1、電能計量用互感器,第2章,第一節(jié) 電流互感器,二、技術(shù)參數(shù),六、注意事項,五、選擇,一、種類、結(jié)構(gòu)與型號,1、分類 按外形（低壓TA）：羊角式和穿心式；,一、種類、結(jié)構(gòu)與型號,按電壓等級：低壓式和高壓式； 按一次線圈的匝數(shù)：單匝式和多匝式； 按安裝方法：支持式和穿墻式； 按安裝地點：戶內(nèi)式和戶外式； 按鐵芯多少：單鐵芯和多鐵芯； 按絕緣方式：干式（用空氣絕緣并冷卻）、油浸式、瓷絕緣、環(huán)氧樹脂澆注絕緣。,一、種類、結(jié)構(gòu)與型號,2、結(jié)構(gòu)示意圖,一、種類、結(jié)構(gòu)與型號,3、型號 TA的型號一般表示為： 其中第一個字母固定為L，表示電流互感器；,L,額定電流,準確度等級,額定電壓,二、電流互感器的技術(shù)參

2、數(shù),保證準確度等級的情況下，二次所接電流線圈、測量儀表總阻抗的額定值,I2e通過額定二次負荷Z2e所需要的視在功率S2e。 有2.5VA、5VA、10VA、 15VA和20VA等規(guī)格。,一次額定電流：50、75、100、150、1000、10000、15000、25000A等。,二次額定電流I2e一般為5A，用于330KV及以上電網(wǎng)時I2e為1A,0.1級及以上的為標準互感器用于實驗室和標準儀器中；0.2、0.5級用于現(xiàn)場電能計量；1.0級及以下用于監(jiān)測電流、功率、功率因數(shù)和繼電保護裝置中,電流互感器的準確度等級有：0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、3.0、10.0

3、 級,指一次線圈與地(或與二次回路)之間的絕緣電壓。,三、電流互感器的工作原理與比差、角差,1、電流互感器的工作原理 一次繞組與被測電路串聯(lián)，二次繞組與電能表的電流線圈串聯(lián)。電能表的電流線圈內(nèi)阻很小，所以電流互感器相當于二次短路運行的變壓器。,三、電流互感器的工作原理與比差、角差,根據(jù)變壓器的工作原理有： 理想情況下 ，則有 有效值的關(guān)系： 即： 額定變比：,三、電流互感器的工作原理與比差、角差,2、電流互感器的比差、角差 電流互感器在實際運行中會產(chǎn)生變比誤差，簡稱比差；還有相位角誤差，簡稱角差。 由于 ，因此會引起電流互感器的比差 和角差 。角差 一般為正，比差 一般為負。,出廠前的電流互感

4、器二次匝數(shù)N2要適當減少0.5匝2匝，以補償負的比差,三、電流互感器的工作原理與比差、角差,電流互感器的比差 、角差 和一次實際電流 的有效值關(guān)系分別為 一次實際電流小于一次額定電流的30時，比差很大，一般稱為“大馬拉小車”,一次實際電流越接近額定電流，電流互感器的比差、角差越小。,“大馬”指的是一次額定電流很大的互感器，“小車”指的是小負荷電流，此時比差一般為負，少計電量，給供電公司帶來損失。,電流互感器的誤差特性,四、電流互感器的接線方式,電能計量裝置技術(shù)管理規(guī)程中要求“對三相三線制接線的電能計量裝置，其2臺電流互感器二次繞組與電能表之間宜采用四線連接。對三相四線制連接的電能計量裝置，其3

5、臺電流互感器二次繞組與電能表之間宜采用六線連接”。,電流互感器的退磁,為保證電流互感器的準確度，要對電流互感器進行周期校驗和現(xiàn)場試驗。試驗過程中可能采用過直流電源，或在大電流下工作時突然切斷電源，或二次繞組偶然開路，都會使電流互感器鐵芯線圈中產(chǎn)生剩磁，即一次線圈斷電的情況下，鐵芯仍有磁性。這種磁性會影響電流互感器的誤差特性，因此投入使用前或誤差檢定前首先須對電流互感器進行退磁，即用特殊的方法消除剩磁。,五、電流互感器的選擇,電流互感器應(yīng)選擇符合國家標準、經(jīng)有關(guān)部門鑒定為質(zhì)量優(yōu)良，準許進入電力系統(tǒng)的產(chǎn)品。 正確選擇額定電壓和海拔高度。 正確選擇電流互感器的一次額定電流。 正確選擇電流互感器的二次

6、額定功率。,二次實際容量S2與二次額定容量S2e 之間滿足：,應(yīng)保證正常運行中的一次 實際負荷電流達到額定值的60%左右，至少應(yīng)不小于30%,六、使用電流互感器（TA）注意事項,1、電流互感器運行中二次不允許開路。 2、電流互感器必須按減極性連接。 3、高壓電流互感器二次K2端要可靠接地，防止一次側(cè)的高壓竄入二次側(cè)。 4、低壓負荷電流為50A以上時，應(yīng)采用電流互感器接入方式。 5為防止竊電可將電流互感器二次的K1、K2端用一小盒罩住，并加上鉛封。 6戶外安裝的高壓電流互感器，當互感器至電能表距離較長時，宜采用二次額定電流為1A的電流互感器，以適應(yīng)二次連線電阻較大的實際情況。,若開路，二次線圈兩

7、端會出現(xiàn)瞬時高壓，危及人身及設(shè)備安全；且一次電流全部用于激磁將導(dǎo)致磁飽和，鐵芯和線圈將因過熱而損壞。,第二節(jié) 電壓互感器,二、技術(shù)參數(shù),六、注意事項,五、選擇,一、電壓互感器的種類、結(jié)構(gòu)與型號,1、鐵芯式電壓互感器的分類 按相數(shù)：單相、三相； 按安裝地點：戶內(nèi)式和戶外式。 戶外式互感器的表面都帶有傘裙，用以防雨和增加絕緣性能； 按絕緣方法：干式、澆注式、油浸式、瓷箱式。,2、結(jié)構(gòu)示意圖,a）外形圖 （b）取出部分,一、電壓互感器的種類、結(jié)構(gòu)與型號,一、電壓互感器的種類、結(jié)構(gòu)與型號,3、型號 TV的型號一般表示為：,額定電壓,二、電壓互感器的技術(shù)參數(shù),電壓互感器的準確度等 級可分為：0.01、0

8、.02、 0.05、0.1、0.2、0.5、 1.0、3.0、5.0 級,指加在三相電壓 互感器一次繞組上 的額定線電壓，應(yīng) 與供電線路的線電 壓相適應(yīng)。,指在功率因數(shù)為0.8（滯后） 時，二次繞組輸出的額定視 在功率，其標準值為10、15、 25、30、50、75、100、150、 200、250、300、400、 500VA。,0.2、0.5級的用 于現(xiàn)場電能計量,二次繞組的額定電 壓，當Vv接線時為 100V；當Yy接線時 為100/ V。,額定容量,三、電壓互感器的工作原理,電壓互感器的工作原理與電力變壓器相似，同樣是由相互絕緣的一、二次繞組繞在公共的閉合鐵芯上組成的：,電壓互感器的一

9、次繞組與被測負載并聯(lián)，二次繞組與測量儀表的電壓線圈并聯(lián)。與電力變壓器的主要區(qū)別其一是兩者容量不同，其二是電壓互感器的二次負荷電能表電壓線圈的輸入阻抗很大，因此電壓互感器相當于開路運行的變壓器。,四、電壓互感器的誤差,電壓互感器的誤差主要來源于激磁電流和二次電流在一、二次繞組的銅電阻和漏抗中的壓降。比差： 其中：U1實際一次電壓有效值； U2實際二次電壓有效值；,一般為負值，因此出廠前的電壓互感器， N2的匝數(shù)要適當增多幾匝，以補償實際電壓互感器由于激磁電流和二次電流在一、二次繞組的銅電阻和漏抗中的壓降引起的負的比差。,KU額定變比； 實際變比；,電壓互感器二次連線電阻壓降引起負誤差,電壓互感器

10、二次連接導(dǎo)線上有電阻，當二 次電流通過二次連線時，在該二次連線的 電阻上會產(chǎn)生壓降，使加在電能表兩端的 電壓 小于電壓互感器二次繞組出線端 的端電壓 ，從而產(chǎn)生負誤差，少計電量。 以單相電壓互感器為例：二次連線 電阻上的壓降必定引起負誤差。,電壓互感器二次連線電阻壓降圖示,限制電壓互感器二次回路電壓降的規(guī)定,DL/T 4882000電能計量裝置技術(shù)管理規(guī)程規(guī)定“I、II類用于貿(mào)易結(jié)算的電能計量裝置中的電壓互感器二次回路電壓降應(yīng)不大于其額定二次電壓的0.2；其它電能計量裝置中電壓互感器二次回路電壓降應(yīng)不大于其額定二次電壓的0.5” 。,圖212 JSJW-10型三相五柱式電壓互感器 (a) 外觀

11、圖 (b) 原理接線,圖213 鐵芯油浸串級式電壓互感器（以110KV的為例） （a）內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 （b）接線原理圖,電容分壓式電壓互感器,五、電壓互感器的接線方式,1電壓互感器的Vv接線 兩臺相互絕緣接于相與相之間的單相電壓互感器連接如圖所示：,Vv接線廣泛用于中性點絕緣系統(tǒng)或經(jīng)消弧線圈接地的35kV及以下的高壓三相系統(tǒng)，特別是10kV三相系統(tǒng),五、電壓互感器的接線方式,2電壓互感器的Yyn接線 這種接法采用一臺三芯五柱式三相電壓互感器，Yyn接線如圖所示：,多用于對地絕緣的高壓三相系統(tǒng)，二次側(cè)中性線引出并接地,五、電壓互感器的接線方式,3電壓互感器的YNyn接線 這種接線互感器繞組是按相電壓

12、設(shè)計的，所以既可獲取線電壓，又可獲取相電壓。,YNyn接線用于110kV及以上電壓等級的中性點直接接地系統(tǒng)，常采用三臺單相電壓互感器構(gòu)成三相電壓互感器組,六、 選擇使用電壓互感器注意事項,1、電壓互感器應(yīng)選用符合國家標準，并經(jīng)有關(guān)部門鑒定為質(zhì)量優(yōu)良，準許進入電力系統(tǒng)的產(chǎn)品,2、要正確選擇電壓互感器的額定電壓，選擇時該額定電壓 應(yīng)大于接入的被測電壓 的0.9倍，小于1.1倍。 即,六、 選擇使用電壓互感器注意事項,3、按要求的相序接線，防止接錯極性，否則將引起某相的線電壓升高 倍或降低 倍，引起錯誤計量。,4、二次側(cè)要可靠接地，以防一次側(cè)的高壓竄入二次側(cè)造成危害，保證人身及電能表的安全。 5、二

13、次側(cè)嚴禁短路，否則造成燒斷一次側(cè)熔斷器，計量停止。,六、 選擇使用電壓互感器注意事項,5、正確選擇電壓互感器的額定二次容量。 選擇 的原則是：,或者,或者,組合互感器,第三節(jié) 其他互感器介紹,具電流互感器和電壓互感器組成的一個整體，裝在計量箱內(nèi)，一次高壓側(cè)接高壓回路，二次低壓側(cè)接入試驗接線盒，有油浸式和環(huán)氧樹脂澆注式，前者在戶外使用，后者在戶內(nèi)使用，電壓等級一般有35kV、10kV兩種 。,電子式電流互感器,圖219 利用Rogowski線圈測量電流的原理圖。 （a）Rogowski線圈結(jié)構(gòu) （b）電子式電流互感器原理框圖,電子式電流互感器利用一次母線穿過空心線圈（Rogowski） 對被測一

14、次電流信號進行采樣，空芯線圈輸出的感應(yīng)電壓與 一次電流的變化律成正比，這個信號再經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn) 換為數(shù)字信號，并進行運算，換算出與一次電流成正比的量。,電子式電流互感器為了降低對絕緣的要求，高壓端到低壓端的信號傳輸利用光纖來承擔。利用光纖作為高壓端和低壓端的信號傳輸媒質(zhì)，具有絕緣簡單、造價低、技術(shù)成熟等優(yōu)點，而且不易受干擾，傳輸距離遠。Rogowski線圈是一種特殊結(jié)構(gòu)的空心線圈，相當于電流傳感器，測量準確度高、測量范圍大、通頻帶寬、無剩磁、制造成本低。,電子式電流互感器,光互感器是高新技術(shù)在互感器設(shè)計中的應(yīng)用，它分為兩類： 一類是光電壓互感器OPT (Optical Potential Transformer) ，原理是波克爾斯(Pockels)電光效應(yīng)。 電壓電場被測母線的電場在影響傳感頭。 另一類為光電流互感器OCT(Optical Current Transformer)，原理是法拉第(Faraday)磁光效應(yīng)。 電流磁場被測母線的磁場在影響傳感頭。,光互感器,光互感器具有以下明顯優(yōu)勢：,體積小、質(zhì)量輕； 抗干擾能力強，具有良好的絕緣性能，可降低