1、變配電所二次系統(tǒng)（第二講）,山西大學(xué)工程學(xué)院 電力工程系 馬麗英 ,第二講 互感器二次回路,概念：電壓互感器TV和電流互感器TA分別將一次回路的高電壓、大電流變換為二次系統(tǒng)所需的低電壓、小電流，供電給測量儀表、遠(yuǎn)動裝置、繼電保護(hù)和自動裝置等。 互感器的作用： 變換作用：將高電壓和大電流變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的低電壓（即額定電壓為100V）和小電流（即額定電流為5A或1A），使測量儀表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化； 電氣隔離作用：將二次設(shè)備與一次設(shè)備相隔離，互感器二次側(cè)均接地，既保證了設(shè)備和人身安全，又使接線靈活、安裝方便，維修時(shí)不必中斷一次設(shè)備的運(yùn)行。,第二講 互感器二次回路,互感器的接入方式： 電壓互感器：一

2、次繞組以并聯(lián)形式接入一次回路；測量儀表、遠(yuǎn)動裝置、繼電保護(hù)和自動裝置等的電壓線圈（電壓互感器的二次負(fù)荷）以并聯(lián)形式接在電壓互感器的二次繞組回路。 電流互感器：一次繞組以串聯(lián)形式接入一次回路；測量儀表、遠(yuǎn)動裝置、繼電保護(hù)和自動裝置等的電流線圈（電流互感器的二次負(fù)荷）以串聯(lián)形式接在電流互感器的二次繞組回路。 內(nèi)容：電壓互感器和電流互感器的極性、接線方式和二次回路中的有關(guān)技術(shù)問題。,第二講 互感器二次回路,一、電壓互感器二次回路 1.對電壓互感器二次回路的要求 （1）電壓互感器的接線方式應(yīng)滿足測量儀表、遠(yuǎn)動裝置、繼電保護(hù)和自動裝置的具體要求。 （2）應(yīng)有一個(gè)可靠的安全接地點(diǎn)。 （3）應(yīng)設(shè)置短路保護(hù)。

3、 （4）應(yīng)有防止從二次回路向一次回路反饋電壓的措施。 （5）對于雙母線上的電壓互感器，應(yīng)有可靠的二次切換回路。,第二講 互感器二次回路,一、電壓互感器二次回路 2.電壓互感器的接線方式及適用范圍 （1）一個(gè)單相電壓互感器接線方式,第二講 互感器二次回路,一、電壓互感器二次回路 2.電壓互感器的接線方式及適用范圍 （2）兩個(gè)單相TV構(gòu)成的V-V形接線形式,第二講 互感器二次回路,一、電壓互感器二次回路 2.電壓互感器的接線方式及適用范圍 （3）三個(gè)單相TV構(gòu)成的星形接線方式,第二講 互感器二次回路,一、電壓互感器二次回路 2.電壓互感器的接線方式及適用范圍 （4）三相三柱式TV的星形接線方式,第

4、二講 互感器二次回路,一、電壓互感器二次回路 2.電壓互感器的接線方式及適用范圍 （5）三相五柱式電壓互感器的接線方式,第二講 互感器二次回路,一、電壓互感器二次回路 3.電壓互感器二次側(cè)接地 電壓互感器具有電氣隔離作用。正常情況下，一次繞組和二次繞組間是絕緣的。但當(dāng)一次繞組與二次繞組間的絕緣損壞后，一次側(cè)高電壓串入二次側(cè)，將危及人身和設(shè)備安全，所以，電壓互感器的二次側(cè)必須設(shè)置接地點(diǎn)，該種接地通常稱為安全接地。 電壓互感器二次側(cè)的接地方式有V相接地和中性點(diǎn)接地兩種。 （1）電壓互感器的V相接地，如下圖2-6所示。 （2）電壓互感器的中性點(diǎn)接地，如下圖2-7所示,圖2-6V相接地的TV二次電路圖

5、,圖2-7中性點(diǎn)接地的TV二次電路圖,第二講 互感器二次回路,一、電壓互感器二次回路 4.電壓互感器二次回路的短路及保護(hù) （1）設(shè)置短路保護(hù)的原因 電壓互感器實(shí)際上是一個(gè)小型的降壓變壓器，其二次負(fù)載（電壓線圈等）阻抗很大，處于空載狀態(tài)，二次電壓基本上等于二次電動勢。故對于二次回路來講，電壓互感器相當(dāng)于一個(gè)電壓取決于一次電壓的電壓源。當(dāng)二次回路發(fā)生短路故障時(shí)，會產(chǎn)生很大的短路電流，將損壞二次繞組，危及二次設(shè)備和人身安全。所以，電壓互感器二次回路不允許短接，同時(shí)必須在二次側(cè)裝設(shè)短路保護(hù)設(shè)備。,第二講 互感器二次回路,一、電壓互感器二次回路 4.電壓互感器二次回路的短路及保護(hù) （2）保護(hù)設(shè)備 熔斷器

6、和自動開關(guān)。 35kV及以下電壓等級的中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)，其電壓互感器宜采用快速熔斷器作為短路保護(hù)設(shè)備。 110kV及以上電壓等級的中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，其電壓互感器多采用自動開關(guān)作為短路保護(hù)設(shè)備。 有些裝有新型距離保護(hù)裝置的運(yùn)行現(xiàn)場，其電壓回路也采用了熔斷器作為電壓回路的短路保護(hù)。,第二講 互感器二次回路,一、電壓互感器二次回路 4.電壓互感器二次回路的短路及保護(hù) （3）保護(hù)設(shè)備的配置 電壓互感器二次繞組各相引出端和輔助二次繞組(開口三角繞組)的試驗(yàn)芯上應(yīng)配置保護(hù)用的熔斷器或自動開關(guān)，如圖2-6和2-7所示。 電壓互感器中性線和輔助二次繞組回路均不裝設(shè)保護(hù)設(shè)備。 分支電壓回路中的短路保護(hù)需根

7、據(jù)分支電壓回路性質(zhì)進(jìn)行配置。 對主回路和分支回路的熔斷器和自動開關(guān)都應(yīng)設(shè)有監(jiān)視措施。,第二講 互感器二次回路,一、電壓互感器二次回路 5.反饋電壓的防范措施 電壓互感器停用或檢修時(shí)，既需要斷開電壓互感器一次側(cè)隔離開關(guān)，同時(shí)又要切斷電壓互感器二次回路。否則，二次側(cè)可能向一次側(cè)反送電，即形成反饋電壓，在一次側(cè)引起高電壓，造成人身和設(shè)備事故。 對V相接地的電壓互感器，除接地的V相外，其它各相引出端都由該電壓互感器隔離開關(guān)QS1輔助常開觸點(diǎn)控制，如圖2-6所示。 對中性點(diǎn)接地的電壓互感器，除接地的中性線外，其它各相引出端都串接了該電壓互感器隔離開關(guān)QS1的輔助常開觸點(diǎn)，如圖2-7所示。,第二講 互感器

8、二次回路,一、電壓互感器二次回路 6.電壓小母線的設(shè)置 母線上的電壓互感器是同一母線上所有電氣元件（發(fā)電機(jī)、變壓器、線路等）的公用設(shè)備。為了減少聯(lián)接電纜，設(shè)置了電壓小母線，如圖2-6、2-7所示。 7.電壓互感器二次回路的短線信號裝置 裝設(shè)電壓回路斷線信號裝置，在保護(hù)設(shè)備斷開或二次回路斷線時(shí)，發(fā)出斷線信號，便于運(yùn)行人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理故障。 如下圖2-8所示的按零序電壓原理構(gòu)成的電壓回路斷線信號裝置 。,圖2-8 按零序電壓原理構(gòu)成的電壓回路斷線信號裝置,第二講 互感器二次回路,一、電壓互感器二次回路 8.交流電網(wǎng)的絕緣監(jiān)察 中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地短路故障時(shí)，短路電流很小，三相仍對稱，

9、不影響負(fù)載的正常工作，故允許系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行一定時(shí)間。 但此時(shí)保護(hù)必須發(fā)出預(yù)告信號，通知運(yùn)行人員，及時(shí)查找并迅速消除故障，以免發(fā)展為相間短路。所以，在中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)中，電壓互感器二次回路必須裝設(shè)交流電網(wǎng)絕緣監(jiān)察裝置。如圖2-6所示。 中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地短路故障時(shí)，保護(hù)動作切除故障，故該系統(tǒng)的電壓互感器二次回路不裝設(shè)絕緣監(jiān)察裝置，而是通過切換開關(guān)SM和電壓表PV選測三相線電壓，如圖2-7所示。,第二講 互感器二次回路,一、電壓互感器二次回路 9.電壓互感器二次電壓切換電路 （1）雙母線二次電壓的切換。 雙母線上所連接各電氣元件的測量儀表、遠(yuǎn)動裝置、繼電保護(hù)及自動裝置等所需的二次電壓

10、由兩組母線的電壓互感器供給，其二次電壓隨一次回路進(jìn)行切換。電壓互感器具有二次電壓切換回路。其切換有兩種方式。 利用隔離開關(guān)輔助觸點(diǎn)和中間繼電器實(shí)現(xiàn)，如下圖2-9所示。 利用隔離開關(guān)輔助觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)直接切換，如下圖2-10所示。,圖2-9 利用繼電器進(jìn)行切換的電壓回路,圖2-10 利用隔離開關(guān)輔助觸點(diǎn)進(jìn)行切換的電壓回路,第二講 互感器二次回路,一、電壓互感器二次回路 9.電壓互感器二次電壓切換電路 （2）互為備用的電壓互感器二次電壓的切換。 雙母線或單母線分段中每組（段）母線的TV應(yīng)互為備用，以便其中一組（段）母線上的TV停用時(shí)保證其二次電壓小母線上的電壓不間斷。所以TV具有互為備用的二次電壓切換回

11、路，其切換操作在母聯(lián)斷路器或分段斷路器處于合閘狀態(tài)時(shí)進(jìn)行。 自動控制：由母聯(lián)（或分段）斷路器和隔離開關(guān)的輔助觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)，在切換后發(fā)出預(yù)告信號。 手動控制：利用控制開關(guān)和中間繼電器實(shí)現(xiàn)，如下圖2-11所示。,圖2-11 電壓互感器互為備用的切換電路,第二講 互感器二次回路,二、電流互感器二次回路 1.對電流互感器二次回路的要求 （1）電流互感器的接線方式，應(yīng)能滿足測量儀表、遠(yuǎn)動裝置、繼電保護(hù)和自動裝置檢測回路的具體要求。 （2）電流互感器二次回路應(yīng)有一個(gè)可靠的接地點(diǎn)，但不允許有多個(gè)接地點(diǎn)。 （3）應(yīng)有防止二次回路開路的措施。 （4）電流互感器的二次負(fù)載不應(yīng)大于運(yùn)行負(fù)載。 （5）保證電流互感器極性的

12、正確連接。,第二講 互感器二次回路,二、電流互感器二次回路 2.電流互感器的常用接線方式 （1）一個(gè)電流互感器的單相式接線，如圖2-12a 所示。 （2）兩個(gè)電流互感器不完全星形接線，如圖2-12b所示。 （3）三個(gè)電流互感器完全星形接線，如圖2-12c所示。 （4）三個(gè)電流互感器的三角形接線，如圖2-12d所示 。 （5）兩個(gè)電流互感器的差式接線，如圖2-12e所示 。 （6）兩個(gè)電流互感器的和式接線，如圖2-12f 所示。,圖2-12a 一個(gè)電流互感器 圖2-12b 兩個(gè)電流互感器 的單相式接線 不完全星形接線,圖2-12c 三個(gè)電流互感器 圖2-12d 三個(gè)電流互感器 完全星形接線 的三

13、角形接線,圖2-12e 兩個(gè)電流互感器 圖2-12f 兩個(gè)電流互感器 的差式接線 的和式接線,第二講 互感器二次回路,二、電流互感器二次回路 3.電流互感器二次回路的接地保護(hù) 若電流互感器一、二次繞組間的絕緣損壞，則一次側(cè)的高電壓會侵入二次回路，危及人身和二次設(shè)備安全。因此，在電流互感器二次側(cè)必須有一個(gè)可靠的接地點(diǎn)。 4.電流互感器二次回路開路的防范措施 電流互感器是一種變流器，相當(dāng)于一個(gè)電流源。 正常運(yùn)行時(shí)，電流互感器的二次負(fù)載阻抗很小，電流互感器接近短路狀態(tài)，一、二次繞組建立的磁動勢處于平衡狀態(tài)（一次電流所產(chǎn)生的磁動勢大部分被二次電流所產(chǎn)生的磁動勢所抵消），鐵芯中的總磁通量比較小，故二次繞

14、組端電壓很小。,第二講 互感器二次回路,二、電流互感器二次回路 4.電流互感器二次回路開路的防范措施 一旦二次回路開路，二次電流等于零，二次電流的去磁作用立即消失，一次電流完全變成了勵(lì)磁電流，此電流使磁路中的磁通量突然增大，在二次繞組中感應(yīng)出很高的電動勢，使二次繞組兩端出現(xiàn)數(shù)百伏至數(shù)千伏的高電壓，危及人身和設(shè)備安全。所以，電流互感器在運(yùn)行中不允許二次回路開路。 幾種常用防范措施： （1）電流互感器二次回路不允許裝設(shè)熔斷器等短路保護(hù)設(shè)備。,第二講 互感器二次回路,二、電流互感器二次回路 4.電流互感器二次回路開路的防范措施 （2）電流互感器二次回路一般不進(jìn)行切換。當(dāng)必須切換時(shí)，應(yīng)有可靠的防止開路

15、措施。 （3）繼電保護(hù)與測量儀表一般不合用電流互感器。當(dāng)必須合用時(shí)，測量儀表要經(jīng)過中間變流器接入。 （4）對已安裝好而不使用的電流互感器必須將其二次繞組的端子短接并接地。 （5）電流互感器二次回路的端子應(yīng)采用試驗(yàn)端子。 （6）應(yīng)保證電流互感器二次回路的連接導(dǎo)線有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。,第二講 互感器二次回路,二、電流互感器二次回路 5.儀用TA和保護(hù)用TA的二次回路 （1）儀用電流互感器：正常運(yùn)行時(shí)要求有較高測量精度；一次系統(tǒng)短路時(shí)能迅速飽和，保護(hù)二次系統(tǒng)設(shè)備。 （2）繼電保護(hù)用電流互感器：正常運(yùn)行時(shí)對測量精度要求不高(相當(dāng)于310級)；一次系統(tǒng)短路時(shí)不能飽和，以正確反應(yīng)短路電流大小，其誤差不超過10%。 （3）二次系統(tǒng)設(shè)備的串聯(lián)順序應(yīng)考慮使電流回路的電纜最短。,第二講 互感器二次回路,二、電流互感器二次回路 5.儀用TA和保護(hù)用TA的二次回路 （4）測量儀表和繼電保護(hù)必須共用一組TA時(shí)： 接在同一組電流互感器的不同二次繞組。 保護(hù)裝置接在儀用TA二次繞組時(shí)：