互感器选择(13-8).

1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。作者：李长松版权所有13-8互感器的工作原理及其选择2互感器的作用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。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。3一、电流互感器的原理接线如图：作者：李长松版权所有TVN1N2I2I1负载AWhTA～电流互感器的工作特点：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。第一部分电流互感器4作者：李长松版权所有TVN1N2I2I1负载AWhTA～电流互感器的工作特点：一次绕组匝数很少,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。122N1NiNNIIK即有：122N1NiNNIIK即有：5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;电流互感器副绕组及铁心必须接地!6作者：李长松版权所有三、电流互感器的误差Z2f’r1x1I1r2’x2’r0x0-I2’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。ψαφ2+δi+fi+fiI2’U2’E2’Φ-I2N2I0N1I1N1aobcαψ+αδi7作者：李长松版权所有(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。(%)100IIIKf112ii(%)100NININIf111122iψαφ2+δi+fi+fiI2’U2’E2’Φ-I2N2I0N1I1N1aobcαψ+αδi因为12iNNK所以8(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。ψαφ2+δi+fi+fiI2’U2’E2’Φ-I2N2I0N1I1N1aobcαψ+αδi当δi很小时：1110iiNI)cos(NIoaacsinαψδδ)('3440)cos(NINI1110iαψδ所以：9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（相当于3级－10级）10准确级、额定容量1．准确级:在规定的二次负荷变化范围内,一次电流为额定值的最大电流误差(互感器的准确级不得低于所供观察仪表的准确级)测量级:正常:有较高的准确度;故障:TA较饱和,以便保护仪表不受Id损害保护级:主要是在系统短路时工作,准确度要求不高(3-10级).但在可能出现的Id范围内,要求TA最大误差限制不超过-10%112、TA的10%误差曲线(保护级而言)在保证电流互感器误差不超过-10%的条件下,通过TA一次电流的倍数n与电流互感器允许最大二次负载阻抗Zf的关系曲线3.额定容量:TA在额定二次电流IN2和额定二次阻抗ZN2下运行时二次绕组输出的容量.SN2=I2N2·ZN2注意:同一台TA使用在不同的准确级时，会有不同的额定容量如：LMZ1-10-3000/5型0.5级Zn2=1.6Ω40V.A1级Zn2=2.4Ω60V.A1213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。14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。)(Z25Z5ZIS2N2N22N22N2NΩ15作者：李长松版权所有clreaf2rrrrZ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16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：17油浸式电流互感器18LB3电流互感器技术参数19油浸式电流互感器20LCWB7电流互感器技术参数21浇注式（干式）电流互感器22浇注式（干式）零序电流互感器23电子式电流互感器24电子式电流互感器•电子式电流电压互感器，二次输出为小电压信号，无需二次转换，可方便地与数字式仪表、微机保护控制设备接口，实现计量、控制、测量、保护和数据传输的功能，且消除了传统电磁式电流互感器因二次开路、电压互感器二次短路给电力系统设备和人身安全带来的故障隐患。25作者：李长松版权所有如图为电流互感器的结构原理图。26作者：李长松版权所有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。27作者：李长松版权所有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。28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。29作者：李长松版权所有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。30作者：李长松版权所有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。31作者：李长松版权所有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。32333435363738394041424344八、电流互感器的配置原则•在发电机、变压器、出线、母线分段及母联断路器、旁路断路器等回路均设CT。测量与保护作用。•对大接地电流系统一般按三相配置；•对小接地电流系统可按二相或三相配置。45•对于保护用CT应尽量消除主保护装置的不保护区。如有两组电流互感器，位置可能应设在QF两侧，使QF处于交叉保护范围。•出线上的TA设置：通常布置在QF的出线侧或变压器侧；防止支持式TA套管造成母线故障。46•发电机：•①用于自动调节励磁装置：置于放电机定子绕组的出线侧；•②测量仪表的TA：宜装在发电机中性点侧；便于分析和发现并入系统前G的内部故障。47九、CT的注意事项•CT运行时不允许开路。正常工作时，近于短路状态。•CT副绕组一端及铁心必须接地。•CT二次绕组个数、精度要求按需要配置。•CT二次电流为5A或1A。•CT一次侧串联在线路中。48按工作原理，电压互感器可分为：作者：李长松版权所有第二部分电压互感器电压互感器的作用是把高电压变为低电压（100V）。电磁式电压互感器电力变压器型，原理和普通变压器相似；适用于6kV－110kV系统；价格贵，容量大，误差小（相对于后者）49电容式电压互感器电容分压器型；适用于110kV－500kV系统；价格低，容量小，误差大（相对于前者）121112KUCCCUUC501.电磁式电压互感器的工作原理作者：李长松版权所有一、电磁式电压互感器的工作原理和工作状态TAN1N2U2U1负载VWhTV～电磁式电压互感器的工作原理、构造和连接方法都和普通电力变压器相同。其主要区别在于电压互感器的容量很小，通常只有几十到几百伏安。512.电磁式电压互感器的工作状态作者：李长松版权所有一、电磁式电压互感器的工作原理和工作状态一次绕组并联在所测量的一次回路中。一次绕组电压等于电网电压，不受二次回路负荷的影响；并且在大多数情况下，二次负荷是恒定的。接在二次绕组的负荷是仪表和继电器的电压线圈，它们的阻抗很大，通过的电流很小，因此，电压互感器正常工作时，二次绕组接近于空载状态（即是说，运行中的电压互感器，二次绕组决不能短路）。此时，二次电压接近于二次电势，并决定于一次电压值。1NNUUK212N1Nu即有：额定电压比521.电磁式电压互感器的误差来源作者：李长松版权所有二、电磁式电压互感器的误差Z2f’r1x1I1r2’x2’r0x0-I2’I0E2’-U2’U1)I(UU)jxr(IE'2'2'2'2'2'2'2很小因为90Edt/de'2滞后于，根据ΦΦ)(I0铁损角角为又超前ΨΦ：二次负载功率因数角2φI0r1oψφ2Φaδu+δu-δu-fu-U2’-I2’I0U1bo’cjI0x1-I2’(r1+r2’)-jI2’(x1+x2’)+fu53542.影响误差的因素及减小误差的方法作者：李长松版权所有二、电磁式电压互感器的误差I0r1oψφ2Φaδu+δu-δu-fu-U2’-I2’I0U1bo’cjI0x1-I2’(r1+r2’)-jI2’(x1+x2’)d+fu(1)影响误差的因素有：互感器本身的构造及材料内阻抗r1、x1、r2、x2空载电流I0互感器的运行工况二次负载电流I2的大小二次负载的功率因数cosφ2一次侧电压U1的大小552.影响误差的因素及减小误差的方法作者：李长松版权所有二、电磁式电压互感器的误差(2)减小误差的方法互感器本身的构造及材料内阻抗r1、x1、r2、x2空载电流I0互感器的运行工况二次负载电流I2的大小二次负载的功率因数cosφ2一次侧电压U1的大小减小内阻抗：减小线圈电阻；减少匝数；选用合理的线圈结构减小空载电流I0：减小磁阻；增加匝数；选用高磁导率的材料562.影响误差的因素及减小误差的方法作者：李长松版权所有二、电磁式电压互感器的误差(2)减小误差的方法互感器本身的构造及材料内阻抗r1、x1、r2、x2空载电流I0互感器的运行工况二次负载电流I2的大小二次负载的功率因数cosφ2一次侧电压U1的大小减小二次负载电流I2：二次负载Z2f尽可能大，即减少并联的仪表和继电器的数目功率因数cosφ2：应保证在0.8的范围内一次侧电压U1：一般变化范围不大57电压互感器的准确级以电压误差fu来定义的。即：在规定的一次电压和二次负荷变化范围内，二次负荷功率因数为额定值时，电压误差的最大值。（准确级越大，误差越大，精度越低）作者：李长松版权所有三、电压互感器的准确级与额定容量1.电压互感器