4.11互感器

考試大綱11.1掌握電流、電壓互感器的工作原理、接線形式及負(fù)載要求11.2了解電流、電壓互感器在電網(wǎng)中的配置原則及接線形式11.3了解各種形式互感器的結(jié)構(gòu)及性能特點(diǎn)4.11互感器互感器是一種特殊的變壓器，它被廣泛應(yīng)用于供電系統(tǒng)中向測(cè)量?jī)x表和繼電器的電壓線圈或電流線圈供電。互感器的作用：（1）將一次回路的高電壓和大電流變?yōu)槎位芈窐?biāo)準(zhǔn)的低電壓和小電流，使測(cè)量?jī)x表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化，并使其結(jié)構(gòu)輕巧、價(jià)格便宜，并便于屏內(nèi)安裝。（2）隔離高壓電路?；ジ衅饕淮蝹?cè)和二次側(cè)沒有電的聯(lián)系，只有磁的聯(lián)系。使二次設(shè)備與高電壓部分隔離，且互感器二次側(cè)均接地，從而保證了設(shè)備和人身的安全。11.1.1電流互感器

電流互感器是將一次側(cè)的大電流，按比例變?yōu)檫m合通過(guò)儀表或繼電器使用的，額定電流為5A的變換設(shè)備。1．電流互感器的工作原理電力系統(tǒng)中廣泛采用的是電磁式電流互感器（以下簡(jiǎn)稱電流互感器）。它的工作原理和變壓器相似。電流互感器一、二次電流之比稱為電流互感器的額定互感比。（4-11-1）式中——一次線圈的額定電流，A；——二次線圈的額定電流，5A。11.1.1電流互感器電流互感器的特點(diǎn)：1）一次繞組串聯(lián)在電路中，并且匝數(shù)很少；故一次繞組中的電流完全取決于被測(cè)電路的負(fù)荷電流，而與二次電流大小無(wú)關(guān)；2）電流互感器二次繞組所接儀表的電流線圈阻抗很小，所以正常情況下，電流互感器在近于短路的狀態(tài)下運(yùn)行。11.1.1電流互感器2．電流互感器的誤差

電流誤差為二次電流的測(cè)量值乘以額定互感比后與實(shí)際一次電流之差，以百分?jǐn)?shù)表示即（4-11-3）相位差為旋轉(zhuǎn)180°的二次電流相量與一次電流相量之間的夾角，并規(guī)定超前于時(shí)，相位差為正值；反之為負(fù)值。

11.1.1電流互感器3．電流互感器的接線形式

電流互感器的接線形式指的是電流互感器與測(cè)量?jī)x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

11.1.1電流互感器（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。11.1.1電流互感器（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(guò)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)。11.1.1電流互感器（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(cè)量電路。單相接線

11.1.1電流互感器（5）兩相三完全星形接線中流入第三個(gè)繼電器的電流是。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。兩相三完全星形接線11.1.1電電流流互感感器電流互互感器器在接接線中中應(yīng)注注意以以下內(nèi)內(nèi)容：：1）電電流互互感器器的二二次側(cè)側(cè)在使使用時(shí)時(shí)絕對(duì)對(duì)不可可開路路。使使用過(guò)過(guò)程中中拆卸卸儀表表或繼繼電器器時(shí)，，應(yīng)事事先將將二次次側(cè)短短路。。安裝裝時(shí)，，接線線應(yīng)可可靠，，不允允許二二次側(cè)側(cè)安裝裝熔絲絲；2）二二次側(cè)側(cè)必須須有一一端接接地。。防止止一、、二次次側(cè)絕絕緣損損壞，，高壓壓竄入入二次次側(cè)，，危及及人身身和設(shè)設(shè)備安安全；；3）接接線時(shí)時(shí)要注注意極極性。。電流流互感感器一一、二二次側(cè)側(cè)的極極性端端子，，都用用字母母表明明極性性。4）一一次側(cè)側(cè)串接接在線線路中中，二二次側(cè)側(cè)的繼繼電器器或測(cè)測(cè)量?jī)x儀表串串接。。11.1.1電電流流互感感器高壓電電流互互感器器多制制成兩兩個(gè)鐵鐵芯和和兩個(gè)個(gè)副繞繞組的的型式式，分分別接接測(cè)量量?jī)x表表和繼繼電器器，滿滿足測(cè)測(cè)量?jī)x儀表和和繼電電保護(hù)護(hù)的不不同要要求。。電流互互感器器供測(cè)測(cè)量用用的鐵鐵芯在在一次次側(cè)短短路時(shí)時(shí)應(yīng)該該容易易飽和和，以以限制制二次次側(cè)電電流增增長(zhǎng)的的倍數(shù)數(shù)；供繼電電保護(hù)護(hù)用的的鐵芯芯，在在一次次側(cè)短短路時(shí)時(shí)不應(yīng)應(yīng)飽和和，使使二次次側(cè)的的電流流與一一次側(cè)側(cè)的電電流成成正比比例增增加。。11.1.1電電流流互感感器4．電電流互互感器器的負(fù)負(fù)載要要求（1））電流流互感感器的的準(zhǔn)確確級(jí)電流互互感器器根據(jù)據(jù)測(cè)量量時(shí)誤誤差的的大小小而劃劃分為為不同同的準(zhǔn)準(zhǔn)確級(jí)級(jí)。準(zhǔn)準(zhǔn)確級(jí)級(jí)是指指在規(guī)規(guī)定的的二次次負(fù)荷荷范圍圍內(nèi)，，一次次電流流為額額定值值時(shí)的的最大大誤差差。（2））電流流互感感器10％％誤差差曲線線電流互互感器器的10％％誤差差曲線線就是是在保保證電電流互互感器器誤差差不超超過(guò)±±10％的的條件件下，，一次次電流流的倍倍數(shù)n與電流流互感感器允允許最最大二二次負(fù)負(fù)載阻阻抗的的關(guān)關(guān)系曲曲線。。11.1.1電電流流互感感器（3））電流流互感感器的的額定定容量量電流互互感器器的額額定容容量系系指電電流互互感器器在額額定二二次電電流和和額定定二次次阻抗抗下運(yùn)運(yùn)行時(shí)時(shí)，二二次線線圈輸輸出的的容量量。（4-11-4）由于電電流互互感器器的二二次電電流為為標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值（（5A或1A），，故其容容量也也常用用額定定二次次阻抗抗來(lái)表表示。。因電電流互互感器器的誤誤差和和二次次負(fù)荷荷有關(guān)關(guān)，故故同一一臺(tái)電電流互互感器器使用用在不不同準(zhǔn)準(zhǔn)確級(jí)級(jí)時(shí)，，會(huì)有有不同同的額額定容容量。。電流互互感器器對(duì)負(fù)負(fù)載的的要求求就是是負(fù)載載阻抗抗之和和不能能超過(guò)過(guò)互感感器的的額定定二次次阻抗抗值。。11.1.2電電壓互互感器器電壓互互感器器是將將一次次側(cè)的的高電電壓按按比例例變?yōu)闉檫m合合儀表表或繼繼電器器使用用的額額定電電壓為為100V的變換換設(shè)備備。1．電電磁式式電壓壓互感感器（1））電磁磁式電電壓互互感器器的工工作原原理和和變壓壓器相相同。。電壓互互感器器的特特點(diǎn)1）容容量很很小，，類似似一臺(tái)臺(tái)小容容量變變壓器器，但但結(jié)構(gòu)構(gòu)上要要求有有較高高的安安全系系數(shù)；；2）電電壓互互感器器二次次繞組組所接接儀表表的電電流線線圈阻阻抗很很大，，正常常情況況下，，電壓壓互感感器在在近于于空載載的狀狀態(tài)下下運(yùn)行行。11.1.2電電壓壓互互感感器器（2））額額定定變變比比電壓壓互互感感器器一一、、二二次次繞繞組組電電壓壓之之比比稱稱為為電電壓壓互互感感器器的的額額定定互互感感比比。。（4-11-5））式中中————等等于于電電網(wǎng)網(wǎng)的的額額定定電電壓壓，kV；；———額定定電電壓壓為為100V。。11.1.2電電壓壓互互感感器器（3））電電壓壓互互感感器器誤誤差差電壓壓誤誤差差為為二二次次電電壓壓的的測(cè)測(cè)量量值值與與額額定定互互感感比比的乘乘積積與與實(shí)實(shí)際際一一次次電電壓壓之之差差，，以以百百分分?jǐn)?shù)數(shù)表表示示；；（4-11-6））相位位差差為為旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)180的二二次次電電壓壓相相量量與與一一次次電電壓壓相相量量之之間間的的夾夾角角，，并并規(guī)規(guī)定定超超前前于于時(shí)時(shí)相相位位差差為為正正，，反反之之為為負(fù)負(fù)。。電壓壓互互感感器器的的誤誤差差與與二二次次負(fù)負(fù)載載、、功功率率因因數(shù)數(shù)和和一一次次電電壓壓等等運(yùn)運(yùn)行行參參數(shù)數(shù)有有關(guān)關(guān)。。11.1.2電電壓壓互互感感器器2．．電電容容式式電電壓壓互互感感器器隨著著電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)輸輸電電電電壓壓的的增增高高，，電電磁磁式式電電壓壓互互感感器器的的體體積積越越來(lái)來(lái)越越大大，，成成本本隨隨之之增增高高，，普普遍遍采采用用電電容容式式電電壓壓互互感感器器。。（1））電電容容式式電電壓壓互互感感器的的工工作作原原理理電容容式式電電壓壓互互感感器器實(shí)實(shí)質(zhì)質(zhì)上是是一一個(gè)個(gè)電電容容分分壓壓器器，，在在被測(cè)測(cè)裝裝置置的的相相和和地地之之間間接接電容容式式電電壓壓互互感感器器原原理理接接線線圖圖有電電容容和和，，按按反反比比分分壓壓，，上上的的電電壓壓為為11.1.2電電壓壓互互感感器器（2）電電容式電電壓互感感器誤差差電容式電電壓互感感器的誤誤差是由由空載電電流、負(fù)負(fù)載電流流以及阻阻尼器的的電流流流經(jīng)互感感器繞組組產(chǎn)生壓壓降而引引起的，，其誤差差由空載載誤差、、，，負(fù)載誤誤差、、和和阻阻尼器負(fù)負(fù)載電流流產(chǎn)生的的誤差、、等等幾部分分組成，，即電容式電電壓互感感器的誤誤差除受受一次電電壓、二二次負(fù)荷荷和功率率因數(shù)的的影響外外，還與與電源頻頻率有關(guān)關(guān)。電容式電電壓互感感用于110～500kV中性點(diǎn)直直接接地地系統(tǒng)。。11.1.2電電壓壓互感器器3．電壓壓互感器器的接線線形式（1）單單相接線線該接法僅僅適用于于測(cè)量相相間電壓壓。如果果互感器器一次繞繞組的一一端接在在線路上上，另一一端接地地，互感感器可測(cè)測(cè)量某一一相對(duì)地地電壓。。單相接線線11.1.2電電壓壓互感器器（2）V－V接線由兩個(gè)單單相互感感器接線線成不完完全星形形（V－V形），用用來(lái)測(cè)量量各相間間電壓，，但不能能測(cè)量相相對(duì)地電電壓，它它廣泛應(yīng)應(yīng)用在20kV以下中性性點(diǎn)不接接地或經(jīng)經(jīng)消弧線線圖接地地的電網(wǎng)網(wǎng)中。V－V接線11.1.2電電壓壓互感器器（3）Y－Y接線由三個(gè)單單相互感感器一、、二次側(cè)側(cè)均接成成Y形，可供供給要求求線電壓壓的儀表表和繼電電器以及及要求相相電壓的的絕緣監(jiān)監(jiān)視電壓壓表。Y－Y接線11.1.2電電壓壓互感器器（4）Y0/Y0/接線用三臺(tái)單單相三繞繞組電壓壓互感器器構(gòu)成Y0/Y0/接線，該該接線方方式其二二次繞組組用來(lái)測(cè)測(cè)量相間間電壓和和相對(duì)地地電壓，，輔助二二次繞組組接成開開口三角角形檢測(cè)測(cè)零序電電壓。用用于3～～220kV系統(tǒng)（110kV及以上無(wú)無(wú)高壓熔熔斷器）），供接接入交流流電網(wǎng)絡(luò)絡(luò)緣監(jiān)視視儀表和繼電器器用。三相五柱柱式電壓壓互感器只只用于3～15kV系統(tǒng)，其其接線與三臺(tái)單單相三繞繞組Y0/Y0/接線電壓互感感器構(gòu)成成Y0/Y0/接線基本本相同。。11.1.2電電壓壓互感器器使用電壓壓互感器器應(yīng)注意意以下事事項(xiàng)：1）電壓壓互感器器的二次次側(cè)在工工作時(shí)不不能短路路。在正正常工作作時(shí)，其其二次側(cè)側(cè)的電流流很小，，近于開開路狀態(tài)態(tài)，當(dāng)二二次側(cè)短短路時(shí)，，其電流流很大（（二次側(cè)側(cè)阻抗很很?。龤гO(shè)設(shè)備。2）電壓壓互感器器的二次次側(cè)必須須有一端端接地，，防止一一、二次次側(cè)擊穿穿時(shí)，高高壓竄入入二次側(cè)側(cè)，危及及人身和和設(shè)備安安全。3）電壓壓互感器器接線時(shí)時(shí)，應(yīng)注注意一、、二次側(cè)側(cè)接線端端子的極極性。以以保證測(cè)測(cè)量的準(zhǔn)準(zhǔn)確性。。4）電壓壓互感器器的一、、二次側(cè)側(cè)通常都都應(yīng)裝設(shè)設(shè)熔絲作作為短路路保護(hù)，，同時(shí)一一次側(cè)應(yīng)應(yīng)裝設(shè)隔隔離開關(guān)關(guān)作為安安全檢修修用。5）一次次側(cè)并接接在線路路中。11.1.2電電壓壓互感器器4．電壓壓互感器器準(zhǔn)確級(jí)級(jí)和容量量電壓互感感器的準(zhǔn)準(zhǔn)確級(jí)，，是指在在規(guī)定的的一次電電壓和二二次負(fù)荷荷變化范范圍內(nèi)，，負(fù)荷功功率因數(shù)數(shù)為額定定值時(shí)，，電壓誤誤差的最最大值。。由于電壓壓互感器器誤差與與負(fù)荷有有關(guān)，所所以同一一臺(tái)電壓壓互感器器對(duì)應(yīng)于于不同的的準(zhǔn)確級(jí)級(jí)便有不不同的容容量。通通常額定定容量是是指對(duì)應(yīng)應(yīng)于最高高準(zhǔn)確級(jí)級(jí)的容量量。電壓壓互感器器按照在在最高工工作電壓壓下長(zhǎng)期期工作允允許的發(fā)發(fā)熱條件件，還規(guī)規(guī)定了最最大容量量。電壓互感感器的負(fù)負(fù)載要求求就是負(fù)負(fù)載容量量之和不不能超過(guò)過(guò)互感器器的額定定二次容容量值。。11.2互互感器的的配置原原則互感器在在主接線線中的配配置與測(cè)測(cè)量?jī)x表表、同期期點(diǎn)的選選擇、保保護(hù)和自自動(dòng)裝置置的要求求以及主主接線的的形式有有關(guān)。11.2.1電電流流互感器器的配置置（1）為為了滿足足測(cè)量和和保護(hù)裝裝置的需需要，在在發(fā)電機(jī)機(jī)、變壓壓器、出出線、母母線分段段及母聯(lián)聯(lián)斷路器器、旁路路斷路器器等回路路中均設(shè)設(shè)有電流流互感器器。對(duì)于于大接地地短路電電流系統(tǒng)統(tǒng)，一般般按三相相配置；；對(duì)于小小接地短短路電流流系統(tǒng)，，依具體體要求按按二相或或三相配配置。（2）對(duì)對(duì)于保護(hù)護(hù)用電流流互感器器應(yīng)盡量量消除主主保護(hù)裝裝置的不不保護(hù)區(qū)區(qū)。例如如，若有有兩組電電流互感感器，且且位置允允許時(shí)應(yīng)應(yīng)設(shè)在斷斷路器兩兩側(cè)，使使斷路器器處于交交叉保護(hù)護(hù)范圍之之中。（3）為為了減輕輕內(nèi)部故故障對(duì)發(fā)發(fā)電機(jī)的的損傷，，用于自自動(dòng)調(diào)整整勵(lì)磁裝裝置的電電流互感感器應(yīng)配配置在發(fā)發(fā)電機(jī)定定子繞組組的出線線側(cè)。為為便于分分析和在在發(fā)電機(jī)機(jī)并入系系統(tǒng)前發(fā)發(fā)現(xiàn)內(nèi)部部故障，，用于測(cè)測(cè)量的電電流互感感器宜裝裝設(shè)在發(fā)發(fā)電機(jī)中中性點(diǎn)側(cè)側(cè)。11.2.2電壓互互感器的配置置（1）母線除除分路母母線外，一般般工作及備用用母線都裝有有一組電壓互互感器，用于于同期、測(cè)量量?jī)x表和保護(hù)護(hù)裝置。（2）線路35kV及以上輸電線線路，當(dāng)對(duì)端端有電源時(shí)，，為了監(jiān)視線線路有無(wú)電壓壓、進(jìn)行同期期和設(shè)置重合合閘，裝有一一臺(tái)單相電壓壓互感器。（3）發(fā)電機(jī)機(jī)一般裝裝二組電壓互互感器。一組組（D，y接線），用于于自動(dòng)調(diào)整勵(lì)勵(lì)磁裝置。另另一組供測(cè)量量?jī)x表、同期期和保護(hù)裝置置使用，該互互感器采用三三相五柱式或或三只單相接接地專用互感感器，其開口口三角形供發(fā)發(fā)電機(jī)未并列列之前檢查接接地之用。當(dāng)當(dāng)互感器負(fù)荷荷太大時(shí)，可可增設(shè)一組不不完全星形連連接的互感器器，專供測(cè)量量?jī)x表使用。。20萬(wàn)kW及以上發(fā)電機(jī)機(jī)中性點(diǎn)常接接有單相電壓壓互感器，用用于100％％靜子接地保保護(hù)。（4）變壓器器變壓器器低壓側(cè)有時(shí)時(shí)為了滿足同同期或保護(hù)的的要求，設(shè)有有一組不完全全星形接線的的電壓互感器器。11.3.1電流互感器器類型1．電流互感感器的分類（1）按安裝裝地點(diǎn)可分為為戶內(nèi)式和戶戶外式。20kV以下制成戶內(nèi)內(nèi)式；35kV及以上多制成成戶外式。（2）按安裝裝方式可分為為穿墻式、支支持式和裝入入式。穿墻式式裝在墻壁或或金屬結(jié)構(gòu)的的孔中，可節(jié)節(jié)約穿墻套管管；支持式則則安裝在平面面或支柱上；；裝入式是套套在35kV及以上變壓器器或多油斷路路器油箱內(nèi)的的套管上，故故也稱為套管管式。（3）按絕緣緣可分為干式式、澆注式、、油浸式等。。干式用絕緣緣膠浸漬，適適用于低壓戶戶內(nèi)的電流互互感器；澆注注式利用環(huán)氧氧樹脂作絕緣緣，多用于35kV及以下的電流流互感器；油油浸式多為戶戶外型。（4）按一次次繞組匝數(shù)可可分為單匝和和多匝式。11.3.1電流互感器器類型（5）新型型電流互感感器按高、、低壓部分分的耦合方方式，可分分為無(wú)線電電電磁波耦耦合、電容容耦合和光光電耦合式式，其中光光電式電流流互感器性性能更佳。。新型電流流互感器的的特點(diǎn)是高高低壓間沒沒有直接的的電磁聯(lián)系系，使絕緣緣結(jié)構(gòu)大為為簡(jiǎn)化；測(cè)測(cè)量過(guò)程中中不需要消消耗很大能能量；沒有有飽和現(xiàn)象象，測(cè)量范范圍寬，暫暫態(tài)響應(yīng)快快，準(zhǔn)確度度高；重量量輕、成本本低。11.3.1電流互互感器類型型2．電流互互感器的結(jié)結(jié)構(gòu)（1）單匝式結(jié)構(gòu)構(gòu)有貫穿式式（一次繞繞組為單根根銅管或銅銅桿）和母母線式（以以母線穿過(guò)過(guò)互感器作作為一次繞繞組）。（2）額定定電流在400A以下采用多多匝式。多多匝式接結(jié)結(jié)構(gòu)可分為為線圈式、、“8””字型和““U”字型?！?”字型繞繞組結(jié)構(gòu)的的電流互感感器，只用用于35～～110kV電壓級(jí)。220kV“U””字型繞組電電流互感器器，在110kV及以上的高高壓電流互互感器中得得到廣泛的的應(yīng)用。在同一回路路中，往往往需要數(shù)量量很多的電電流互感器器，高壓電電流互感器器常由多個(gè)個(gè)沒有磁聯(lián)聯(lián)系的獨(dú)立立鐵芯和二二次繞組與與共用的一一次繞組組組成同一電電流比、多多二次繞組組的電流互互感器。對(duì)對(duì)于110kV及以上的電電流互感器器，常將一一次繞組分分成幾組，，通過(guò)切換換來(lái)改變繞繞組的串、、并聯(lián)，以以獲得2～～3種互感感比。11.3.2電電壓互感器器類型1．電壓互互感器的分分類（1）按安安裝地點(diǎn)分分戶內(nèi)和戶戶外；（2）按相相數(shù)分單相相和三相式式，只有20kV以下才有三