机械行业事故隐患自查标准

26.1电气设备选择的一般条件6.2高压断路器和隔离开关的原理与选择6.3互感器的原理与选择6.4限流电抗器的选择6.5高压熔断器的选择6.6裸导体的选择6.7电缆、绝缘子和套管的选择第六章导体和电气设备的原理与选择36.3互感器的原理与选择4将一次回路的高电压和大电流变为二次回路标准的低电压(100V)和小电流(5A或1A)，从而使测量仪表和保护装置标准化、小型化，并使其结构轻巧、价格便宜和便于屏内安装；并可采用小截面电缆进行远距离测量。互感器是一次系统和二次系统间的联络元件，用以分别向测量仪表、继电器的电流线圈和电压线圈供电，正确反映电气设备的正常运行和故障情况。互感器的作用是：作者：李长松版权所有互感器的作用将二次设备与高压部分隔离，保护工作人员的安全；同时，互感器二次侧均接地，这样可防止当一、二次绝缘损坏时，在二次设备上发生高压危险。5作者：李长松版权所有一、电流互感器的工作原理电力系统中广泛采用的是电磁式电流互感器，它的工作原理和变压器相似。一次绕组串联在所测量的一次回路中，并且匝数很少。因此，一次绕组中的电流I1完全取决于被测回路的负荷电流，而与二次绕组电流I2大小无关。电流互感器的原理接线如图：TVN1N2I2I1负载AWhTA～电流互感器的工作特点：6作者：李长松版权所有一、电流互感器的工作原理电力系统中广泛采用的是电磁式电流互感器，它的工作原理和变压器相似。二次绕组匝数N2很多，是一次绕组匝数的若干倍。二次绕组中的电流I2完全取决于一次绕组电流I1。1221NNIIKNNi即有：电流互感器的原理接线如图：TVN1N2I2I1负载AWhTA～电流互感器的工作特点：78作者：李长松版权所有二、电流互感器的工作状态TVN1N2I2I1负载AWhTA～电流互感器的二次回路中所串接的负载，是测量仪表和继电器的电流线圈。它们的阻抗都很小，因此电流互感器在正常工作时，二次侧接近于短路状态，这是与普通电力变压器的主要区别。电流互感器在正常工作时，二次绕组绝对不允许开路9作者：李长松版权所有二、电流互感器的工作状态电流互感器在正常工作状态时，二次负荷电流I2所产生的二次磁势F2对一次磁势F1有去磁作用，因此合成磁势F0及铁芯中的合成磁通Φ数值都不大，在二次绕组内所感应的电势E2数值不超过几十伏。为了减小电流互感器的尺寸、重量和造价，其铁芯截面是按正常工作状态（即合成磁势F0及铁芯中合成磁通Φ数值都不大的状态）设计的。TVN1N2I2I1负载AWhTA～10作者：李长松版权所有二、电流互感器的工作状态因此，如果运行中的电流互感器二次绕组开路，则二次磁势F2等于零，而一次磁势F1不变，且全部用于激磁。此时合成磁势F0等于F1，比正常状态的合成磁势增大了许多倍，使铁芯中的磁通急剧增加而达到饱和状态。铁芯饱和致使随时间变化的磁通波形变为平顶波。在波形上升和下降处，因磁通急剧变化在开路的二次绕组内所感应的电势E2可达几千伏甚至更高，对设备和人员是极其危险的。tE2Φ11作者：李长松版权所有三、电流互感器的误差Z2f’r1x1I1r2’x2’r0x0I2’I0E2’U2’1.误差的来源根据磁势平衡原理有I1N1-I2N2=I0N1可见，由于电流互感器本身存在励磁损耗和磁饱和等影响，使一次电流I1和二次电流I2在大小和相位上都有误差。ψI2’U2’E2’ΦI0I1aobcψ+αδi12作者：李长松版权所有三、电流互感器的误差1.误差的来源(1)电流误差fi：为二次电流的测量值乘以额定电流比所得的值与实际一次电流之差，占后者的百分数。(%)100112IIIKfii(%)100111122NININIfi因为12NNKi所以13作者：李长松版权所有三、电流互感器的误差1.误差的来源(1)电流误差fi：(%)100111122NININIfi(%)100)sin(1110NINIfi当δi很小时，)sin(101122NIbcocobNINI所以有：14作者：李长松版权所有三、电流互感器的误差1.误差的来源(2)相位误差δi：为旋转180°的二次电流相量与一次电流相量之间的夹角。当-I2超前I1时，δi为正。当δi很小时：1110)cos(sinNINIoaacii)('3440)cos(1110NINIi所以：15作者：李长松版权所有三、电流互感器的误差2.影响误差的因素(%)100)sin(1110NINIfi可见，fi和δi都与激磁磁势F0(I0N1)及一次磁势F1(I1N1)有关。F0↑F1↓→fi↑δi↑；F0↓F1↑→fi↓δi↓。具体影响电流互感器的误差的因素有：一、二次绕组的匝数；一次电流的大小；铁芯材料质量、结构尺寸；二次回路的负载阻抗等)('3440)cos(1110NINIi16作者：李长松版权所有三、电流互感器的误差3.减小误差的措施(%)100)sin(1110NINIfiA.运行时，应使一次实际电流接近一次额定电流。)('3440)cos(1110NINIi但如果I1继续增大，由于铁芯磁路饱和，误差反而会增大。同时，此时的发热也会超过允许值。当I1比IN1小得多时，由于F1很小，则误差较大。当I1=(100%-120%)IN1时，F1↑→fi↓δi↓。17多匝式：N11；当被测电流很小时，也能保证要求的精度。缺点是构造较复杂，价格贵。当IN1小于600A～1000A时，可以将电流互感器制成多匝式的。作者：李长松版权所有三、电流互感器的误差3.减小误差的措施B.I1较小时，必须增加一次绕组匝数N1。因为当I1很小时，若N1=1；则I1N1小，误差就大。(%)100)sin(1110NINIfi)('3440)cos(1110NINIi18作者：李长松版权所有三、电流互感器的误差3.减小误差的措施单匝式：N1=1；当被测电流很小时，误差很大。优点是构造较简单，价格较低，尺寸较小，短路电流通过时的动稳定度高。IN1大于600A～1000A的电流互感器，都制成单匝式的。(%)100)sin(1110NINIfi)('3440)cos(1110NINIiB.I1较小时，必须增加一次绕组匝数N1。19增大铁芯的横截面S，磁路不易饱和作者：李长松版权所有三、电流互感器的误差3.减小误差的措施C.为了减小磁势F0，必须减小铁芯的磁阻rm。缩短磁路长度L(如采用圆形截面铁芯)SLrmμ采用磁导率μ高的电工钢(%)100)sin(1110NINIfi)('3440)cos(1110NINIi20因为，如果F1不变的情况下，而增大Z2f，则I2减小，F2减小，使F0增大，结果是fi、δi增大。Z2f一般包括测量仪表阻抗、继电器的电流线圈阻抗、连接电缆电阻和接头电阻。作者：李长松版权所有三、电流互感器的误差3.减小误差的措施D.要尽量减小二次回路的负载Z2f。(%)100)sin(1110NINIfi)('3440)cos(1110NINIi21由于二次电流与二次匝数成反比，所以减少二次绕组的匝数N2会是二次电流比未减少匝数前增大，从而补偿了电流误差。作者：李长松版权所有三、电流互感器的误差3.减小误差的措施E.减少二次绕组的匝数N2。(%)100)sin(1110NINIfi)('3440)cos(1110NINIi22电流互感器的准确级以电流误差fi来定义的。即：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。（准确级越大，误差越大，精度越低）作者：李长松版权所有四、电流互感器的准确级与额定容量1.电流互感器的准确级测量用：0.2级0.5级1级3级10级保护用：P级TP级（相当于3级－10级）只有二次负载阻抗Z2f在一定范围内（小于某个值），才能保证电流互感器达到一定的准确级。同一台电流互感器工作在不同准确级时，可以带不同范围（上限值）的二次负载阻抗。23电流互感器的额定容量SN2是指在二次额定电流IN2和额定二次阻抗ZN2下运行时，二次绕组输出的容量。即：作者：李长松版权所有四、电流互感器的准确级与额定容量2.电流互感器的额定容量可见，额定容量和额定阻抗只差一个系数，所以，额定容量常用二次额定阻抗来表示。同一台电流互感器工作在不同准确级时，会有不同的额定容量，即可以带不同范围的额定二次阻抗。)(2552222222NNNNNZZZIS24作者：李长松版权所有四、电流互感器的准确级与额定容量2.电流互感器的额定容量clreafrrrrZ2要想保证准确级，就要保证：Z2f≤ZN2(或S2f≤SN2)型号准确级额定容量LA－100.50.4Ω10.4Ω30.6Ω仪表继电器电缆接头25作者：李长松版权所有五、电流互感器的分类和结构电流互感器的种类很多，型号中的字母符号代表了其类型，其表示方式如下：26作者：李长松版权所有五、电流互感器的分类和结构如图为电流互感器的结构原理图。27作者：李长松版权所有五、电流互感器的分类和结构单匝式电流互感器是由载流导体（作为一匝原绕组）穿过绕有副绕组的环形铁芯构成。它结构简单、体积小、价格低。但由于原绕组是单匝，当被测电流很小时，原边磁势小，测量精确度很低。当一次额定电流为400A及以下时，为提高其测量准确度，将一次绕组制成两匝或两匝以上，就构成了复匝式。28作者：李长松版权所有五、电流互感器的分类和结构不同的二次负荷对电流互感器有不同的精度要求。为了节省空间和成本，往往几个铁芯（各自绕着相应的二次绕组）共享一个一次线圈，构成一台电流互感器。一般3－35kV电流互感器均有两个二次绕组；110kV电流互感器有3－4个二次绕组；而220kV则有4－5个二次绕组。另外，为了适应不同一次负荷电流的要求，110kV及以上的电流互感器常常将一次绕组分成几组，通过改变一次绕组的串并联关系，即可方便地获得2－3个额定电流比。29作者：李长松版权所有六、电流互感器的接线单相式接线单相式接线仅反映三相电流平衡系统的运行状态，可作为一般测量和过负荷保护等。30作者：李长松版权所有六、电流互感器的接线不完全星形接线不完全星形接线常用于6－10kV中性点不直接接地三相三线制系统中，可供三相二元件功率表或电能表使用，仅取A相电流和C相电流即可。它们的公用回线中流过的电流即为B相电流，从而节省了一台电流互感器。31作者：李长松版权所有六、电流互感器的接线两相电流差接线两相电流差接线可用于6－10kV的过电流保护。32作者：李长松版权所有六、电流互感器的接线三相星形接线三相星形接线广泛应用于负荷不平衡的三相四线制系统，也可用于一般的三相三线制系统，可测量电路的三相电流，监视各相负荷不对称情况。33作者：李长松版权所有七、电流互感器的选择选择电流互感器时，首先要根据装设地点、用途等具体条件确定互感器的结构类型、准确度等级、额定电流比KL；其次要根据互感器的额定容量和二次负荷计算二次回路连接导线的截面积；最后其动稳定和热稳定。34作者：李长松版权所有七、电流互感器的选择1.结构类型和准确度的确定根据配电装置的类型，相应选择户内或户外式电流互感器。一般情况下，35kV以下为户内式，而35kV及以上为户外式或装入式(装入变压器或断路器内部)。35作者：李长松版权所有七、电流互感器的选择1.结构类型和准确度的确定电流互感器准确级的确定，取决于二次负荷的性质。O.2级用于实验室的精密测量、重要的发电机和变压器回路及500kV重要回路；二次负荷如果属一般电能计量，则电流互感器采用O.5级；功率表和电流表可配用1.O级的电流互感器；一般测量则可用3.0级。如果几个性质不同的测量仪表需要共用一台电流互感器时，则互感器的准确级按就高不就低的原则确定。37作者：李长松版权所有七、电流互感器的选择2.额