电流互感器和电压互感器

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1、电热班组2017年03月电猱互感器的辖构和工作原理电层互感器的毎构和工作原理老电式互感器的詹构和原理互感器的主要作用有：(1)将高电压变为低电压(100V),大电流变为 小电流(5A或1A) o(2) 使测量二次回路与一次回路高电压和大电流实施电气隔离，以保证测量工作人员和仪表设备的安全。(3) 采用互感器后可使仪表制造标准化，而不用按被测量电压高低和电流大小来设计仪表。取出零序电流、电压分量供反应接地故障的 继电保护装置使用。知识、电洗互感器的殳要牧术嘉U居电说互感器的猪枸和工作原理三、电沅互感器的接钱方式五、各种实世的电魂互感器五、各种实世的电魂互感器U!电洗互竄器的正确使用五、各种实世的

2、电魂互感器流至感翳知谀C分类丿(-)电流互感器分类(1) 电流互感器按用途可分为两类：一是测量电流、功 率和电能用的测量用互感器；二是继电保护和自动控制 用的保护控制用互感器。(2) 根据一次绕组匝数可分为单匝式和多匝式(3) 根据安装地点可分为户内式和户外式(4) 根据绝缘方式可分为干式，浇注式,油浸式等。(5) 根据电流互感器工作原理可分为电磁式、光 电式、电子式等电流互感器。二)电流互感器的型号规定目前，国标：电流互感器型号编排方法规定如下:特殊使用环境代号电压等级(kV) 设计序号 产品型号字母互感翳型号字參會义产品型号均以汉语拼音字母表示，字母含义及排列顺序见41所示第一个字母第二个

3、字母第三个字母第四舎字母第五俨字母字母含义字母含义字母含头字母含义字母含罠L电洗互感器A穿皓式C卷绝绦B保护级I)差动俚护B支持式G故进的D差动悭护CJ附脂浇注J加大容凤1)单匝式K塑料外壳Q加“強” AF爹匝式L电容式绝级Z浇注绝缭.1接地俚护M母眦M母线式F屮频Q线憾式S速饱和R装人虫W户外式Y低压的Z浇注绝缘Z支性式表4-1电流互感器型号宇母含义nr7（三）电流互感器的主要参数1. 额定电流变比额定电流变比是指一次额定电流与二次额定电流之比（有 时简称电流比）；额定电流比一般用不约分的分数形式 表示。如：10/5, 50/5,100/5, 200/5, 600/5, 3150/5等 额定

4、电流，就是在这个电流下，互感器可以长期 运行而不会因发热损坏。当负载电流超过额定电 流时，叫作过负载。2. 准确度等级（简称准确级）国产电流互感器的准确度等级有0.2、0.5、1.0、3.0、0.2S级及0.5S级。如：0. 2/10P10等#里藏器的麦要狀木热褊3.额定容量（VA）电流互感器的额定容量，就是额定二次电流1气通 过二次额定负载Z?e时所消耗的视在功率S2。4额定电压（kV）是指一次绕组长期能够承受的最大电压（有效值）,它只是说明电流互感器的绝缘强度，而和电 流互感器额定容量没有任何关系。5.极性标志(1) 一次绕组首端标为L1,末端标为L2。当一次绕组带有 抽头时，首端标为L1

5、,自第一个抽头起依次标为L2,L3(2) 二次绕组首端标为S1,末端标为S2。当二次绕组带有 中间抽头时，首端标为S1,自第一个抽头起以下依次标志为S2, S3(3) 对于具有多个二次绕组的电流互感器，应分别在各个 二次绕组的出线端标志前加注数字，如1S1，1S2, 1S3；2S1, 2S2, 2S3标志符号的排列应当使一次电流自L1端流向L2端时,二次电流自S1流出，经外部回路流回到S2。（一）电流互感器的结构基本结构与普通变压器相似，由两个绕制在闭合铁芯上、彼此绝 缘的绕组（一次绕组和二次绕组）所组成，其匝数分别为N和,如 图4-2所示。一次绕组与被测电路串联，二次绕组与各种测量仪表或 继

6、电器的电流线圈相串联。电力系统中，经常 将大电流11变为小电 流【2进行测量，所以 二次绕组的匝数多 于一次绕组的匝数N。 电流互感器的二次额3图4 - 2定电流一般为5A,也有1A。电流互感电流互港器原理结枸3 原埋结恂图* 按线图器简称CT（二）工作原理和特性1=电流互感器的工作原理与普通变压器的工作原 理基本相同。即理想电流互感器两侧的额定电流大小和它们的绕组匝数成反比，并且等于常数KOIL电流互感器的基本工作原理、结构型式与普通 变压器相似，但是电流互感器的工作状态与普通 变压器有显著的区别：（1）电流互感器的一次电流（11）取决于一次电 路的电压和阻抗，与电流互感器的二次负载无关 ,

7、即当二次负载变化时，例如多串几只电流表或 少串几只电流表，不能改变其一次电流值的大小（2）电流互感器二次电路所消耗的功率随二次电 路阻抗的增加而增大，即S2 = I22eZbo（3）电流互感器二次电路的负载阻抗都是些内阻 很小的仪表，如电流表以及电能表的电流线圈等 ，所以其工作状态接近于短路状态。nr（三）电流互感器的误差特性电流互感器铁芯和绕组中存在损耗，所以，实际 电流互感器存在着误差。图4-3是电流互感器的简化相量图图1-3电流互感器的简化相哥由相量图4-3中得到，二次安匝数丄见 旋转180。L 即-y2N2 ）与一次安匝数7洌的相量相比较，其大 小不等，相位也不同，即存在着两种误差，分

8、别 称为比值误差和相角误差。比值误差简称比差，用P表示。它等于相位角误差简称角差。它是旋转180。后的二次磁胡 势安匝数与一次磁动势安匝数之间的相位差，用 6 I表示从相量图4-3中可求出比差与角差的公式 因为6很小，所以认为OBnOCuIiNi，其中电流互感器的比差与角差的大小与励磁电流110 、负载功率因数0 2、损耗角e有关。*鼻嚴器撰钱方式:1两相星形（V形）连接1 - 6 两相星形（V M接线原理优点：（1）节省导线。（2）能利用接线方法取得 第三相电流，一般为B相电流。c缺点：-(1) 现场用单相方法校验时，由于实际二次负载与运行时不一致，有 时必须要釆用三相方法(或其他类似方法)

9、，给校验工作带来一些 困难。(2) 由于有可能其中一相极性接反，公共线电流变成差电流，使错误接线机率相对地较多一些。2.分相连接a优点是：! J(1) 现场用单相方法校验与实比际运行时负载相同。(2) 错误接线机率相对地少些芒 缺点是:增加了一根导线。乡茹互感翳接线方式 3.三相星形（Y形）连接t -8三相星形（Y形）接线原理图这种接线方法不允许断开公开接线，否则影响计量精度（因为零序电流没有通路）。1电流互感器的选择(1)额定电压的选择电流互感器的额定电压必须满足下列件:UxW Ue(2)额定变比的选择长期通过电流互感器的最大工作电流应小于或等于互感器一次额定电流，即IxWLe，但不宜使互感

10、器经常工作在 额定一次电流的1/3以下。(3) 准确度等级的选择在发电厂、变电站、电力用户运行中的电能计量装置按其 所计量的电量不同和计量对象的重要程度分五类(I、 II、皿、IV、V)进行管理。对I、II类计量对象互感器应采用a 2级，对iv、V类计量对象互感器应采用0.5级，0.1级以上互感 ,主要用于实验室进行精密测量或用来校验低等级的电 流互感器。(4) 额定容量的选择与计算电流互感器的额定容量S2e = I22eZb, Zb为互感器二次额定 负载阻抗。接入互感器的二次负载容量S?应满足0. 25S2eS2S2e:由于电流互感器二次额定电流【2。已标准化，一般为5A。 所以二次负载容量

11、的计算主要决定于负载阻抗Zb的计算。 Zb包括表计阻抗Zq接头的接触电阻Rk (般取0.01 0. 5Q)以及导线电阻。:负载阻抗中前二者为确定值，唯有导线电阻为不定值。 导线的计算长度决定于测量仪表与电流互感器的电气距 离和电流互感器的连接方式。互感霜正确便用 1）分相连接时二次负载阻抗的计算。图I -3分相扌妾线导线电阻Rl前面的系数K称为接线系数，在这里K=2屛互感髓正确咬用2）二相星形连接时二次负载阻抗的计算。从图4-6中看出，A相电流互感器的二次电压为所以电流互感器二次负载为其中K=3）三相星形连接时二次负载阻抗的计算。 同理分析，可得到Zb=Zm+RL+RK 其中K=l,设三相电流

12、平衡，所以IN=0二 iiAdOiSidi&lh使用电流互感器应注意的问题(1) 运行中的电流互感器二次绕组不允许开路。(2) 电流互感器绕组应按减极性连接。电流互感器二次侧应可靠接地。J、电巫互感器的殳要枚术参U居、工作原理三、电巫互感器的正确使用四、电层互感器二决负裁的针算nr(-)电压互感器的分类1. 按用途分类按用途分为测量用电压互感器和保护用电压互感 器，这两种电压互感器，又可分为单相电压互感 器和三相电压互感器。2. 根据安装地点分类按安装地点分为户内型电压互感器和户外型电压 互感器。nr俺压亙感貉分类3. 根据电压变换原理分类(1) 电磁式电压互感器,(2) 电容式电压互感器,(

13、3) 光电式电压互感器,4. 根据结构不同分类以电磁感应来变换电压; 以电容分压来变换电压; 以光电元件来变换电压。(I)单级式电压互感器，一次绕组和二次绕组均绕在同一 个铁芯柱上。(2)串级式电压互感器，一次绕组分成匝数相同的几段，各段串联起来，一端子连接高压电路，另一端子接地。（二）电压互感器的型号规定特殊使用环境代号电压等级kV设计序号 产品型号字母目前，国产电压互感器型号编排方法如下:电压互感器在特殊使用环境的代号，主要有以下几 种：CY船舶用；GY高原地区用；W污秽地 区用；AT干热带地区用；TH湿热带地区用。注互感露璽号字參说明电压互感器型行中的字母，都用汉语拼音字母表示7 字母排

14、列顺序及其对应符号含义如表4-3所示。表4-3电压互感器型号字母的含义及排列顺序序号类别含义代表字母名称电压互感器J2相数单相三相I)S3绕组外的绝绦介隨变压器池 空气（干式的） 侥注成固体形JGZi结构特征帯备用电压绕组三住芯带补偿跷组 五柱芯毎相三绕组 申级式擁备用电压骁组XBWC（三）电压互感器的主要参数1.绕组的额定电压额定一次电压是指可以长期加在一次绕组上的电 压，其值应与我国电力系统规定的“额定电压” 系列相一致。额定二次电压，我国规定接在三相系统中相线与 相线之间的单相电压互感器为100V,对于接在 三相系统相与地间的单相电压互感器，为loaVaV2.额定电压变比额定电压变比为额

15、定一次电压与额定二次电压之比，一般用不 约分的分数形式表示（如：JDZ10-12 10/0.1）3.额定二次负载（VA）电压互感器的额定二次负载，为确定准确度等级所依据的二次 负载导纳（或阻抗）值。4.准确度等级曲产电压互感器的准确度等级有00丄、0.02. 0.05. 0.1、02、05、1.0 30、50级。用户电能计量装置通常采用02级和05级电压互感器5. 极性标志为了保证测量及校验工作的接线正确，电压互感器一次及二次 绕组的遍子应标明极性标志。电压互慮器一次绕组接线端壬 用大写學母A、B、C、N表示，二次巍组接线端子用小写李（一）工作原理电压互感器的工作原理、结构和接线方式与普通变压

16、器相似， 同样是由相互绝缘的一次、二次绕组绕在公共的闭合铁芯上组 成，如图4-14所示。其主要区别是二者容量不同，且电压互感器是在接近空载的状态下工作。Cb)图1 - It 电压互感器的原理结构團和接线Ca）販埋结构I4U Cb）接蜒图:感翳工乍原理电压互感器将高电压变为低电压供电给仪表，所以它的仝N多，二次匝数弘少。一次绕组与被测电压并联，二次绕组与各种 测量仪表或继电器的电压线圈相并联。电压互感器在电气图中文字 符号用TV表示。图1-15电压互感器丁形等值电路电压互感器T形等值电路图和相量图如图4-15和图4-16所示感翳工乍原理电压互感器存在着比差和角差 比差用表不，它等于相角差简称角差

17、，是指一次电压与旋转180。后二次电压相量间的 豔斡貉羅盘幣为詔怠当戳脂次电压1电压互感器的选择(1)额芝电压的选择。电压互感器的额定电压是指加在三相电 压互感器一次绕组上的线电压，选择时，应满足下式(2)准确度等级的选择。电压互感器的准确度等级选择与电流 互感器的准确度等级选择相同。图电压互感器形按线134-23电压互感器Y形接线3）接线方式的选择。电压互感器的接线方式有針 计量有功电能和无功电能时，常用图4-22和图4-23两种 接线方式。1nA /3(J1 1-1B丄IcMB 口 iA曰X4）额定容量的选择。按照二次负载取用的即阱 功率S选择电压互感器的额定容量Se,公式为0. 25Se

18、S +卜、J /-r Tf/ -L- A丄.电丿主旦悠爺79V, v按级，贝软79二用形按级 如图4-24所示，设接于a、b间电压互感器分担的总负载视在功率为S.且由二匕和九构成。流过它们的电流分别为iab和iac图卜24电压互感器为0搖缴与三用形负载接线图(a)接鏡图8 (b)梱量图乂设电压互感器次额定线电压为1)2日 且Uab = Ucb = Uac = U2e o过a、b间电压互感器的总电流为P,则为了求出卩可将图4-24 (b)中的计和匹分别向Uj投影, 先求出P的有功分量和无功分量，即如果已知二次负载的导纳分别为Ya b、Ycb、Yac,则式(4-19W 式(4-20)又可分别表示为

19、第一台互感器分担的二次负载总导纳和等效功率因数角分别为按上述同样分析方法可求出接于C、b间的第二台电压互感器 承担的总负载视在功率S2、总导纳丫2和等效功率因数角厂22互感器为Y，y接线，负载为三角形接线如图4-25所示，设接于相互感器的有关负载视在功率为Sb和Sq 相应的负载电流为pb和诃。又设a相总负载电流为ih二次额定线电压为U?e,且 = Uph = Uap=U9e,a相电压互感器承担的总负载视在功率为75 为了求出可将图4-25(b)中的计和诃分别向 投影，先求 出5的有功分量和无功分量，即图1-25电压互感器为Yy接线与三角形负载接线图将式(4-29)代入式(4-26)便可求出Q相电压互感器承担如果将式(4-27)和式(4-28)等号两边同乘如果已知二次负载的导纳分别为丫必、丫小、Yac,则式(4-30)FT武 (4-31)又可分别表示为Q相电压互感器承担的二次负载总导纳和等效功率因数角分别为按上述同样分析方法可求出b相和c相电压互感器承担的二次负载 勰囂篇严C以及相应的一次负裁总、导纳Yb和丫訂等奴功率