項(xiàng)目2變換電器的認(rèn)知、運(yùn)行與維護(hù)任務(wù)2互感器的認(rèn)知、運(yùn)行與維護(hù)【任務(wù)描述】認(rèn)識(shí)常見(jiàn)互感器的結(jié)構(gòu)并正確使用，認(rèn)識(shí)并繪制常用的接線(xiàn)方式簡(jiǎn)化符號(hào)示意圖，兩人為一組實(shí)施電流互感器、電壓互感器的接線(xiàn)。01互感器的認(rèn)識(shí)1.定義互感器是一種特殊的變壓器，是按比例變換電壓或電流的設(shè)備?；ジ衅鲝V泛應(yīng)用于高壓等級(jí)的交流電路中，是一、二次設(shè)備之間的重要聯(lián)絡(luò)元件。2.分類(lèi)根據(jù)功能的不同，互感器分為兩大類(lèi)：1）電流互感器：用于變換電流的互感器。將一次側(cè)大電流按比例變換成二次側(cè)標(biāo)準(zhǔn)小電流(額定電流為5A或1A)。電流互感器在工程上常用TA或CT表示。2）電壓互感器：用于變換電壓的互感器。將一次側(cè)高電壓按比例變換成二次側(cè)標(biāo)準(zhǔn)低電壓(額定電壓為100V或100/V)。電壓互感器在工程上常用TV或PT表示。3.功能1）變換電壓或電流將高電壓或大電流變換成標(biāo)準(zhǔn)低電壓或小電流，以便與測(cè)量?jī)x表、保護(hù)設(shè)備及自動(dòng)裝置連接，實(shí)現(xiàn)設(shè)備生產(chǎn)的小型化、標(biāo)準(zhǔn)化。2）實(shí)現(xiàn)電氣隔離將二次設(shè)備與高壓一次設(shè)備可靠隔離，保證人身和設(shè)備的安全。4.互感器的連接電流互感器TA一次側(cè)繞組串聯(lián)在一次接線(xiàn)上，二次側(cè)繞組串聯(lián)電流表A、繼電器電流線(xiàn)圈等低阻抗負(fù)荷，可用于對(duì)一次系統(tǒng)進(jìn)行電流測(cè)量和保護(hù)。電壓互感器TV一次側(cè)繞組并聯(lián)在一次接線(xiàn)上，二次側(cè)繞組并聯(lián)電壓表V、繼電器電壓線(xiàn)圈等高阻抗負(fù)荷，可用于對(duì)一次系統(tǒng)進(jìn)行電壓測(cè)量和保護(hù)。02電流互感器的認(rèn)知與運(yùn)行維護(hù)1.電流互感器的工作原理電流互感器是利用變壓器一、二次電流成比例制成的，其工作原理與變壓器相同。電流互感器一、二次電流的大小與匝數(shù)成反比。1)一次繞組：匝數(shù)少，串聯(lián)在一次電路中，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，而與二次側(cè)的負(fù)荷無(wú)關(guān)；2)二次繞組：匝數(shù)多，串聯(lián)儀表A、繼電器電流線(xiàn)圈（阻抗很小，接近于短路狀態(tài)）。2.電流互感器的使用注意事項(xiàng)1）電流互感器二次側(cè)繞組有一端必須可靠接地。主要是為了防止一、二次繞組間絕緣擊穿時(shí)，一次側(cè)高電壓竄入二次側(cè)，危及人身和設(shè)備安全。2.電流互感器的使用注意事項(xiàng)2）電流互感器二次側(cè)不得開(kāi)路。電流互感器正常工作時(shí)，根據(jù)變壓器磁勢(shì)平衡方程式，此時(shí)二次側(cè)繞組產(chǎn)生的磁勢(shì)對(duì)一次側(cè)繞組的磁勢(shì)起去磁作用，所以勵(lì)磁電流很小，二次繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也很小。當(dāng)二次側(cè)開(kāi)路時(shí)，二次側(cè)電流為零，而一次側(cè)電流將全部用來(lái)勵(lì)磁，使電流互感器鐵心飽和，磁通增大，會(huì)產(chǎn)生三個(gè)后果：①由于磁通飽和，二次側(cè)繞組將產(chǎn)生很大的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，危及人身和設(shè)備安全。②由于鐵心磁通飽和，將使鐵心嚴(yán)重發(fā)熱損壞繞組絕緣。③在鐵心中產(chǎn)生剩磁，降低準(zhǔn)確度級(jí)次，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。所以，電流互感器二次側(cè)不允許開(kāi)路。電流互感器二次回路中不允許接熔斷器，也不允許在運(yùn)行時(shí)未經(jīng)旁路就拆下電流表、繼電器等設(shè)備。2.電流互感器的使用注意事項(xiàng)3）電流互感器在安裝和使用時(shí)，注意端子的極性不能接錯(cuò)，否則可能引起保護(hù)誤動(dòng)作、測(cè)量不準(zhǔn)確或燒壞儀表。3.電流互感器的分類(lèi)1)按用途可分為：測(cè)量用電流互感器、保護(hù)用電流互感器。010203042)按安裝地點(diǎn)可分為：戶(hù)內(nèi)式電流互感器、戶(hù)外式電流互感器。3)按絕緣介質(zhì)可分為：干式、澆注式、油浸式和SF6式電流互感器。4)按安裝方式可分為：穿墻式、支持式和裝入式。055)按一次繞組匝數(shù)可分為：?jiǎn)卧咽?、多匝式電流互感器?.電流互感器的型號(hào)電流互感器的型號(hào)由字母符號(hào)和數(shù)字組成，包含電流互感器的繞組類(lèi)型、絕緣種類(lèi)、使用場(chǎng)所及電壓等級(jí)等。[1][2][3][4］［5]—[6]／[7][1]產(chǎn)品名稱(chēng)：L—電流互感器。[2]結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：M—母線(xiàn)式；Q—線(xiàn)圈式；Y—低壓式；D—單匝式；F—多匝式；A—穿墻式；R—裝入式；C—瓷箱式；Z—支柱式；V—結(jié)構(gòu)倒置式；J—零序。[3]絕緣方式：常用字母含義Z—澆注絕緣；C—瓷絕緣；K—塑料外殼。[4]使用特點(diǎn)：B—過(guò)電流保護(hù)；D—差動(dòng)保護(hù)；J—接地保護(hù)或加大容量；S—速飽和；Q—加強(qiáng)型。[5]設(shè)計(jì)序號(hào)：以數(shù)字1、2、3…表示。[6]額定電壓：?jiǎn)挝粸閗V。[7]額定電流：?jiǎn)挝粸锳。5.電流互感器的技術(shù)參數(shù)1)額定電壓(kV)：額定電壓指一次繞組長(zhǎng)期對(duì)地能夠承受的最大電壓有效值。2)額定電流(A)：在正常運(yùn)行狀態(tài)下，通過(guò)一、二次繞組的額定電流稱(chēng)為電流互感器的額定電流。3)額定電流比Ki：電流互感器一、二次側(cè)額定電流之比稱(chēng)為電流互感器的額定電流比。電流互感器的電流比常用分?jǐn)?shù)形式標(biāo)出，分子表示一次繞組的額定電流，分母表示二次繞組的額定電流。4)額定二次負(fù)荷：額定二次負(fù)荷是指在二次電流為額定值，二次負(fù)載為額定阻抗時(shí)，二次側(cè)輸出的視在功率。同一臺(tái)電流互感器在不同的準(zhǔn)確級(jí)下工作時(shí)，有不同的額定容量和額定負(fù)載阻抗。5)準(zhǔn)確級(jí)：準(zhǔn)確級(jí)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)的電流誤差限值。電流互感器的技術(shù)參數(shù)常用電流互感器的準(zhǔn)確等級(jí)為0.1、0.2、0.5、1、3、5、5P、10P八個(gè)級(jí)別。如0.5級(jí)表示誤差在±0.5%以?xún)?nèi)。顯然數(shù)值越小，準(zhǔn)確度越高。不同的準(zhǔn)確度級(jí)數(shù)具有不同的用途。一般0.1級(jí)、0.2級(jí)用于實(shí)驗(yàn)室的精密測(cè)量，0.5級(jí)用于計(jì)量，1級(jí)用于指示性測(cè)量，3級(jí)、5級(jí)用于非精密測(cè)量，5P、10P級(jí)用于保護(hù)。6)熱穩(wěn)定倍數(shù)及動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)：電流互感器的熱穩(wěn)定倍數(shù)是指當(dāng)電力系統(tǒng)故障時(shí)，電流互感器承受由短路電流引起的熱效應(yīng)和電動(dòng)力作用而不致受到破壞的能力。熱穩(wěn)定倍數(shù)是指熱穩(wěn)定電流與電流互感器額定電流之比；動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)是指電流互感器所能承受的最大電流的瞬時(shí)值與其額定電流之比。6.電流互感器的極性電流互感器一次繞組有兩個(gè)端口為Pl、P2，二次繞組也有兩個(gè)端口為S1、S2。Pl和S1是一對(duì)同名端，P2和S2也是一對(duì)同名端。當(dāng)一次繞組有電流i1從P1流向P2時(shí)，由于共同磁通的作用，在二次繞組中感應(yīng)產(chǎn)生電流i2從S1流出，S2流入，這種極性稱(chēng)為減極性。在工程中，電流互感器一般采用減極性接線(xiàn)。7.電流互感器的接線(xiàn)方式（1）單相聯(lián)結(jié)單相聯(lián)結(jié)通常由一只電流互感器（接入中間相）加一只電流繼電器或電流表構(gòu)成，可用于單相電流或三相對(duì)稱(chēng)電路中電流的測(cè)量，常用于低壓動(dòng)力線(xiàn)路中。

（2）兩相V聯(lián)結(jié)兩相V聯(lián)結(jié)又稱(chēng)為兩相三繼電器不完全星形聯(lián)結(jié)，可用于三相系統(tǒng)中兩相電流的測(cè)量，廣泛用于6～10kV中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的測(cè)量和保護(hù)。（3）兩相電流差聯(lián)結(jié)兩相電流差聯(lián)結(jié)方式常用于過(guò)電流繼電保護(hù)電路中。正常工作時(shí)，通過(guò)繼電器的電流是兩相電流的相量差。7.電流互感器的接線(xiàn)方式（4）三相完全星形（Y）聯(lián)結(jié)三相完全星形聯(lián)結(jié)由三只電流互感器和三只電流繼電器組成，常用于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中。

（5）三角形聯(lián)結(jié)三角形聯(lián)結(jié)應(yīng)用于Y/△聯(lián)結(jié)的變壓器差動(dòng)保護(hù)。（6）零序聯(lián)結(jié)零序聯(lián)結(jié)由三只電流互感器和一只電流繼電器組成，主要用于繼電保護(hù)中的零序電流保護(hù)。7.電流互感器的接線(xiàn)方式電流互感器接線(xiàn)方式的簡(jiǎn)化符號(hào)示意圖8.常用電流互感器的結(jié)構(gòu)電流互感器按絕緣介質(zhì)可分為干式、澆注式、油浸式和SF6式等多種。（1）干式電流互感器干式電流互感器一、二次繞組之間及繞組與鐵心之間的絕緣介質(zhì)由絕緣紙、玻璃絲帶等固體材料構(gòu)成，并經(jīng)浸漬絕緣漆烘干處理。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便；但絕緣強(qiáng)度低，防火性能差。只適用于0.5kV及以下的低壓電路中。8.常用電流互感器的結(jié)構(gòu)（2）樹(shù)脂澆注式電流互感器樹(shù)脂澆注式互感器利用合成樹(shù)脂、填料、固化劑組成的混合膠澆注在互感器里固化后形成絕緣介質(zhì)，常用環(huán)氧樹(shù)脂澆注，如圖（a）所示。其特點(diǎn)是絕緣強(qiáng)度高，防火，用于0.5～35kV電壓等級(jí)的電路中。（3）油浸式電流互感器油浸式電流互感器的絕緣介質(zhì)是變壓器油，主要由底座、器身、儲(chǔ)油柜和瓷套等組成，瓷套是互感器的外絕緣，并兼作油的容器，如圖（b）所示。按絕緣結(jié)構(gòu)不同，油浸式電流互感器可分為鏈型絕緣和電容型絕緣兩種。63kV以下電流互感器多采用鏈型絕緣結(jié)構(gòu)；220kV及以上電流互感器則主要采用電容型絕緣；110kV的電流互感器有采用鏈型絕緣的，也有采用電容型絕緣的。8.常用電流互感器的結(jié)構(gòu)鏈型絕緣結(jié)構(gòu)的一次繞組和二次繞組構(gòu)成互相垂直的圓環(huán)，就像兩個(gè)鏈環(huán)。常見(jiàn)的油浸“8”字結(jié)構(gòu)電流互感器，如圖（c）所示，主要用于35～110kV電壓等級(jí)的電路中。正立式電容型絕緣結(jié)構(gòu)的主絕緣全部包扎在一次繞組上，一次繞組常采用U形；若為倒立式結(jié)構(gòu)，則主絕緣全部包扎在二次繞組上。（4）SF6氣體絕緣電流互感器SF6氣體絕緣電流互感器主要用于電流、電能的測(cè)量和繼電保護(hù)中。它有兩種結(jié)構(gòu)形式，一種是與SF6組合電器配套用的；另一種是可單獨(dú)使用的，通常稱(chēng)為獨(dú)立式SF6電流互感器。常用的SF6式電流互感器主要由殼體、防爆裝置、支持絕緣子、套管、屏蔽罩、底座、氣體密度計(jì)等部件組成。一、二次繞組間用SF6氣體絕緣，二次線(xiàn)通過(guò)接線(xiàn)端子接在密閉的接線(xiàn)盒內(nèi)。8.常用電流互感器的結(jié)構(gòu)03電壓互感器的認(rèn)知與運(yùn)行維護(hù)1.電壓互感器的工作原理電壓互感器是利用變壓器一、二次電壓成比例制成的，其工作原理與變壓器相同。它將高電壓變換為適合于儀表、繼電保護(hù)裝置需要的低電壓。電壓互感器一、二次電壓的大小與匝數(shù)成正比。1)一次繞組：匝數(shù)多，并聯(lián)在主電路中；2)二次繞組：匝數(shù)少，并聯(lián)儀表、繼電器電壓線(xiàn)圈（阻抗很大，接近于開(kāi)路狀態(tài)）。2.電壓互感器的使用注意事項(xiàng)1）電壓互感器二次側(cè)繞組有一端必須可靠接地。主要是為了防止一、二次繞組間絕緣擊穿時(shí)，一次側(cè)高電壓竄入二次側(cè)，危及人身和設(shè)備安全。2）電壓互感器工作時(shí)二次側(cè)不得短路，且一、二次側(cè)都應(yīng)裝熔斷器。正常工作時(shí)，電壓互感器二次回路中的負(fù)載阻抗很大，二次電流很小，其運(yùn)行狀態(tài)接近于開(kāi)路。當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，將產(chǎn)生很大的短路電流，造成電壓互感器二次繞組嚴(yán)重發(fā)熱而燒毀。3）電壓互感器在安裝和使用時(shí)，注意端子的極性不能接錯(cuò)。3.電壓互感器的分類(lèi)2)按安裝地點(diǎn)可分為：戶(hù)內(nèi)式、戶(hù)外式電壓互感器。024)按相數(shù)可分為：?jiǎn)蜗?、三相電壓互感器?41)按用途可分為：測(cè)量用、保護(hù)用電壓互感器。013)按絕緣介質(zhì)可分為：干式、澆注式、油浸式和SF6式電壓互感器。035)按結(jié)構(gòu)原理分：電磁式、電容式和光電式電壓互感器。054.電壓互感器的型號(hào)電壓互感器的型號(hào)由字母符號(hào)和數(shù)字組成，包含電壓互感器的繞組類(lèi)型、絕緣種類(lèi)、使用場(chǎng)所及電壓等級(jí)等。[1][2][3][4］［5]—[6][1]產(chǎn)品名稱(chēng)：J—電壓互感器。1[2]相數(shù)：D—單相；S—三相。2[3]絕緣形式：G—干式；J—油浸式；C—瓷絕緣；Z—澆注式；R—電容式。3[4]結(jié)構(gòu)形式：B—帶補(bǔ)償繞組；W—五柱三繞組；J—接地保護(hù)。4[5]設(shè)計(jì)序號(hào)：用數(shù)字1、2、3…表示。5[6]額定電壓：?jiǎn)挝粸閗V。65.電壓互感器的常用技術(shù)參數(shù)（1）電壓比常以一次、二次側(cè)繞組的額定電壓比表示。（2）聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)表明電壓互感器一、二次線(xiàn)電壓的相位關(guān)系。（3）準(zhǔn)確級(jí)指在規(guī)定的一次電壓和二次負(fù)荷變化范圍內(nèi)，負(fù)荷功率因數(shù)為額定值時(shí)電壓誤差的最大值。通常分為0.2、0.5、1、3及3P、5P，使用時(shí)根據(jù)負(fù)荷需要來(lái)選用。（4）極性按照規(guī)定，一次繞組首端標(biāo)為U1，尾端標(biāo)為U2，二次繞組首端標(biāo)為u1，尾端標(biāo)為u2，U1和u1、U2和u2是同名端。假設(shè)一次電流從首端U1流入，從尾端U2流出時(shí)，則二次電流從首端u1流出，從尾端u2流入，這樣的極性標(biāo)志稱(chēng)為減極性。一般工程實(shí)際中采用減極性。6.電壓互感器的接線(xiàn)方式（1）單相聯(lián)結(jié)單相聯(lián)結(jié)由一個(gè)單相電壓互感器接入電路，常用于三相電路中測(cè)量某兩相之間的線(xiàn)電壓，或用于測(cè)量某相對(duì)地電壓（此時(shí)電壓互感器一次繞組兩端分別接于該相和地之間）。二次繞組有一端可靠接地。6.電壓互感器的接線(xiàn)方式（2）V/V聯(lián)結(jié)

V/V聯(lián)結(jié)由兩個(gè)單相電壓互感器接入電路，常用于中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地的三相電路系統(tǒng)中，可測(cè)量任意兩相之間的線(xiàn)電壓。其優(yōu)點(diǎn)是接線(xiàn)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，缺點(diǎn)是不能測(cè)量相電壓。6.電壓互感器的接線(xiàn)方式（3）Y0/Y0聯(lián)結(jié)Y0/Y0聯(lián)結(jié)由三個(gè)單相電壓互感器接入電路，該方式在三相電路中既能測(cè)量相電壓，又能測(cè)量線(xiàn)電壓，常用于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中。6.電壓互感器的接線(xiàn)方式（4）三個(gè)單相三繞組或三相五柱式聯(lián)結(jié)三相五柱式聯(lián)結(jié)的一次繞組接成Y0聯(lián)結(jié)，有兩套二次繞組。其中Y0聯(lián)結(jié)的二次繞組稱(chēng)為基本二次繞組，常常接儀表，用于測(cè)量線(xiàn)電壓、相電壓；開(kāi)口三角形聯(lián)結(jié)的二次繞組稱(chēng)為輔助二次繞組，連接電壓繼電器KV，用于絕緣監(jiān)察。三相五柱式聯(lián)結(jié)既能測(cè)量線(xiàn)電壓、相電壓，又能構(gòu)成絕緣監(jiān)察裝置和單相接地保護(hù)，廣泛用于10kV中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中。其工作原理如下：在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，因三相電壓對(duì)稱(chēng)，開(kāi)口三角形兩端零序電壓接近于零，KV不會(huì)動(dòng)作；當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，開(kāi)口三角形兩端出現(xiàn)零序電壓，使KV動(dòng)作，發(fā)出接地報(bào)警信號(hào)。6.電壓互感器的接線(xiàn)方式電壓互感器的接線(xiàn)方式簡(jiǎn)化符號(hào)示意圖7.常用電壓互感器的結(jié)構(gòu)電壓互感器結(jié)構(gòu)與變壓器相似，主要由鐵心、一次繞組、二次繞組、絕緣等幾個(gè)部分構(gòu)成。（1）油浸式電壓互感器油浸式電壓互感器應(yīng)用廣泛，從結(jié)構(gòu)上可分為單級(jí)式和串級(jí)式兩種。單級(jí)式是指一次繞組和二次繞組全部套在一個(gè)鐵心上，一次繞組不分級(jí)，3-35kV電壓互感器多采用單級(jí)式。

（a）JSJV-10型三相油浸式電壓互感器7.常用電壓互感器的結(jié)構(gòu)串級(jí)式是指一次繞組分成匝數(shù)接近相等的幾個(gè)繞組分別套在幾個(gè)鐵心上，再串聯(lián)起來(lái)。110kV及以上電壓互感器普遍制成串級(jí)式結(jié)構(gòu)。從外形看由頭部、瓷套管及底座三大部分組成。頭部連接一次高壓回路，有一次引線(xiàn)端子及標(biāo)志；瓷套管是互感器的外絕緣；底座起支持固定的作用，安裝有銘牌、二次引線(xiàn)端子、接地端子、安裝孔、放油閥等。JDC-