【文章內(nèi)容簡介】 電流、電壓分量供反應(yīng)接地故障的繼電保 護(hù)裝置使用。 電流互感器 的工作特性 電流互感器的工作特性 正常運(yùn)行時(shí)，二次繞組近似于短路工作狀態(tài)。 一次電流的大小決定于一次負(fù)載電流。 運(yùn)行中的電流互感器二次回路不允許開路。 電流互感器的一次電流變化范圍很大。 電流互感器結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足熱穩(wěn)定和電動(dòng)穩(wěn)定要求。 電壓互感器 的工作特性 正常運(yùn)行時(shí)，電壓互感器二次繞組近似工作開路狀態(tài)。 電壓互感器一次側(cè)電壓決定于一次電力網(wǎng)的電壓。 運(yùn)行中的電壓互感器二次側(cè)繞組不允許短路。 電壓互感器二次側(cè)所通過的電流由二次回路阻抗的大小來決定，當(dāng)二次側(cè)短路時(shí)，將產(chǎn)生很大的短路電流損壞電壓互感器。為了保護(hù)電壓互感器，一般在二次側(cè)出口處安裝些熔斷器或快速自動(dòng)空氣開關(guān)，用于過載和短路保護(hù)。在可能的情況下，原邊也應(yīng)裝設(shè)熔斷器以保護(hù)高壓電網(wǎng)不因互感器高壓繞組或引線故障危及一次系統(tǒng)的安全。 電流互感器 一、電流互感器的 工作原理 二、電流互感器的 誤差 三、電流互感器的 準(zhǔn)確級(jí) 、 10%誤差曲線 四、電流互感器的 額定容量 五、電流互感器的 接線方式 六、電流互感器的 分類 和 型號(hào) 七、電流互感器的 配置原則 八、電流互感器使用 注意事項(xiàng) 電流互感器的 工作原理 在理想的電流互感器中，如果假定空載電流 Ⅰ 0=0，則總磁動(dòng)勢 Ⅰ 0N0=0，根據(jù)能量守恒定律，一次繞組磁動(dòng)勢等于二次繞組磁動(dòng)勢，即 Ⅰ 1NI=Ⅰ 2N2 即電流互感器的電流與它的匝數(shù)成反比，一次電流對(duì)二次電 流的比值 Ⅰ 1 /Ⅰ 2稱為電流互感器的電流比。當(dāng)知道二次電流時(shí)，乘上電流比就可以求出一次電流，這時(shí)二次電流的相量與一次電流的相量相差 1800。 電流互感器的 誤差 電流誤差（又稱比差） 電流互感器實(shí)際測量出來的電流 KⅠ 2與實(shí)際一次電流 Ⅰ 1之差，占 Ⅰ 1的百分?jǐn)?shù)，即 角誤差（角差） 旋轉(zhuǎn) 1800的二次電流與一次電流之間的夾角。規(guī)定二次電流負(fù)相量超前于一次電流相量時(shí)，角誤差 δ為正，反之角誤差 δ為負(fù)。 %100112 ???IIIKf ii 電流互感器的 準(zhǔn)確級(jí) 一、電流互感器準(zhǔn)確級(jí) 準(zhǔn)確度級(jí)是指在規(guī)定的二次負(fù)荷變化范圍內(nèi)，一次電流為額定值時(shí)的最大電流誤差。如 表 41所示。我國 GB12081997《 電流互感器 》 規(guī)定測量用的電流互感器的測量精度有 、 、 5五個(gè)準(zhǔn)確度級(jí)；保護(hù)用電流互感器按用途可分為穩(wěn)態(tài)保護(hù)用（ P）和暫態(tài)保護(hù)用（ TP）兩類，穩(wěn)態(tài)保護(hù)用電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)用 P來表示，常用的有 5P和 10P。 所謂額定準(zhǔn)確限值一次電流即一次電流為額定一次電流的倍數(shù)，也稱為額定準(zhǔn)確限值系數(shù)。例如 10P20表示準(zhǔn)確級(jí)為10P，準(zhǔn)確限值系數(shù)為 20。這一準(zhǔn)確級(jí)電流互感器在 20倍額定電流下，電流互感器負(fù)荷誤差不大于 10%。 電流互感器準(zhǔn)確級(jí) 誤差限值 電流互感器準(zhǔn)確級(jí)誤差限值 電流互感器的 10%誤差曲線 二、 10%誤差曲線 當(dāng)一次電流為 n倍一次額定電流時(shí)，電流誤差達(dá) 10%，n=Ⅰ 1/Ⅰ 1N稱為 10%倍數(shù)。 10%倍數(shù)與互感器二次允許最大負(fù)荷阻抗 Z21的關(guān)系曲線為 n=f(Z21)，便叫做電流互感器的 10%誤差曲線。 電流互感器的 額定容量 三、電流互感器的額定容量 電流互感器的額定容量 SN2系指電流互感器在額定二次電 流 Ⅰ N2和額定二次阻抗 ZN2下運(yùn)行時(shí)，二次繞組輸出的功率 SN2=Ⅰ 2N2ZN2。由于電流互感器的額定二次電流為標(biāo)準(zhǔn)值，也 為了便于計(jì)算，有的廠家提供電流互感器的值。 因電流互感器的誤差和二次負(fù)荷有關(guān)，故同一臺(tái)電流互感 器使用在不同準(zhǔn)確級(jí)時(shí)，會(huì)有不同的額定容量。例如： LMZ1103000/5型互感器在 ， ZN2=(40VA) 在 1級(jí)工作時(shí) , ZN2=(60VA)。 電流互感器 接線方式 電流互感器的接線形式指的是電流互感器與測量儀表或保護(hù)繼電器之間的連接形式 。 三相完全星形接線 兩相不完全星形接線 電流互感器 接線方式 （ 1）三相三完全星形接線可以準(zhǔn)確反映三相中每一相的真實(shí)電流。該接線方式應(yīng)用在大電流接地系統(tǒng)中，保護(hù)線路的三相短路、兩相短路和單相接地短路。 （ 2）兩相兩繼電器不完全星形接線可以準(zhǔn)確反映兩相的真實(shí)電流。該接線方式應(yīng)用在 6～ 10kV中性點(diǎn)不接地的小電流接地系統(tǒng)中，保護(hù)線路的三相短路、兩相短路。 （ 3）兩相接差動(dòng)式接線反映兩相差電流。該接線特點(diǎn)是U、 W相電流互感器接成電流差式，通過繼電器的電流是 U、W相電流互感器二次側(cè)電流差。 該接線方式應(yīng)用在 6～ 兩相差接線 10kV中性點(diǎn)不接地的小電流接地系統(tǒng)中，保護(hù)線路的三相短路、兩相短路、小容量電動(dòng)機(jī)保護(hù)、小容量變壓器保護(hù)。 電流互感器 接線方式 兩相差接線 單相接線 兩相三完全星型接線 （ 4）單相接線在三相負(fù)荷平衡時(shí)，可以用單相電流反映三相電流值，主要用于測量電路。 （ 5）兩相三完全星形接線中流入第三個(gè)繼電器的電流是 Ⅰ j=Ⅰ u+Ⅰ v 。 該接線方式應(yīng)用在大電流接地系統(tǒng)中，保護(hù)線路的三相短路、兩相短路。 電流互感器的 分類 1．按安裝地點(diǎn)可分為屋內(nèi)和屋外式。 2．按安裝方式可分為穿墻式、支持式和裝入式。穿墻式裝在墻壁或金屬結(jié)構(gòu)的孔中，可節(jié)約穿墻套管；支持式安裝在平面或支柱上；裝入式是套裝在 35kv及以上的變壓器或多油斷路器油箱內(nèi)的套管上，故也稱為套管式。 3．按絕緣可分為干式、澆注式、油浸式等。干式用絕緣膠浸漬，用于屋內(nèi)低壓電流互感器；澆注式以環(huán)氧樹脂作絕緣，目前，僅用于 35kv及以下的屋內(nèi)電流互感器；油浸式多為屋外式。 4．按一次繞組匝數(shù)可分為單匝式和多匝式。單匝式分為貫穿型和母線型兩種。 5．按電流互感器的工作原理，可分為電磁式、電容式、光電式和無線電式。 電流互感器的 型號(hào) 電流互感器全型號(hào)的表示和含義如下： 電流互感器的 配置原則 （ 1）每條支路的電源側(cè)均裝設(shè)足夠數(shù)量的電流互感器，供該 支路測量、保護(hù)使用。此原則同于開關(guān)電器的配置原則，因此有 斷路器與電流互感器緊鄰布置。配置的電流互感器應(yīng)滿足下列要 求： 1）一般應(yīng)將保護(hù)與測量用的電流互感器分開； 2）盡可能將 電能計(jì)量儀表互感器與一般測量用互感器分開，前者必須使用 級(jí)互感器，并應(yīng)使正常工作電流在電流互感器額定電流的 2/3 左 右； 3）保護(hù)用互感器的安裝位置應(yīng)盡量擴(kuò)大保護(hù)范圍，盡量消除 主保護(hù)的不保護(hù)區(qū)； 4）大接地電流系統(tǒng)一般三相配置以反應(yīng)單相 接地故障；小電流接地系統(tǒng)發(fā)電機(jī)、變壓器支路也應(yīng)三相配置以 便監(jiān)視不對(duì)稱程度，其余支路一般配置于 A、 C相。 （ 2）為了減輕內(nèi)部故障時(shí)發(fā)電機(jī)的損傷，用于自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁 裝置的電流互感器應(yīng)布置在發(fā)電機(jī)定子繞組的出線側(cè)。為了便于 分析和在發(fā)電機(jī)并入系統(tǒng)前發(fā)現(xiàn)內(nèi)部故障，用于測量儀表的 宜裝在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)。 電流互感器的 配置原則 （ 3）配備差動(dòng)保護(hù)的元件，應(yīng)在元件各端口配置電流互 感器，當(dāng)各端口屬于同一電壓級(jí)時(shí)，互感器變比應(yīng)相同，接 線方式相同。 Y， d11接線組別變壓器的差動(dòng)保護(hù)互感器接線 應(yīng)分別為三角形與星形，以實(shí)現(xiàn)兩側(cè)二次電流的相位校正同 時(shí)低壓側(cè)變流比 Kb與高壓側(cè)變流比 Kh的關(guān)系為 Kb=KhKT/ 3， 其中 KT為變壓器的變比（ KT=高壓 /低壓）。 （ 4）為了防止支持式電流互感器套管閃絡(luò)造成母線故 障，電流互感器通常布置在斷路器的出線或變壓器側(cè)。 電流互感器使用 注意事項(xiàng) （ 1）電流互感器在工作時(shí)其二次側(cè)不得開路 （ 2）電流互感器的二次側(cè)有一端必須接地 （ 3）電流互感器在連接時(shí)，要注意其端子的極性 電壓互感器 一、電磁式電壓互感器 ■ 電磁式電壓互感器的 工作原理 ■ 電磁式電壓互感器的 誤差 ■ 電磁式電壓互感器的 分類 、 結(jié)構(gòu)類型 和 型號(hào) 二、電壓互感器的 準(zhǔn)確級(jí) 和 額定容量 三、電壓互感器的 接線方式 四、電流互感器的 配置原則 電磁式電壓互感器的 工作原理 電壓互感器的工作原理與普通電力變壓器相同，結(jié)構(gòu)原理和接線也相似，一次繞組匝數(shù)很多，而二次繞組匝數(shù)很少，相當(dāng)于降壓變壓器。工作時(shí)，一次繞組并聯(lián)在一次電路中，而二次繞組并聯(lián)儀表、繼電器的電壓線圈。因此電壓低，額定電壓一般為 100V；容量小，只有幾十伏安或幾百伏安；負(fù)荷阻抗大，工作時(shí)其二次側(cè)接近于空載狀態(tài)，且多數(shù)情況下它的負(fù)荷是恒定的。電壓互感器的一次電壓 U1與其二次電壓U2之間有下列關(guān)系： U1≈(N1/N2)U2KUU2 式中， N N2—— 為電壓互感器一次和二次繞組匝數(shù)； KU—— 為電壓互感器的變壓比，一般表示為 其額定一、二次電壓比， 即 KU=U1N/U2N，例如 10000V/100V。 電磁式電壓互感器的 測量誤差 10 0112 ???UUUkf nu 由于電壓互感器存在勵(lì)磁電流和內(nèi)阻抗 ，因此電壓互感器測量結(jié)果呈現(xiàn)誤差，通常用電壓誤差（又稱比值差）和角誤差 （又稱相角差）表示。 （ 1）電壓誤差： 電壓誤差為二次電壓的測量值乘額定互感比所得一次電壓的近似值（ U2ku）與實(shí)際一次電壓 U1之差，而以后者的百分?jǐn)?shù)表示 ，即 為負(fù)值。之，時(shí)，角誤差為正值，反超前于并規(guī)定間的夾角之與一次電壓相量的二次電壓相量角誤差為旋轉(zhuǎn)1212UU,UU1800???????u?（ 2）角誤差 電磁式電壓互感器的 分類 電磁式電壓互感器可分為以下幾種類型： （ 1）按安裝地點(diǎn)可分為戶內(nèi)式和戶外式。 （ 2）按相數(shù)可分為單相式和三相式。 （ 3）按每相繞組數(shù)可分為雙繞組和三繞組式。三繞組電壓互感器有兩個(gè)二次側(cè)繞組：基本二次繞組和輔助二次繞組。輔助二次繞組供接地保護(hù)用。 （ 4）按絕緣可分為干式、澆注式、油浸式、串級(jí)油浸式 和電容式等。干式多用于低壓；澆注式用于 3～ 35kV；油浸式主要用于 35kV及以上的電壓互感器。 電磁式電壓互感器的 結(jié)構(gòu)類型 （ 1） 35kV及以下的電壓互感器 35kV及一下電壓互感器的結(jié)構(gòu)和普通變壓器基本一致。根據(jù)其絕緣方式的不同，可分為干式、環(huán)氧澆注式和油浸式三種。 干式電壓互感器一般只用于低壓的戶內(nèi)配電裝置。 澆注式電壓互感器用于 3～ 35kV戶內(nèi)配電裝置。 油浸式電壓互感器 JDJJ235型、 JDJ235型被廣泛用于 35kV 系統(tǒng)中。這類電壓互感器的鐵芯和一、二次繞組放在充有變壓器油的油箱內(nèi)。繞組出線端經(jīng)固定在油箱蓋上的套管引出。 電磁式電壓互感器的 結(jié)構(gòu)類型 （ 2） 110～ 220kV電壓互感器 隨著電壓的升高，電壓互感器絕緣尺寸需增大。為了減少繞組絕緣厚度，縮短磁路長度， 110kV及以上電壓互感器采用串級(jí)式，鐵芯不接地，帶電位，由絕緣板支撐。國產(chǎn) JCC型和JDCF型電壓互感器就是采用這種結(jié)構(gòu)。 一次繞組分兩部分，分別繞在上下兩鐵芯上，二次繞組只 繞在下鐵芯柱上并置于一次繞組的外面。鐵芯和一次繞組的中點(diǎn)相連。當(dāng)電網(wǎng)電壓 U加到互感器一次繞組時(shí)，其鐵芯的電位為 (1/2)U。而且一次繞組的兩個(gè)出線端與鐵芯間的電位差、一、二次繞組間的電位差及二次繞組和鐵芯間的電位差將都是(1/2)U。這就降低了對(duì)鐵芯與一次繞組之間以及一、二次繞組之間的絕緣要求。 電磁式電壓互感器的 型號(hào) 電壓互感器全型號(hào)的表示和含義如下： 電壓互感器的 準(zhǔn)確級(jí) 電壓互感器的測量誤差，以用其準(zhǔn)確度級(jí)來表示。電壓互感器的準(zhǔn)確度級(jí)，是指在規(guī)定的一次電壓和二次負(fù)荷變化范圍內(nèi)，負(fù)荷的功率因數(shù)為額定值時(shí)，電壓誤差的最大值。 表 43 電壓互感器的準(zhǔn)確級(jí)和誤差限值 電壓互感器的 額定容量 電壓互感器