互感器原理、接线及常见类型

14.6互感器•掌握电流、电压互感器的工作原理、接线形式；•了解各种形式互感器的结构及性能特点；2互感器的应用场合：广泛应用于高压等级的交流电路中，是一、二次设备之间的重要联络元件。分类：电流互感器CT电压互感器PT34.6.1电流互感器（TA）1、TA的作用：(1)电气量的变化：将一次侧的大电流变为二次侧的标准化小电流I1e/5A（1A）。实现设备生产的小型化、标准化、系列化(2)使二次与高压可靠隔离，保证工作人员的安全(3)使二次脱离一次成为独立系统42、结构与工作原理•结构特点1）一次绕组串联在电路中，匝数很少，截面粗；2）二次绕组匝数多，截面细；•工作特点1）一次电流完全取决于被测电路的负荷电流，而与二次电流大小无关；2）二次电流由一次电流决定；3）二次绕组所接仪表的电流线圈阻抗很小，所以正常情况下，电流互感器在近于短路的状态下运行。5•工作原理:I1N1+I2N2=I0N1≈0I1N1=I2N2I1=I2N2/N1I1=I2ki6•二次绕组必须可靠接地：避免一、二次绕组绝缘击穿的保护接地。•运行中的电流互感器二次侧不允许开路运行；否则会在开路的两端产生高电压危及人身安全或使电流互感器发热损坏。采取的措施：①二次侧不装开关；②二次侧不设熔断器；③测量和保护分开；④不用的CT二次侧应短接；⑤使用电流试验端子；⑥二次连接线应保证一定的机械强度7正常时：；对起去磁作用；故很小，二次绕组感应电势也很小。二次测开路时：=0；即=0而一次侧磁动势不变，它将全部用来励磁，使=。则：一方面：二次绕组将感应高电势，危及人身和设备安全另一方面：由于磁感应强度的剧增，将使铁芯严重发热损坏绕组绝缘。另外：剩磁→测量不准确。102211NININI22NI11NI10NI2I22NI11NI11NI10NI8由于电流互感器存在励磁电流和内阻抗，使测量结果和实际值的大小和相位存有误差。（1）电流误差：≤１０％（2）相位误差：－与之间的夹角（3）10％误差曲线：指在保证电流互感器误差不超过10％的条件下，一次电流倍数n与电流互感器允许最大二次负载阻抗Z2n的关系曲线。%100112IIIKfii2I1Ii3、TA的误差9TA的准确度等级在规定的二次负荷范围内，一次电流为额定值的100%~120%时，电流互感器的电流误差的最大限值。测量用——0.1/0.2/0.5/1.0/3.0保护用——5P/10P0.1与0.2级：用于试验室精密测量（校准级）；0.2：月供电量超过100万度的线路或用户计费测量；0.5：用于计费测量；1.0：用于盘式仪表和技术上用的电能表（估量）5P/10P：用于继电保护10表4-1电流互感器的准确度等级和误差限值准确度等级一次电流为额定电流的百分数（%）误差限值二次负荷变化范围电流误差（±%）相位差（±分）0.1201001200.20.10.1855(0.25～1)S2N0.21020100～1200.50.350.2201510(0.25～1)S2N0.51020100～12010.750.5604530(0.25～1)S2N11020100～12021.511209060(0.25～1)S2N350～1203不规定(0.5～1)S2N11（1）额定电压Ue：指一次绕组主绝缘能长期承受的工作电压（2）额定一次电流I1e：指一次绕组按长期发热条件允许通过的工作电流。（3）额定二次电流I2e：指标准化的二次电流，一般为5A（4）额定二次阻抗Z2e：当二次绕组通过额定电流时，与规定的准确度等级对应的负载阻抗。（5）额定二次容量S2e：与额定二次电流和额定二次阻抗相对应的二次容量。TA的主要参数eeeeZZIS222222512(6)1S热稳定电流倍数Krw(1)：指按短时发热条件在一秒钟内一次绕组允许通过的最大有效值电流Irw(1)与额定一次电流I1e的比值。(7)动稳定倍数Kdw：指能够承受的最大电动力相应的一次绕组电流峰值idw与额定一次电流的幅值得比值。TA的主要参数电流互感器的动稳定倍数：edwdwIiK12电流互感器的热稳定倍数：erwrwIIK1)1(13TA极性和标志P1P2S1S24、TA的接线（极性）144、TA的接线（极性）TA电气量正方向一次电流同名端进（出），异名端出（进）二次电流同名端出（进），异名端进（出）154、TA的接线方式TA常见接线方式（1）单相接线：测一相电流，用于三相对称电路。（2）三相完全星形接线：测三相电流，用于110kV及以上的三相系统不对称或380／220V电路；以及某些继电保护回路。（3）两相不完全星形接线：广泛用于35kV及以下小接地短路电流系统的三相测量；以及除差动保护外的保护回路。（4）两相差接线：用于一般保护、励磁或自动装置中。（5）三角形接线：用于变压器差动保护回路中。图4-2016两相电流差接线三角形接线图4-1TA的接线方式175、TA的分类1、按安装地点分：户内式（略）和户外式（W）2、按绝缘结构分：干式（略）、瓷绝缘式（C）、浇注式（Z）、油浸式（J）3、按整体结构及安装方法分：穿墙式（A）、支持式（B）、装入式（R）4、按一次绕组匝数分：复匝式（线圈式）F（Q）和单匝式（母线式）D（M）。5、按原理分：电磁式、光电式18TA的型号额定电压（KV）设计序号用途：C或D（差动保护）B（保护）安装地点和绝缘型式：安装方法及绕组匝数型式：电流互感器：LLRQ1-1019TA的产品结构TA的内部接线(a)单匝式(b)多匝式20TA的产品结构TA的外形结构21TA的产品结构TA的外形结构110KV正立式电流互感器型号LBT-110WB220KV倒立式电流互感器型号LVB—220WB22TA的产品结构TA的外形结构220KVSF6电流互感器型号LVQB-220WB500KVSF6电流互感器型号LVQB-500WB23TA的产品结构TA的外形结构110KV油纸电容式穿墙套管与电流互感器组合电器型号CRLR-110W244.6.2电压互感器（TV）(1)电气量的变化：将一次侧的高电压变为二次侧的标准化低电压U1e/100V。实现设备生产的小型化、标准化、系列化(2)使二次与高压可靠隔离，保证工作人员的安全(3)使二次脱离一次成为独立系统（一）TV的作用：25（二）结构与原理1、结构特点1）一次绕组并联在电路中，匝数很多；2）二次绕组匝数少；2、工作特点1）一次电压由一次系统决定，而与二次电压大小无关；2）二次电压由一次电压决定；3）二次绕组所接仪表的电压线圈阻抗很大，所以正常情况下，电压互感器在近于开路的状态下运行。263、工作原理:U1≈E1=4.44fφ1N1U2≈E2=4.44fφ2N2U1/U2=N1/N2U1=U2N1/N2U1=U2ku27(1)二次绕组必须可靠接地：避免一、二次绕组绝缘击穿的保护接地方式：二次侧中性点接地或b相接地（现少用）；(2)运行中的电压互感器二次侧不允许短路运行（应装设熔断器）(3)容量(即二次侧负载)在额定值内28(三)TV的误差（1）电压误差：以电压互感器的测量值与一次侧电压的实际值之差，对一次侧电压的实际值的百分比表示NNNuKNNUUK2121100%112UUUKUfuu（2）相位误差：与之间的夹角2U1Uu29（四）TV的主要参数1、准确度等级根据测量时误差的大小而划分为不同的准确度等级：0.2：用于试验室精密测量（校准级）0.5：用于计费测量1：用于盘式仪表和技术上用的电能表（估量）3：用于某些测量仪表或继电保护3P\6P：继电保护302、额定一次电压U1e：使电压互感器的误差不超过允许限值的最佳一次工作电压等级。对应电网额定电压Ue；高压侧采用星形接线的单相式TV为Ue/3、额定二次电压U2e：基本二次U2e=100V（或100/V）附加二次U2e：小接地系统为100/3V大接地系统为100V4、额定容量Se：最高准确度等级所允许的二次负荷的限值。如：对于三相电压互感器，只有最大相负载不超过其额定容量的1/3，才能保持最高的准确度等级。33（四）TV的主要参数31（五）TV的接线TV极性和标志TV电气量正方向一次电压从同名端到异名端二次电压从同名端到异名端32（五）TV的接线TV的常见接线方式图4-42（1）相间单相接线：用于小接地系统线路同期电压的引入构成：1台单相双绕组PT；用于：35kV及以下相间电压（2）相对地单相接线：用于大接地系统线路同期电压的引入构成：1台单相双绕组PT；用于：110及以上相对地电压（3）V/V接线：提供同期、测量、保护所需的三相线电压。不能提供相电压。构成：2台单相双绕组PT用于：35kV及以下测相间电压，但ＵCA误差大33图4-42TV的接线方式34（五）TV的接线TV的常见接线方式图4-42（4）Y/Y0接线：提供同期、测量、保护所需的三相线电压,不能提供相电压。若由一台三相三柱式，原边中性点不接地，只能提供三相线电压；若由三台单相双绕组，原边中性点可接地，还可提供三相对地电压。（5）万能式接线：Y0/Y0/△构成：3台单相三绕组或一台三相五柱式（三绕组）用于：测量各电压级的相对地、相对中性点、相间电压，同期、保护、绝缘监察35（五）TV的接线附加二次绕组则接为开口三角形，构成零序电压过滤器.其工作原理及额定电压分析：正常情况下开口电压=0；当发生单相接地故障时，则有以下两种情况：（1）对于小接地电流系统，发生A相接地时的电压向量图如图4－42（f）所示，取互感器每相附加二次绕组的额定电压为100/3V。（2）对于大接地电流系统，发生A相接地时的电压向量图如图4－42（g）所示，二次绕组的额定值仍定为100V，故其附加二次绕组的额定电压也为100V。36•万能式接线的典型配置举例：•JDZJ-10,单相浇注式，3台，Uew/√3，0.1/√3kV，0.1/3kV•JSJW-10,三相油浸式，1台，Uew/√3，0.1/√3kV，0.1/3kV•JCC-110,单相瓷绝缘，3台，Uew/√3，0.1/√3kV，0.1kV•YDR-220,单相复合绝缘，3台，Uew/√3，0.1/√3kV，0.1kV37（六）TV的分类与型号（1）按安装地点分：户内式和户外式（2）按绝缘结构分：干式（G）、浇注式（Z）、油浸式（J）、SF6气体绝缘（Q）（3）按相数不同分：单相式（D）、三相式（S）（4）按每相绕组数不同分：双绕组式和三绕组式。38额定电压（KV）设计序号结构特征：W（五柱三线圈）J（接地保护）绝缘型式（G、Z、J、Q）相数：单相式（D）、三相式（S）电压互感器类别：J（或JL电流电压组合互感器、JZ\JR\JP\JG）JDZ9-35W：额定电压为35KV的第9代单相全封闭环氧树脂浇注式电压互感器（六）TV的分类与型号39（七）TV的产品介绍1、干式电压互感器，如JDG、JSGW，该类产品主要用于低压，最高电压可达6kV。只限于户内且空气干燥的场所。优点是重量轻，便于装入低压配电盘内。JDG4-0.5JSGW2-0.540（七）TV的产品介绍2、环氧树脂浇注绝缘电压互感器（1）使用在屋内JDZ□－3～35系列，单相户内式环氧树脂浇注全封闭式，为双绕组型JDZX□－3～35，单相户内式环氧树脂浇注全封闭式，为三绕组型41（七）TV的产品介绍2、环氧树脂浇注绝缘电压互感器（1）使用在屋内JSZF－3,6,10G型电压互感器为半封闭环氧树脂浇注结构，用于屋内10kV及以下的中性点非有效接地电力系统中。JSZV－6～10R采用环氧树脂浇注全封闭式结构，由两台全绝缘电压互感器组成“V”式接线，一次绕组带有熔断器保护，二次输出为100V做测量使用，另外带有110V、220V输出电压端子作操作机构电源，电源容量为1100VA。熔断器装在一次端子内部。42（七）TV的产品介绍2、环氧树脂浇注绝缘电压互感器（2）使用在屋外JSZVR－6～10W型采用环氧树脂浇注全封闭式结构，由两台单相电压互感器分别带有熔断器烧注为一体。JDZF－35W、