绕组的电流完全取决于被测电路的负荷电流，而不是由二次电流的大小决定的。（3）在正常运行中，电流互感器是在接近于短路的状态下工作。二、电流互感器（4）运行中的电流互感器二次侧不得开路。二次回路开路的危害：∵，∴时，失去了去磁作用，激磁剧增，使铁芯的磁路高度饱和

①Φ↑↑→磁通由原来的低幅正弦波ф0变成高幅值的交流平顶方波Φ→↑↑→ｅ2↑↑,将危及二次元件和人身安全；②Φ↑↑→铁芯饱和→磁滞涡流↑↑→热烧毁。

二、电流互感器注：①运行中当需要检修、校验二次仪表时，必须先将电流互感器二次绕组或回路短接，再进行拆卸操作。②为了防止电流互感器二次侧开路，二次侧不允许装设熔断器，且二次连接导线应采用截面积不应小于2.5mm2的铜芯材料。③为了防止绝缘损坏时高压窜入二次侧，危及人身和设备安全，电流互感器二次绕组一端及铁芯必须接地。二、电流互感器（二）电流互感器的误差测量误差包括电流误差（又称比差）和相位误差（又称角差）。与铁芯质量、本身结构及尺寸、制造工艺，运行中的一次侧电流的大小和二次负载有关。

二、电流互感器1.一次电流I1的影响一次侧电流比额定电流小得多时，由于I1N1较小，不足以建立激磁，则误差较大；当一次电流增大，大大超过一次额定电流时，I1N1

很大，使磁路饱和，其误差很大。为此，正确使用电流互感器，应使一次额定电流与一次电路电流相配套。二、电流互感器二、电流互感器2.二次负载阻抗Z2的影响若一次电流不变，Z2

增大，二次输出电流将减小，即I2N2

下降，对一次的去磁程度减弱，电流误差和角误差都会增加；二次功率因数角变化时，电流误差和相位误差会出现不同的变化。因此，要保证电流互感器的测量误差不超过规定值，应将其二次负载阻抗和功率因数限制在相应的范围内。（三）电流互感器的准确度级和额定容量1.电流互感器的准确度级

准确度级是指在规定的二次负荷变化范围内，一次电流为额定值时的最大电流误差。

六个准确度级—0.1、0.2、0.5、1、3、50.1、0.2级：主要用于实验室精密测量和供电容量超过一定值（月供电量超过100万KW·h）的线路或用户；二、电流互感器0.5级：可用于收费用的电度表；

0.5—1级的用于发电厂、变电所的盘式仪表和计量上用的电度表；

3级、5级的电流互感器用于一般的测量和某些继电保护上。

二、电流互感器2.电流互感器的额定容量S2N

额定容量S2N是指在额定二次电流I2N

和在某一准确度级的额定二次阻抗Z2N

下，二次绕组的输出容量，即：

S2N=I22NZ2N

由于I2N已标准化（5Ａ或1A），I22N为一常数，所以可用Z2N（称为二次额定阻抗，单位为欧姆（Ω））来表示TA的额定容量S2N

。

二、电流互感器

同一台电流互感器使用在不同的准确度级时，规定有相应的额定容量。例如LMZ1—10—3000/5型电流互感器，0.5级对应的二次额定负载Z2N

为1.6Ω（40V·A），1级时，Z2N

为2.4Ω（60V·A）。当该电流互感器使用于向收费用电度表供电时，应控制二次负载阻抗数不大于1.6Ω，否则会降低准确度级，使测量的电能数不准确。二、电流互感器L1、K1和L2、K2

为两对同名端子，当一次电流I1

从L1

流入时，同时二次电流I2从K1流出。（四）电流互感器的接线

1.电流互感器的极性(用减极性原则）

二、电流互感器2.电流互感器的接线方式

（1）单相接线

主要用来测量单相负荷电流或三相系统中平衡负荷的某一相电流。二、电流互感器

又称不完全星形接线，在6∼10kV中性点不接地系统中应用较广泛。（2）两相V形接线二、电流互感器（3）星形接线

用来测量负荷平衡或不平衡的三相电力系统中的三相电流。二、电流互感器（五）电流互感器的种类和型号1.电流互感器的种类

二、电流互感器

按一次绕组匝数分：单匝式和多匝式（复匝式）。

按工作原理分：电磁式、电容式、光电式和无线电式。

按安装地点分：户内式（35kV以下）和户外式（35kV及以上）。

按绝缘方式分：干式、浇注式、油浸式、瓷绝缘和气体绝缘、串级式以及电容式

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3～35KV的电压等级中；油浸式和串级式用变压器油作绝缘，用于10～220KV的电流互感器中；电容式用电容器作绝缘，用于110KV及以上的电压等级中。二、电流互感器

按照安装方式分：穿墙式、支持式和装入式。

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；穿墙式主要用于室内的墙体上，可兼作导体绝缘和固结设施。

按用途分：测量用和保护用。二、电流互感器2.电流互感器的型号电流互感器的型号以汉语拼音字母表示，由两部分组成，斜线以前部分包括产品型号符号和设计序号产品名称

一次绕组安装形式

绝缘形式结构形式

结构形式，用途

设计序号

额定电压（kV）

准确度等级

额定电流（A）

82346715二、电流互感器二、电流互感器型号名称表示字母字母含义型号名称表示字母字母含义产品名称L电流互感器结构形式W户外式一次绕组形式M母线式M母线式F贯穿复匝式G改进式D贯穿单匝式Q加强式安装形式A穿墙式L铝线式B支持式J加大容量Z支柱式用途B保护用R装入式D差动保护用绝缘形式Z浇注绝缘J接地保护用C瓷绝缘X小体积柜用J树脂浇注S手车柜用K塑料外壳油保护方式N不带金属膨胀器二、电流互感器1.电磁式电流互感器的结构原理（六）电流互感器的结构原理、各种类型二、电流互感器

互感器的基本组成部分是绕组、铁芯、绝缘物和外壳。为使TA具有一定的准确度和规定的额定二次电流，除应有适当的铁芯外，对于一次侧电流较小的TA，其一次侧绕组必须做成较多匝数（多匝式）；对于一次侧电流较大的TA，其一次侧绕组必须做成较少匝数（单匝式）二、电流互感器单匝式优点：结构简单，尺寸较小，价格便宜缺点：被测电流很小时，由于一次侧磁动势较小，测量的准确度很低。常用于较大电流的回路中。通常当一次侧电流超过600~1000A时都制成单匝式多匝式优点：由于一次侧绕组匝数较多，所以即使额定一次电流很小，也能获得较高的准确度。缺点：当过电压加于TA，或当大的短路电流通过时，一次侧绕组的匝间可能承受很高的电压。二、电流互感器2.各种类型的电流互感器（1）干式和浇注绝缘互感器干式互感器适用于户内、低电压的互感器。浇注式互感器广泛用于10～20kV级电流互感器。二、电流互感器浇注绝缘互感器

LDZ1-10、LDZJ1-10型环氧树脂浇注绝缘单匝式电流互感器。浇注绝缘互感器

LMZBJ-10、LMZB-10型环氧树脂浇注绝缘单匝母线式电流互感器。浇注绝缘互感器LFZB-10型环氧树脂浇注绝缘有保护级复匝式电流互感器。浇注绝缘互感器LQZ-35型环氧树脂浇注绝缘线圈式电流互感器。

（2）油浸式电流互感器35kV及以上户外式电流互感器多为油浸式结构，主要由底座（或下油箱）、器身、储油柜（包括膨胀器）和瓷套四大件组成。油浸式电流互感器油浸式电流互感器LJW、LCDZ型户外油浸式瓷绝缘电流互感器油浸式电流互感器

LB、LAB型户外油浸式电流互感器油浸式电流互感器L型户外油浸式电流互感器

穿墙式电流互感器穿墙式电流互感器一般用在从室内到室外的连接，它可以作为穿墙套管，又是电流互感器，可以减少占地面积，减少设备。装入式电流互感器装入式电流互感器是为了节省空间面设计的，它没有外壳，可装入到其它电气设备中，一般安装在大容量变压器和多油式断路器的油箱内部。支持式电流互感器

LCWD1-35型支持式3.SF6气体绝缘电流互感器SF6电流互感器有两种结构形式，一种是与SF