电流、电压互感器

1、电压、电流互感器,互感器的的作用,1.与测量仪表配合，对线路的电压、电流、电能进行测量；与继电器配合，对系统和电气设备进行过电压、过电流和单相接地等保护 2.将测量仪表、继电保护装置和线路的高电压隔离开，以保证操作人员和设备的安全 3.将电压和电流变换成统一的标准值，以利于仪表和继电器的标准化,电压互感器,1、电压互感器的原理、结构及铭牌数据意义 电压互感器实际上是一个降压变压器，它的一次线圈匝数很多，二次线圈匝数很少，一次侧并联地接在电力系统中，二次侧可并接仪表、继电保护和自动装置的电压线圈等负载，由于这些负载阻抗很大，通过的电流很小，因此，电压互感器的工作状态相当于变压器的空载运行。电压互

2、感器一次侧作用着一个恒压源，它不受互感器二次负载的影响（因电压互感器二次线圈阻抗很大，吸取系统功率很小）。, 电压互感器二次回路不允许短路，因为其正常运行时二次基本上是开路状态，二次绕组匝数少，阻抗较小。若二次短路后，铁芯中的磁势失去平衡，在二次回路中会产生很大的短路电流，造成继电保护和自动装置误动作，甚至烧毁互感器。 电压互感器一次线圈中性点必须接地（工作接地），二次线圈的中性点必须接地（保护接地）。 35KV及以下电压互感器一般采用电磁型干式、环氧树脂浇注和油浸式三种。35KV采用JDJJ型或JDJ型，三个单相一次星形接线，二次线圈两套，其一主线圈接保护和表计，辅助线圈接成开口三角形用来反

3、映系统接地零序电压的变化。, 铭牌技术参数： A、变比及额定电压： 35000/100/100/V；110000/100/100 B、等级与容量：由于电压互感器的误差随它的负荷值改变而改变，所以其容量是和一定的准确度相适应的。一般说的电压互感器的额定容量指的是对应于最高准确度的容量值。负荷功率越大，准确度会降低。,2、电容式电压互感器原理,被测装置与地之间有若干相同的电容器串联，此时将电容器串分成电容C1 和电容C2两部分。 电容C1和C2串联，U1为原边电压,Uc2为C2上的电压。空载时,电容C2上的电压Uc2，则C2上的电压为： 式中分压比K= C1 / C1 +C2，改变C1 和C2就可

4、得到不同的分压比，而Uc2 与一次电压U1成正比，则测得Uc2 就可以测到U1，这就是电容式电压互感器的原理。,3、原理图解说 中间变压器T：将中压电容器上的电压降到所需的二次电压值，也起电压隔离作用。 排流线圈L1：将电容分压器的工频电流引入大地 补偿电感L：串入电感，可以补偿电容内阻抗，使电压稳定。 保护间隙P：限制冲击过电压。 氧化锌避雷器BL：用来限制补偿电抗器和变压器的过电压。 阻尼电阻ZD：防止持续的铁磁谐振。,4、电容式电压互感器的误差 （1）当C2两端接入电压表和继电器等负荷时，回路中流过的负 荷电流增大，实测的Uc2减小。为此，在实用中分压电容C2的两端接入中间变压器，减小二

5、次回路电流以减小测量误差。 （2）中间变压器的接入，将使分压系数发生变化，并受到二次负载影响而改变C2两端的等效阻抗。为了稳定分压系数，从而保证互感器的精度，中间变压器输入端串入谐振电感L。 （3）电容和电感均有内阻，受频率的影响较大。当电网频率变化时，电抗也要发生变化。因此，电容式电压互感器的变比对电网频率的变化较为敏感，其精度仍然相对较低。 （4）由于L是个非线性电感，当电网电压升高或副边负载阻抗下降时，互感器电流增加，当L进入饱和区时，感抗与负载之和与电容电抗相等，互感器进入铁磁谐振状态，这时产生很大的电流并在电容C2两端形成很高的过电压。当非全向进入谐振状态时，副边开口三角形输出超过零

6、序电压整定值，使继电保护误发电网接地信号。,5、电压互感器参数,（1）变压比是使一次绕组和二次绕组的额定电压之比。 （2）准确级次-是以最大变比误差和相角误差来区分的，准确级次在数值上就是变比误差等级的百分限值。 （3）电压互感器的容量，是指二次绕组允许接入的负荷功率，分为额定容量和最大容量两种，以VA值表示，由于电压互感器的电压是随着二次负荷功率的大小而变化的，容量增大，准确度降低。,6、电压互感器的接线方式,4、电压互感器接线方式,电压互感器在三相系统中要测量的电压有：线电压、相对地电压和单相接地时出现的零序电压。,（1）一台单相互感器 可测量35KV及以下系统的线电压，或110KV以上中

7、性点直接接地系统的相对地电压。 （2）两台单相电压互感器接成V-V型接线 它能测量线电压，但不能测量相电压。这种接线方式广泛用 于中性点非直接接地的系统。 （3）一台三相三柱式电压互感器的Y-Y型接线 它只能测量线电压，不能用来测量相对地电压，因为一次侧绕组的星型接线中性点不能接地。在中性点非直接接地系统发生单相接地时，接地相对地电压为零，未接地相对地电压上升3倍，三相对地电压失去平衡，出现零序电压。有零序电压的作用下，电压互感器的三个铁芯柱中将出现零序磁通，三相零序磁通同相位，在在三个铁芯柱中不能形成闭合回路，只能通过空气气隙和外壳成为回路，使磁路磁阻增大，这样可使电压互感器过热，甚至烧坏。

8、,（4）一台三相五柱式电压互感器的Y0-Y0-D型接线 其一次侧绕组和基本二次绕组接成星型，且中性点接地，辅助二次绕组接成开口三角形。因此，三相五柱式电压互感器可以测量线电压和相对地电压，也可以作为中性点非直接接地系统对地的绝缘监察以及实现单相接地的继电保护，这种接线广泛用于610KV屋内配电装置中。 三相绕组在中间三个柱上，当系统发生单相接地时，零序磁通可通过两边铁芯组成回路，因此磁阻很小，则零序电流很小。 中性点非直接接地三相系统中，正常运行时各相电压为相电压，三相电压的向量和为零，因此开口三角形两端子间有电压，为各辅助二次绕组中零序电压之的向量和，规定开口三角形两端子间的额定电压为100

9、V，因为各相零序电压相等、相位相同，故辅助二次绕组的额定电压为1003V。,（5）三台单相电压互感器的Y0-Y0-D型接线 在中性点非直接接地系统中采用三只单相电压互感器，情况与三相五柱式电压互感器相同，只是在单相接地时，各相零序磁通以各自的电压互感器铁芯成为回路。在110kV及以上中性点直接接地系统中，也广泛采用这种接线，只是一次侧不装熔断器。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，因为当发生单相接地时，未接地相电压并不发生变化，仍为相电压，开口三角形两端子间的电压为非故障相对地电压的向量和。规定开口三角形两端子间的额定电压为100V。,5、电压

10、互感器接线应注意的问题 （1）二次回路接线应采用截面积不小于1.5mm2的绝缘铜线，排列应当整齐，连接必须良好，盘、柜内的二次回路接线不应有接头。 （2） 电压互感器的外壳和二次回路的一点也应良好接地。用于绝缘监视的电压互感器的一次绕组中性点也必须接地。 （3）为防止电压互感器一、二回路短路的危险，一、二次回路都应装有熔断器。接成开口三角形的二次回路即使发生短路，也只流过微小的不平衡电流和三次谐波电流，故不装设熔断器。 （4）电压互感器二次回路中的工作阻抗不得太小以避免超负载运行。 （5）电压互感器的极性和相序必须正确。,6、对于电压互感器回路断线处理 （1）根据继电保护和自动装置有关规定退出

11、有关保护，防止误动作； （2）检查高、低压熔断器及自动开关是否正常，如熔断器熔断，应查明原因立即更换，当再次熔断时则应慎重处理； （3）检查电压回路所有接头有无松动、断头现象，切换回路有无接触不良现象。 7、对于电流互感器二次回路开路处理方法： （1）立即报告调度值班员，按继电保护和自动装置有关规定退出有关保护； （2）查明故障点，在保证安全前提下，设法在开路处附近端子上将其断路，短路时不得使用熔丝。如不能消除开路，应考虑停电处理。,9、停用电压互感器应注意的问题 （1）不使保护自动装置失去电压。 （2）必须进行电压切换 （3）防止反充电，取下二次熔断器（包括电容器） （4）二次负荷全部断开后

12、，断开互感器一次侧电源。 10、电压互感器故障对继电保护的影响 电压互感器二次回路经常发生的故障包括：熔断器熔断，隔离开关辅助接点接触不良，二次接线松动等。故障的结果是使继电保护装置的电压降低或消失，对于反映电压降低的保护继电器和反映电压、电流相位关系的保护装置，譬如方向保护、阻抗继电器等可能会造成误动和拒动。,11、光电式电压互感器介绍 光电互感器是基于光学和电子学原理发展起来的比较成熟及最有发展前景的一种超高压条件下的测量方法。光电互感器大致可分为三大部分：高电位侧信号采集处理部分、地电位侧信号处理部分、高电位侧电源供电部分。 采用罗哥夫斯基线圈、低功率电流互感器、串联感应分压器等新技术，

13、使测量准确度达到0.级，又在结构中采用光纤能量和信号传输、特种固态绝缘脂真空灌注等技术，增强了抗性能和绝缘性能，使可靠性大大提高。,12、相对于传统的电磁式互感器，光电互感器有明显的优点： （）在高电压、大电流的测量环境中，光纤或光介质是良好的绝缘体，它可以满足高压工作环境下的绝缘要求； （）没有传统电流互感器二次开路产生高压的危险，以及传统充油电压、电流互感器漏油、爆炸等危险； （）不会产生磁饱和及铁磁共振现象，它尤其适用于高电压、大电流环境下的故障诊断； （）频带宽，可以从直流到几百千赫，适用于继电保护和谐波检测； （）动态范围大，能在大的动态范围内产生高线性度的响应； （）适应了现在电力

14、系统的数字化信号处理要求，它还可用于以保护、监控和测量为目的高速遥感、遥测系统； （）整套测量装置结构紧凑、重量轻、体积小； （）各个功能模块相对独立，便于安装和维护，适于网络化测量。,2、电压互感器的运行与操作规定 电压互感器在额定容量下允许长期运行,但在任何情况下,不允许超过最大容量运行。 电压互感器在运行中不能短路。如果在运行中,发生短路现象,二次电路的阻抗值大大减少,就会出现很大的短路电流,使二次线圈严重过热而烧毁。因此,在运行中值班人员要注意检查高、低压侧熔断器应良好,如果发现有发热及熔断现象,应及时处理。 在双母线接线中,两个母线上的电压互感器如需二次并列运行时,则应先将一次侧实连

15、,即合上母联开关,然而再合上电压互感器二次并列小开关。否则,若高压侧电压不平衡,低压侧并列后回路内会产生较大的环流,容易引起低压熔断器熔断,致使保护装置失去电压互感器电源。, 电压互感器在运行中,发生一次侧高压熔断器熔断时,运行人员应正确判断,汇报领导,停用有关保护及自动装置,然后拉开电压互感器的隔离开关,取下二次侧熔丝(或断开电压互感器二次小开关)。在排除电压互感器本身故障后,更换熔断的高压熔丝,将电压互感器投入运行,正常后投上保护及自动装置。 3、造成电压互感器高压侧熔丝熔断的原因有: 1)互感器内部线圈发生匝间、层间或相间短路及一相接地等故障。 2)电压互感器一、二次回路故障,可能造成电

16、压互感器过电流。若电压互感器二次侧熔丝容量选择不合理,也有可能造成一次侧熔丝熔断。,3)当中性点不接地系统中发生一相接地时,其他两相电压升高倍;或由于间歇性电弧接地,可能产生数倍的过电压。这些过电压都会使互感器铁芯饱和,将使电流急剧增加而造成熔丝熔断。 4)系统发生铁磁谐振。在中性点不接地系统中,由于发生单相接地或用户电压互感器数量的增加,使母线或线路的电容与电压互感器的电感构成振荡回路,在一定的条件下,会引起铁磁谐振故障。这时,电压互感器上将产生过电压或过电流。电流的激增,除了造成一次侧熔丝熔断外,还常导致电压互感器的烧毁事故。, 在电压互感器运行中,发生二次侧熔丝熔断(或电压互感器小开关跳

17、闸),运行人员应正确判断,汇报领导,停用有关保护及自切装置。 4、造成电压互感器二次侧熔丝熔断的原因有: 1)二次回路导线受潮、腐蚀及损伤而发生一相接地,便可能发展成二相接地短路。 2)电压互感器内部存在着金属性短路,也会造成电压互感器二次电路短路。在二次短路后,其回路阻抗减少,所以通过二次电路的电流增加,导致二次侧熔丝熔断。 3）二次熔丝熔断时,运行人员应及时调换二次熔丝。若更换后再次熔断,则不应再更换,应查明原因后再处理。,10KV非接地系统允许单相接地运行1-2小时，这是因为在中性点不直接接地系统中发生单相接地时，由于故障电流很小，而且三相之间的线电压仍然保持对称，对于负荷的供电没有影响

18、，因此，在一般情况下都允许运行1-2小时，而不必立即跳闸，但是在单相接地以后，其他两相的对地电压要升高3倍。如果长期运行，对于某些在额定电压下磁通就饱和的电压互感器会因严重饱和而使电压互感器烧坏。 由以上分析可以看出，若10KV系统发生预告信号应立即去检查，防止10KV系统长期带接地点运行。, 电压互感器的操作。 电压互感器投入运行时，一般在母线送电前投入运行（本系统有谐振者除外），相应母线停电后，即退出运行。 电压互感器送电时，先合一次刀闸，再投入二次保险器或快速小开关，停电时与此相反。母线充电后应检查该母线三相电压指示正确。 电压互感器单元接地或本身内部有劈啪声或其它噪声，禁止用隔离开关切

19、除故障电压互感器，应采用断路器切除。,电压互感器实际上就是一种容量很小的降压变压器,其工作原理、构造及连接方式都应与电力变压器相同。正常运行时,应有均匀的轻微的嗡嗡声,运行异常时常伴有噪声及其它现象： 1电压互感器响声异常：若系统出现谐振或馈线单相接地故障,电压互感器会出现较高的哼哼声。如其内部出现劈啪声或其它噪声,则说明内部故障,应立即停用故障电压互感器。 2高压熔断器熔体,接连熔断23次。 3电压互感器因内部故障过热如匝间短路、铁芯短路产生高温,使其油位急剧上升,并由于膨胀作用产生冒油。,4、 电压互感器的故障分析及处理法.,（4）电压互感器内发生臭味或冒烟,说明其连接部位松动或互感器高压

20、侧绝缘损伤等。 (5)绕组与外壳之间或引线与外壳之间有火花放电,说明绕组内部绝缘损坏或连接部位接触不良。 （6）电压互感器因密封件老化而引起严重漏油故障等。处理该异常状态时,禁止使用隔离开关或取下高压熔断器等方法停用故障的电压互感器,应采用由高压断路器切断故障互感器所处母线的方式停用故障电压互感器。,高压带电传感器,工作原理：利用电容减压原理，构成高压传感器。 作用：经过高压带电传感器变换后的二次电压作为带电显示装置的工作电压。作为带电闭锁装置的工作条件。,为什么110kv及以上电压互感器的二次侧装设快速电磁开关而不装熔断器，一次侧不装保护装置,当电压互感器的二次回路短路时，距离保护将因电压降

21、低而动作，且动作较快，而熔断器的熔断时间较长，断线闭锁需等熔丝熔断才动作，故不能可靠地起闭锁作用。改用快速电磁开关后，电压互感器二次回路短路时，能保证快速跳开，使断线闭锁迅速动作将保护闭锁。快速电磁开关在跳开的同时切断距离保护的直流电源，防止距离保护误动作。 一次侧不装保护装置，主要是考虑110kv及以上的电压互感器均采用串联绝缘结构，绝缘裕度大，内部线圈和绝缘引起事故的可能性不大，而外部引线又均采用硬母线连接，不易发生相间短路。此外，110kv及以上的系统均为中性点直接接地系统，每相电压互感器始终只承受相电压，不会承受线电压运行。而其二次侧均采用自动过负荷小开关作为保护，灵敏度较高，不致因二

22、次回路发生故障而威胁电压互感器本身。,电压互感器运行注意事项,嘉泽红寺堡电压互感器:TYD-110/3-0.02H（110kv母线） TYD-110/3-0.01H（110kv进线） JDJ2-35（35kv母线） 电压互感器的一二次接线应保证极性正确当两台同型号的电压互感器接成V形时，必须注意极性的正确，否则会导致互感器线圈烧坏 电压互感器的一二次绕组都应装设熔断器以防止发生短路故障。电压互感器的二次绕组不准短路，否则电压互感器将因过热而烧毁 电压互感器二次绕组、铁芯和外壳都必须可靠接地，在绕组绝缘损坏时，二次绕组对地电压不会升高，以保证人身和设备安全 电压互感器二次绕组的电压降一般不得超过

23、额定电压的0.5，接用0.5级电能表时不得超过0.25,电压互感器正常巡视哪些项目,瓷件有无裂纹损坏或异音放电现象 油标、油位是否正常，是否漏油 接线端子是否松动 接线有无过热变色 吸潮剂是否变色 电压指示无异常,电压互感器的异常运行，应立即退出的情形,瓷套管破裂、严重放电 高压线圈的绝缘击穿、冒烟、发出焦臭味 电压互感器内部有放电声及其它噪声，线圈与外壳之间或引线与外壳之间有火花放电现象 漏油严重，油标中看不见油面 外壳温度超过允许温升，并继续上升 高压熔体连续两次熔断，当运行中的电压互感器发生接地、短路、冒烟着火故障时对于6kv-35kv装有0.5A熔体胶合格限流电阻时，可用隔离开关将电压

24、互感器切断，对于10kv以上电压互感器，不得带故障将隔离开关拉开，否则，将导致母线发生故障,电压互感器停用注意事项,应将有关保护和自动装置停用，以免造成装置失压误动作。为防止电压互感器反充电，停用时应将二次侧保险取下，再拉开一次隔离开关 停用的电压互感器，在带电前应进行试验和检查，必要时，可先安装在母线上运行一段时间，再投入运行,35kV及以下的电压互感器出现哪些异常时应申请将其停用？,应一面加强监视，一面向调度员申请将电压互感器停用。 1） 高压侧熔断器连续熔断。 2） 内部绕组与外壳之间或引出线与外壳之间有放电及异常音响。 3） 套管有严重裂纹及放电。 4） 严重漏油。,电压互感器运行中为

25、什么二次侧不准短路？,电压互感器正常运行中二次侧接近开路状态，一般二次侧电压可达100伏，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等。,电压互感器故障对继电保护有什么影响？,电压互感器二次回路经常发生的故障包括：熔断器熔断，隔离开关辅助接点接触不良，二次接线松动等。故障的结果是使继电保护装置的电压降低或消失，对于反映电压降低的保护继电器和反映电压、电流相位关系的保护装置，譬如方向保护、阻抗继电器等可能会造成误动和拒动。,运行中电压互感器出现哪些现象须立即停止运行？,电压互感器出现以下现象须立即停止运行： （1）高压侧

26、熔断路接连熔断二、三次。 （2）引线端子松动过热 （3）内部出现放电异音或噪声 （4）见到放电，有闪络危险。 （5）发出臭味，或冒烟 （6）溢油,电压互感器高压熔断的原因主要有哪些？,1、系统发生单项间歇性电弧接地，引起电压互感器的铁磁谐振 2、熔断器长期运行，自然老化熔断 3、电压互感器本身内部出现单相接地或相间短路鼓障 4、二次侧发生短路而二次侧熔断器未熔断，也可能造成高压熔断器的熔断,电压互感器电压消失后应注意什么？,LH-11型距离保护的启动元件与测量元件都通有10mA的助磁电流，当电压互感器电压消失后，执行元件因瞬间制动力矩消失，在助磁电流的作用下，接点闭合不返回，因此，一旦电压互感

27、器电压消失后，首先将保护退出，然后解除本保护直流，使启动元件与测量元件的执行元件返回。在投入保护时，一定要首先投保护的电压回路，然后再投直流。,电压互感器在运行中二次绕组为什么要接地?,防止绝缘击穿时二次恻串入高压,危及人身和设备的安全,该接地为保护接地。,切换电压互感器时怎样操作低周减载装置的电源？,切换电压互感器时应保证不断开低周减载装置的电源。一般两台电压互感器均可并列运行，因而在切换电压互感器时，先用低压并列开关将两台电压互感器并列后，再断开停用的电压互感器，保证低周减载装置不失去电源。当电压互感器不能并列时，切换电压互感器前，应先停用低周减载装置的直流电源。,电压互感器一、二次熔断器

28、的保护范围是什么？,电压互感器一次熔断器的保护范围是：电压互感器的内部故障（匝间短路故障熔丝可能不熔断），或在电压互感器与电网连接线上的短路故障。 电压互感器二次熔断器的保护范围是：二次熔断器以下回路的短路引起的持续短路故障（一般二次保险以下回路的故障一次熔断器不熔断）。,停用电压互感器时应注意哪些问题？,（1）不使保护自动装置失去电压。 （2）必须进行电压切换 （3）防止反充电，取下二次熔断器（包括电容器） （4）二次负荷全部断开后，断开互感器一次侧电源。,变电所使用的电压互感器一般接有哪些保护？,1）阻抗保护（距离保护）； （2）高频保护； （3）方向保护； （4）低周减载和低电压减载；

29、（5）低电压闭锁； （6）自投装置； （7）同期重合闸。,引起电压互感器产生误差的原因?,（1） 激磁电流的存在； （）有内阻； （）因为一次电压影响激磁电流，因此也影响误差的大小； （）二次负荷变化时，将影响的二次及一次电流的变化，故亦将对误差产生相应的影响； （）二次负荷的功率因数角的变化将会改变二次电流以及二次电压的相位，故其对误差将产生一定的影响,三相五柱式电压互感器各侧电压的数值？,一次绕组电压为接入系统的线电压，主二次绕组相电压为100/3V，辅助二次绕组相电压为100/3V。,高压电压互感器及其二次回路,电压互感器及其二次回路的重要性： 电压互感器作为一重要的一次设备在电力系统中

30、发挥着重要的作用。同时，因为电压互感器是一种公用设备，无论是互感器本身出现问题或是其二次回路出现问题，都将给整个二次系统带来严重影响。保障电压互感器及其二次回路的稳定运行至关重要。,电压互感器的作用 1.将电力系统的一次电压按一定的变比缩小为要求的二次电压，供各种二次设备使用。 2.使二次设备与一次高压隔离，保证人身和设备的安全。 电磁式电压互感器的工作原理,（1）工作原理 电压互感器的主要结构和工作原理类似于变压器。如图所示，电压互感器的一次线圈匝数N1很多，并接于被测高压电网上，二次线圈匝数N2较少，二次负荷比较恒定，接于高阻抗的测量仪表和继电器电压线圈，正常运行时，电压互感器接近于空载状

31、态。,（2）电压互感器的变比 电压互感器一、二次线圈额定电压之比，称为电压互感器的额定变比，即 Kn=U1n/U2n 其中，一次线圈额定电压U1n是电网的额定电压（10、35、110、220、500KV等），二次电压则统一定为100(或100/ )V，所以Kn也标准化。 （3）电压互感器的分类 1.按照结构分类： 三相三柱式 三相五柱式 单相电压互感器 2.按照安装位置不同 3.按照原理分类 母线PT:测量母线电压 电磁式电压互感器 线路PT:测量线路电压 电容式电压互感器,三相式,(4)单相电压互感器的接线方式 1.两个单相电压互感器接成V-V形接线方式,两个电压互感器分别接于线电压UAB和

32、UBC上，一次绕组不能接地，二次绕组为安全，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。 1) 只用两个单相电压互感器可以得到对称的三个线电压； 2）不能测量相电压； 3）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。,A B C,a,b,c,100V,2.三个单相电压互感器接成星形接线方式,i,一次绕组接成星形,互感器接于相地之间,因此,测量的是相对地电压,而并非各相与中性点之间电压，一次绕组接地属于工作接地。 电压互感器的一次绕组阻抗极高，即使是在中性点直接接地或经消弧线圈接地的系统中，虽然电压互感器一次

33、绕组中性点接地，但并不表示该系统中性点接地。,电压互感器的保护措施,60kV及以下系统，一次侧一般经过隔离开关和熔断器接入高压电网。 电压互感器一次侧熔断器的作用： （1）保护电压互感器本身，当电压互感器本身故障时，熔断器迅速熔断，防止事故扩大； （2）防止高压电网受电压互感器本身及其引线的影响。 110kV及以上系统，电压互感器一次侧不装熔断器 （1）主要原因是考虑到系统灭弧问题较大，熔断器的断流容量亦很难满足要求，熔断器 制造困难； （2）这一类互感器采用单相串级式，绝缘强度高，发生事故的可能性比较小； （3）110kV及以上系统，中性点一般采用直接接地，接地故障时，瞬时跳闸，不会过电 压

34、运行。 电压互感器的二次侧： （1）装设熔断器或低压断路器，当电压互感器二次侧及回路发生故障时，能够快速熔 断或切断，保证电压互感器不遭受损坏及不造成保护误动。 （2）计量、测量二次绕组装设熔断器。 （3）保护用二次绕组装设快速低压断路器。,电压互感器高压侧熔丝熔断原因分析,1、互感器内部线圈发生匝间、层间或相间短路及一相接地故障。 2、电压互感器一、二次回路故障，可能造成电压互感器过流。 3、中性点接地系统中发生一相接地时，其他两相电压升高 倍；或者由于间歇性电弧接地，可能产生数倍的过电压 。使互感器铁芯饱和，电流增加造成熔丝熔断。 4、系统发生铁磁谐振。在中性点不接地系统中，由于发生单相接

35、地或用户电压互感器数量的增加，使母线或线路的电容与电压互感器的电感构成振荡回路，引起谐振，造成过压、过流。,电压互感器二次侧熔丝熔断原因,1、因人为原因引起的各种二次回路短路 2、保护及自动装置元件损坏，引起电压二次回路短路。 3、二次回路导线受潮、腐蚀及损伤而发生一相接地，及二相接地短路故障。 4、电压互感器内部存在着金属性短路，也会造成电压互感器二次回路短路。,二次熔丝熔断时，运行人员应及时更换二次熔丝。若再次熔断，则不应再更换，应查明原因后再处理。此时禁止进行两台TV二次侧的并列操作，防止将故障引入另一台TV。,电压互感器操作注意事项 1、电压互感器送电时必须先合一次侧后合二次侧，停电时

36、先停二次侧后停一次侧，防止反送电危及设备安全。 （反充电：运行中的电压互感器由二次向不带电的电压互感器反充电，造成运行中电压互感器二次熔断器熔断，低压开关跳开,引起保护装置及自动装置失压） 2、两段PT二次并列时，一次必须先并列（防止反充电）。 3、在倒换PT前必须先将PT并列运行。 （防止二次设备在PT倒换过程中失压）。,4、双母线各有一组电压互感器，在母线元件倒闸操作时，保护装置用的交流电压应与元件所在母线相一致。 5、二次电压回路使用中间继电器，由隔离开关辅助触点联动实现自动切换方式时： 5.1 当两组电压切换继电器同时动作供给电压时应发出信号，此时不允许操作母联断路器。 （双母线运行的

37、保护都有“切换继电器同时动作”这一信号） 5.2 当电压自动切换回路发生不正常现象时，应报告调度，将涉及范围的保护停用或切换到另一组母线电压回路上，然后才能进行处理。 5.3 运行中的隔离开关不允许进行辅助触点维修工作。,6、220kV空载母线停送电操作时（带电压互感器），由于断路器触头间并联电容与母线电压式互感器极易发生串联谐振过电压，造成电压互感器暴炸。因此要求： 6.1 220kV母线电压互感器有隔离开关时，母线充电之后，再合电压互感器隔离开关送电；空载母线停电时，先拉开电压互感器隔离开关，再拉断路器，母线停电。 6.2 220kV母线电压互感器无隔离开关时，系统有条件，可利用线路与母线

38、配合操作，用对侧线路断路器代母线一并充电或停电。 6.3 220kV母线电压互感器无隔离开关时，在用母联断路器停送空载母线操作过程中，如发生串联谐振过电压，应立即合上母联断路器，母线送电；如母联断路器合不上，应检查断路器在开位，拉开谐振母线侧隔离开关。,停用电压互感器时注意事项,1、不使保护及自动装置失去电压。 2、必须进行电压切换。 3、防止反充电，取下二次熔断器（包括电容器）。 4 二次负荷全部断开后，断开互感器一次侧电源。,电压谐振,1、铁磁谐振：电网中大量非线性电感元件（变压器、电磁式电压互感器）在正常状态下，工作在励磁特性的非饱和区，但在暂态过程中（例如由于接地故障或断路器操作），电

39、感工作状态会跃变到饱和区，电感上电压或其中通过电流突然异常上升，这种现象就是铁磁谐振。 2、谐振原因：中性点接地系统的110、220kV变电站母线上，通常连接电磁式电压互感器，因而PT是一种非线性电感元件，当发生断路器或刀闸操作，导致母线通过断路器的均压电容供电时，暂态过程可诱发铁磁谐振，结果引起PT和母线上电压急剧增加，PT中电流大幅上升，导致PT烧毁，外绝缘闪烙或避雷器爆炸等事故。 3、谐振分类：依据谐振电压的频率，铁磁谐振可分为工频、分频、和高频谐振，在中性点接地系统空母线上发生较多的是工频谐振。,电压互感器的巡视检查,电压互感器运行于母线上，互感器故障相当于母线故障，因此，必须加强巡视

40、： 1、互感器瓷瓶是否清洁、完整，有无损坏及裂纹，有无放电现象。 2、电压互感器的油位，油色是否正常，有无漏油现象， 3、互感器内部声音是否正常。 4、高压侧引线是否接触良好，有无过热现象，二次回路电缆及导线有无损伤，高压熔断器限流电阻及断线保护用电容器是否完好。 5、互感器二次侧和外壳接地是否完好。 6、端子箱是否清洁、受潮。,电压互感器在异常情况下必须退出运行,1、高压侧熔断器连续熔断二、三次。 2、引线端子松动过热。 3、内部出现放电异音或噪声。 4、见到放电，有闪络危险。 5、发出臭味或冒烟。 6、溢油。 发现上述情况，立即汇报调度，解除有关保护，取下PT二次保险，并转移PT一、二次负

41、荷将故障PT断开。禁止使用刀闸或打破熔断器法断开故障的PT，应让保险自动熔断。严禁就地用隔离开关或高压熔断器拉开有故障的电压互感器。,双母线倒单母线倒闸操作顺序,1、检查母联开关在合闸位置。 2、取下母联开关操作保险。 3、将停电母线负荷倒至另一母线。 4、送上母联开关操作保险。 5、断开停电母线PT二次联络开关。 6、拉开停电母线电压互感器、避雷器刀闸。 7、断开母联开关并解除备用。 8、验电后将停用的母线接地。,PT二次电压引入主控室,公用电压回路失压分析,1、检查隔离开关重动继电器是否失磁 2、检查PT端子箱处低压断路器、熔断器是否断开 3、隔离开关辅助接点接触不好 3.1 电压切换接点

42、接触不好 3.2重动继电器接点接触不好 4、某使用单元出现问题 5、二次回路绝缘等其他问题,电压二次回路反措要求,1、电压二次回路只能有一点接地，经控制室零相小母线（N600)连通的几组电压互感器二次回路，只应在控制室将N600一点接地，,各电压互感器二次中性点在开关场的接地点应断开。,2、为保证可靠接地，各电压互感器的中性线不得接有可能断开的,断路器或接触器。,3、已在控制室一点接地的电压互感器二次绕组，如认为必要，可已在开关场将二次绕组中性点经放电间隙或氧化锌阀片接地。,4、来自电压互感器及其二次回路的4根开关场引入线和互感器三次回路的2（3）根开关场引入线必须分开，不得公用。,1、用隔离

43、开关辅助触点控制的电压切换继电器，应有一对电压切换 继电器触点作监视用；不得在运行中维护隔离开关辅助触点。,2、检查并保证在电压切换过程中，不会产生电压互感器二次回路反 充电。,保护回路电压切换反措要求,3、手动进行电压切换的，应有专门的运行规程，由运行人员执行。,4、用隔离开关辅助触点控制的切换继电器，应同时控制可能误动作 的保护的正电源；有处理切换继电器同时动作与同时不动作等异常 情况的专用运行规程。,关于PT二次绕组： 主二次绕组：接成星形，反映一次系统线电压、相电压（相对地电压）,一次绕组接入系统相电压时，绕组电压为100/ 辅助二次绕组：接成开口三角形，一次系统为中性点直接接地系统时

44、，绕组电压为100V，一次系统为中性点非直接接地或经消弧线圈接地时，电压为100/3V,一次系统中的3倍零序电压,电压互感器一次绕组对辅助二次绕组的变比,可以看出，开口三角形绕组的输出电压仅反映一次系统的零序电压，从而可反应系统的接地短路故障。,A相接地后系统零序电压,UA,UA,UB,UB,3U0,3U0,中性点直接接地系统,中性点非直接接地系统,二次绕组的配置 双线圈：一个主二次绕组 保护、测量、计量公用 一个辅助二次绕组 三线圈： 两个主二次绕组：计量专用一组，保护测量公用一组 一个辅助二次绕组 四线圈：三个主二次绕组，一个辅助二次绕组 计量专用一组，因为220KV设备保护要求双重化，两

45、套保护要求分别用不同的 PT 二次绕组，因此，两套保护各用一组，测量和保护公用。 各绕组的精度不一样，计量回路绕组精度高，计量回路专用一绕组减少了二次负载，提高了电能表的计量精度，保护和测量对电压精度要求不高，因此可以公用精度不太高的二次绕组。,二次设备的电压切换,1、电压切换的作用：双母线系统上所连接的电气元件，为了保证其一次系统和二次系统在电压上保持对应，以免发生保护或自动装置误动、拒动，要求保护及自动装置的二次电压回路随同主接线一起进行切换。用隔离开关辅助触点去启动电压切换中间继电器，利用其触点实现电压回路的自动切换。要求保护、测量、计量都有自动切换功能。 2、切换方式： （1）保护、测

46、量、计量共用一个隔离开关接点。计量有专用的切换继电器屏。测量电压在保护屏切换后输出。 （2）一个隔离开关接点启动保护电压切换箱，测量、计量依靠电压切换箱重动继电器进行电压切换。 （3）计量用独立的隔离开关辅助接点，独立的切换继电器。,要求切换回路相互独立：切换回路独立，切换电源独立 1、有利于减小设备异常时的影响面 2、便于运行人员判断问题，应急处理。,保护装置失压分析,公用外部电压,保护屏端子排,隔离开关重动继电器接点,保护装置低压开关,保护装置交流输入插件进行电压变换,模数变换,采样回路,CPU,1、检查隔离开关辅助接点是否切换到位，观察隔离开关位 置指示灯。 2、检查电压开关是否跳开。

47、3、用万用表测量电压开关下口交流电压，判断电压是否正常。 4、打印保护装置采样值，检查交流采样。 5、观察直流电源插件输出电压指示灯是否正常。 6、检查装置有无自检报告。,检查措施,电压互感器二次电压异常处理,运行中电压互感器可能会发生二次电压异常，比如电压输出三相不平衡、空开及二次保险熔丝熔断等。 异常原因： 1、互感器本身有问题，通过二次电压切换后，将互感器二次负载转移，在PT端子箱处PT二次回路断开，检查PT二次输出电压。 2、PT二次公共回路及负载有问题，在上述正常情况下，没有发现异常，说明问题有可能在二次回路及二次负载上上，可以通过倒闸操作将有问题的一段PT二次回路腾空。 3、若在操

48、作某一分路的过程中，电压恢复正常，则说明问题在该二次负载上；二次负载全部转移后，电压异常仍然不能消失，说明问题在二次回路上，需要保护人员逐级断开二次回路进行查找回路异常。,电压回路的编号,N600,A601,A603,A630,开关,隔离开关,公用二次回路,电压切换继电器接点,A710,保护装置空开,保护,遥测屏,功率表,线路PT,作用：用于监视线路电压。 1、用于手动检同期、检无压合闸用 2、用于重合闸检同期、检无压用 3、用于备自投及其他自动装置 二次绕组 57V 用于重合闸 100V 用于手动合闸检同期,母线PT开口角电压用途,1、用于小电流接地系统接地选线装置、绝缘监察 2、用于保护装

49、置，主变后备、线路保护 3、开口角A相电压用于手动检同期 4、用于小电流接地系统消谐装置,检同期、检无压、不检定,1、手动合闸：就地、远方 2、自动合闸：重合闸、备自投 检同期：检查母线电压和线路侧电压同期 检无压：检查线路无压时合闸 不检定：不检查两侧电压,手动检同期和重合闸自动检同期区别 手动检同期：用母线开口角A（Sa710）相电压和线路PT100V电压比较 新投运的无人值班站合闸检同期：利用测控装置将母线57V星形二次绕组电压和线路PT二次57V电压检同期 重合闸检同期用母线主二次绕组57V电压和线路PT57V（100V）电压比较,电压互感器投运后检验项目,1、测量每一绕组的电压 、测

50、量相间电压 、测量零序电压 、检验相序 、定相,220kV以上高压设备电压回路双重化问题,新的十八项反措要求：两套主保护的电压回路宜分别接入电压互感器的不同二次绕组。 我公司目前状况：两套保护公用一个电压切换箱，公用一个切换后电压，不满足反措要求。 110kV设备：电压切换箱和操作箱公用操作电源。 220kV设备 ：电压切换箱用第一组操作电源。 相关补充规定：对双母线接线按近后备原则配置的两套主保护，当合用电压互感器的同一二次绕组时，至少应配置一套分相电流差动保护。,保护装置主要电压元件及作用,主要电压元件 1、低电压元件：反映相间电压、相电压 2、负序电压元件：反映不对称故障引起的电压不平衡

51、 3、零序电压元件：反应接地故障，一种是母线PT开口角零序电压；另一种是主绕组自产零序电压 4、正序电压元件：反应系统正序电压。 5、复合电压元件：由低电压元件和负序电压元件组成。 6、电压突变量元件：用于微机保护中做启动元件。,电压量在保护中的主要作用： 1、提高电流量保护的灵敏度，增加保护动作可靠性。 2、和电流量元件配合，构成方向元件，用于方向保护。,电压元件在二次设备中的具体运用,1、35kV、10kV线路保护：电压闭锁电流保护，作为相间短路的功率方向元件 2、小电流接地系统接地选线装置、绝缘监察 3、消谐装置 4、低频减载装置 4、高压线路保护中零序方向元件，距离保护元件，纵联保护方

52、向元件 5、重合闸检无压、检同期 6、母线保护中电压闭锁元件 7、主变后备保护中电压闭锁元件、零序方向元件 8、备自投装置,电流互感器,1、工作原理 2、技术参数,1、电流互感器工作原理： ZF12-126（L）型GIS电流互感器采用一次穿心式电流互感器。，母线作为电流互感器的一次绕组，只有一匝，在母线管的外面包着环形铁芯，与母线同心，二次绕组在铁芯的外面，用环氧树脂浇铸在一起。由于接在电流互感器二次绕组内的测量仪表和继电器的电流线圈阻抗都很小，所以电流互感器在正常运行时，接近于短路状态，相当于一个短路运行的变压器，这是电流互感器与变压器的主要区别。,2、电流互感器的误差 在理想条件下，电流互

53、感器二次电流IsIp/Kn（变比），不存在误差。实际流入互感器二次负载的电流IsIp/KnIe（Ie为励磁电流），即建立磁场所需的工作电流。这样在电流幅值上就出现了变比误差。另外励磁阻抗一般被作为电抗（电感）性质处理，而二次负载一般为阻抗（电阻）性质，因此在二次感应电势Es的作用下，Is和Ie是不同相位的，因此造成了一次电流Ip（IsIe）* Kn与二次电流Is存在角度误差。测量用电流互感器只要求在正常运行时准确，而继电保护用电流电流互感器却要求在短路状态下准确，即要求互感器对稳态短路电流和暂态短路电流均能准确转换。,3、电流互感器的表示方法 我们以5P30，30VA说明常见的对互感器的表示方

54、法，其中5为准确级（误差极限为5）P为互感器形式（保护级），30为准确限值系数（30倍的额定电流），30VA表示额定二次负荷（容量）。,4、电流互感器的饱和 前面我们讲到电流互感器的误差主要是由励磁电流Ie引起的。正常运行时励磁阻抗较大，因此Ie很小，以至于这种误差是可以忽略的。但当CT饱和时，饱和程度越严重，励磁阻抗越小，励磁电流极大的增大，使互感器的误差成倍的增大，影响保护的正确动作。最严重时会使一次电流全部变成励磁电流，造成二次电流为零的情况。引起互感器饱和的原因一般为电流过大或电流中含有大量的非周期分量，这两种情况都是发生在事故情况下的，这时本来要求保护正确动作快速切除故障，但如果互感

55、器饱和就很容易造成误差过大引起保护的不正确动作，进一步影响系统安全。因此对于电流互感器饱和的问题我们必须认真对待。,5、10%误差曲线（保护用电流互感器） 首先要说明保护用的电流互感器的10%倍数。由于电流互感器的误差与励磁电流I0有着直接的关系，当通过电流互感器的一次电流增长时，使铁芯产生磁饱和，励磁电流急剧增加，引起的电流互感器误差迅速增加，当一次电流成倍增长的情况，在系统发生短路故障时要可靠动作，要求保护用电流互感器能比较正确地反映一次电流的情况，因此，对保护用的电流互感器提出一个最大允许误差值的要求，即允许变比误差最大不超过10%，角误差不超过7%。所谓10%倍数，就是指一次电流倍数增

56、加到n倍时（一般规定615倍），电流误差达到10%，此时的一次电流倍数n称为10%倍数，10%倍数月大表示此互感器的过电流性能越好。 影响电流互感器误差的另一个主要的因素是二次负载阻抗。二次阻抗增大，时二次电流减小，使励磁电流增大。为了使一次电流和二次阻抗这两个影响误差主要因素相互制约，保证误差在10%范围之内。电流互感器产品规范给出了10%误差曲线。所谓电流互感器10%误差曲线，就是电流误差为10%的条件下，一次额定电流的倍数和二次阻抗的关系曲线。利用10%误差曲线，可以求出与保护计算用一次电流倍数相适应的最大允许二次负载阻抗。,6、电流互感器的接线方式 （1）单相式接线：只能测量一相的电流

57、以监视三相运行，故常用于三相对称的电路中，例如电动机回路。 （2）星形连接： 可测量每相电流，用于测量电压为380/220V的三相四线制仪表，监视每相负荷不对称情况。 （3）不完全星形连接：这种接线形式只用两台电流互感器，测量两相的电流，但通过公共导线可测第三相的电流，通过公共导线上的电流是所测两相电流的向量和，该接线方式通常用于发电厂、变电所610KV馈线回路中，用来监视三相系统运行情况。 （4）继电保护用的电流互感器接线：用于中性点直接接地的电力系统中的保护装置时，采用星形接线。在中性点非直接接地的电力系统中，允许短时间单相接地运行，且大多数情况下都装设有单相接地信号装置，所以广泛采用不完

58、全星形接线方式。保护用电流互感器的三角形接线应用于Y/接线的变压器差动保护。,7、电流互感器的二次开路问题 电流互感器在正常运行时，铁芯中的总磁通很小，二次绕组的感应电动势不超过几十伏。如果二次侧开路，二次电流的去磁作用消失，其一次电流完全变为励磁电流，引起铁芯内磁通剧增，铁芯处于高度饱和状态，加之二次绕组的匝数很多，根据电磁感应定律E444fNB，就会在二次绕组两端产生很高(甚至可达数千伏)的电压，不但可能损坏二次绕组的绝缘，而且将严重危及人身安全。 再者，由于磁感应强度剧增，使铁芯损耗增大，严重发热，甚至烧坏绝缘。因此，电流互感器二次侧开路是绝对不允许的，这是电气试验人员的一个大忌。鉴于以

59、上原因，电流互感器的二次回路中不能装设熔断器；二次回路一般不进行切换，若需要切换时，应有防止开路的可靠措施。,8、如何处理CT二次开路故障 （1） 操作时注意安全，要站在绝缘垫上，戴好绝缘手套，使用绝缘良好的工具。发现CT二次开路，要先分清是哪一组电流回路故障、开路的相别、对保护有无影响，汇报调度，解除有可能误动的保护。 （2）尽快设法在就近的试验端子上用良好的短接线按图纸将CT二次短路，再检查处理开路点。 （3）若短接时发现有火花，那么短接应该是有效的，故障点应该就在短接点以下的回路中，可进一步查找。若短接时没有火花，则可能短接无效，故障点可能在短接点以外的回路中，可逐点向前变换短接点，缩小范围检